Energieoptimierung und PUE-Berechnung von Rechenzentren
Verbesserung der Energieeffizienz von Rechenzentren - Optimierung des PUE-Wertes
Wir sind Experten für CFD-Studien und globale Energieanalysen von Rechenzentren zur nachhaltigen Senkung des PUE-Werts.
- Bewertung der PUE (Power Usage Effectiveness) unter tatsächlichen und geplanten Bedingungen
- Detaillierte Energieanalyse der Kühlinfrastruktur
- Identifizierung von Wärmeverlusten und Überdimensionierungen
- Optimierung des Betriebs von HLK-Anlagen (Kühleinheiten, RLT-Anlagen, Ventilatorkonvektoren...)
- Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Luftstrom, Kälteerzeugung und IT-Lasten
- Vergleich von Energiemanagementszenarien (freie Kühlung, Containment, Redundanz...)
- Erkennung von Bereichen mit überhöhtem Verbrauch und gezielte Verbesserungsvorschläge
- Begleitung bei Energieeffizienz und Zertifizierung
Unsere Data Center Projekte :
Analyse der internen Luftströme in Rechenzentren
Luftverteilung und Verwaltung von heißen Zonen innerhalb von Rechenzentren
Rechenzentren sind Umgebungen mit einer sehr hohen Energiedichte, in denen mehrere hundert Kilowatt auf wenigen Quadratmetern konzentriert sein können. Diese Wärmedichte erfordert ein strenges Management der Luftzirkulation, um die von den IT-Geräten erzeugte Wärme effizient abzuführen und stabile Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten. Das Kühlsystem wird zu einem zentralen Element der Energiestrategie und macht häufig mehr als 30 % des gesamten Stromverbrauchs des Standorts aus.
In diesem Sinne ermöglichen die von EOLIOS durchgeführten CFD-Studien die virtuelle Reproduktion des Verhaltens von Luftströmen und Temperaturen im gesamten Rechenzentrum unter Berücksichtigung der spezifischen Merkmale der Anlage (Architektur, IT-Leistung, Belüftungsanlagen usw.). Diese dynamische 3D-Modellierung macht sichtbar, was nicht sichtbar ist: Überhitzungszonen, Druckungleichgewichte, Rezirkulation von warmer Luft, bevorzugte oder stagnierende Wege. Diese Phänomene, die für das bloße Auge oft unsichtbar sind, können zu einer allmählichen Verschlechterung der thermischen Effizienz und zu einem erhöhten Risiko von Materialschäden führen.
Die genaue Analyse der Luftverteilung ist daher ein wichtiger Hebel für die Optimierung. Sie sorgt nicht nur für eine gleichmäßige Versorgung der Computerschränke mit kalter Luft, sondern auch dafür , dass die entzogene Wärme ohne unerwünschte Wechselwirkungen mit den ankommenden Luftströmen abgeführt wird.
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Optimierung der Belüftung und der Ausstattung der Datenhallen
CFD-Studien liefern konkrete technische Elemente, um die Konfiguration bestehender Einrichtungen zu optimieren oder die Konzeption neuer Computerräume zu lenken. Sie ermöglichen es insbesondere, :
- Bestimmen Sie die optimale Positionierung der perforierten Plattenin den technischen Böden, basierend auf dem tatsächlichen Wärmebedarf jedes Schrankes.
- Validieren oder korrigieren Sie die Konfiguration der Warm- und Kaltgänge, indem Sie Bereiche mit Luftmischungen oder Kurzschlüssen identifizieren.
- Bewertung der Wirksamkeit von Containment-Systemen durch Quantifizierung ihrer Auswirkungen auf die Trennung der Ströme und die Temperatur am Servereintritt.
- Anpassung der Steuerung der Lüftungsgeräte (CRAC/CRAH) an die lokale Wärmelast, den Temperaturgradienten und die gemessenen Druckverluste in den verschiedenen Luftwegen.
Diese Simulationen erleichtern dieIdentifizierung von Schwachstellen und Verbesserungsmöglichkeiten, wobei die Ziele der Energieeffizienz, der thermischen Sicherheit und der Betriebszuverlässigkeit im Vordergrund stehen. Mit diesem Ansatz ist es möglich, eine bessere Temperaturregelung zu erreichen und gleichzeitig den Lüftungsaufwand und den damit verbundenen Energieverbrauch zu senken.
Reduzierung von Wärmeverlusten - CFD zur Unterstützung der Energieeffizienz
Kontrolle von Rezirkulationen und Luftmischungen - Die Bedeutung einer effektiven Abschirmung
DieEnergieeffizienz eines Rechenzentrums hängt weitgehend von der Fähigkeit ab, eine klare Trennung zwischen der kalten Luft, die in die Computerschränke geblasen wird, und der warmen Luft, die von den Geräten abgesaugt wird, aufrechtzuerhalten. Eine effektive Trennung führt in der Regel zu einer typischen Verbesserung des PUE-Wertes um 0,1 bis 0,3 Punkte.
Wenn diese Trennung nicht perfekt ist, kann es zu Rezirkulationen oder Vermischungen kommen, die die Kühleffizienz um 20-40% senken. Die kalte Luft wird dann falsch genutzt oder vorzeitig erwärmt, so dass die Systeme mehr arbeiten müssen, um dies zu kompensieren, was zu einem erhöhten Energieverbrauch führt.
CFD-Studien ermöglichen es, diese kritischen Bereiche genau zu visualisieren. Sie zeigen, dass warme Luft in kalten Gängen rezirkuliert, dass Luft durch Decken oder Strukturen entweicht oder dass kalte Luft um die Schränke herum strömt, ohne diese effektiv zu kühlen. Diese Fehlfunktionen, die in herkömmlichen Messungen oft nicht sichtbar sind, werden dynamisch modelliert, um die Ursachen zu verstehen und konkrete Verbesserungen vorzuschlagen.
Die Vorteile der Einrichtung von Trennwänden in Rechenzentren
Implementierung von Containment-Lösungen
Um diese Verluste zu reduzieren, ist die Einführung von Containment-Lösungen ein besonders effektiver Ansatz. Durch die physische Abtrennung von Warm- und Kaltgängen können die Luftströme besser kontrolliert werden, die Vermischung wird eingeschränkt unddie Kühlung kann gezielt dorthin gelenkt werden, wo sie benötigt wird.
EOLIOS unterstützt seine Kunden bei der Konzeption und Validierung dieser Vorrichtungen. Da jede Architektur einzigartig ist, ermöglichen die Simulationen die Bewertung verschiedener möglicher Konfigurationen – mit oder ohne Doppelboden, Warm- oder Kaltgang – und die Messung ihrer Auswirkungen auf die Eingangstemperatur der Geräte oder das Strömungsverhalten.
Diese Studien führen zu Empfehlungen, die auf die Einschränkungen des Standorts zugeschnitten sind, mit einem klaren Ziel: eine effiziente Kühlung durch die Reduzierung von Wärmeverlusten zu gewährleisten und gleichzeitig den Energieverbrauch für Lüftung und Kühlung zu optimieren.
Dynamische Anpassung der Kühlung an die IT-Last in Rechenzentren
Simulation der sich ändernden Wärmelasten
Rechenzentren sind keine starren Umgebungen. Die IT-Lasten ändern sich ständig, sei es durch die schrittweise Erhöhung der IT-Leistung, die Konsolidierung von Servern oder die Integration neuer Technologien. Diese Variabilität erfordert eine kontinuierliche Anpassung des Kühlsystems, um energetische oder thermische Fehlentwicklungen zu vermeiden.
Mit Hilfe der numerischen Simulation modelliert EOLIOS nicht nur den aktuellen Zustand des Rechenzentrums, sondern auch projizierte Szenarien. Dadurch wird es möglich, das Verhalten von Luftströmen und Temperaturen bei einer Verdichtung der Racks,einer Teilaktivierung eines Raumes oder einerlokalen Erhöhung der Last zu bewerten. Dieser Ansatz ermöglicht es, die richtige Dimensionierung der Kälteanlagen zu validieren und sicherzustellen, dass die aktuelle Konfiguration auch bei zukünftigen Entwicklungen leistungsfähig bleibt.
Temperaturdifferenz zwischen zwei Kühlkonfigurationen
Intelligente Regulierung und Energiemodulation
Eine dynamische Vision des Rechenzentrums ermöglicht auch ein feineres und intelligenteres Energiemanagement. Wenn man versteht, wie die Ströme auf Laständerungen reagieren, kann man die Belüftung und die Kühlleistung in Echtzeit an den tatsächlichen Bedarf der Geräte anpassen, ohne die Anlagen zu überdimensionieren.
Diese angepasste Regulierungverhindert eine übermäßige Kühlung in Zeiten geringerer Aktivität und gewährleistet gleichzeitig einen optimalen thermischen Komfort bei Spitzenbelastungen. Dies führt zu einer deutlichen Senkung des Gesamtenergieverbrauchs und einer längeren Lebensdauer der Lüftungs- und Kühlsysteme, die weniger überlastet werden.
Begleitung bei der Verwertung von CEE-Prämien
Umwandlung von Energieeffizienz in einen finanziellen Hebel
In einem Sektor, in dem jede Kilowattstunde zählt, stehen Rechenzentren im Mittelpunkt der Herausforderungen für die Energieeffizienz. Das System der Energiesparzertifikate (EEC) bietet eine konkrete Möglichkeit, Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs zu finanzieren, vorausgesetzt, die erzielten Einsparungen werden streng nachgewiesen. Dank seines Know-hows im Bereich Wärme- und Luftströme und der Unterstützung durch fortschrittliche numerische Modellierung kann EOLIOS seine Kunden bei der Konzeption, Begründung und Bewertung von Projekten unterstützen, die für die EEG-Förderung in Frage kommen.
Jede Studie zielt darauf ab, die Energieeinsparungen durch gezielte Maßnahmen zu quantifizieren: Verbesserung der Wärme-/Kältedämmung, Anpassung der Regelungssollwerte, Neupositionierung von Kälteanlagen oder Neugestaltung der Belüftung.
Diese Optimierungen sind zwar oft für das bloße Auge unsichtbar, führen aber zu erheblichen Verbrauchssenkungen, die bei ordnungsgemäßer Dokumentation über die EEG monetarisiert werden können.
Modellierung, Berechnungen und Nachweise, die den Anforderungen des Systems entsprechen
Die Erstellung eines EEG-Dossiers – egal ob es auf einem standardisierten Arbeitsblatt oder einem spezifischen Projekt basiert – erfordert einenrigorosen Nachweis der Energieeinsparungen, der häufig durch Messungen, präzise Betriebsannahmen und einen Nachweis der Nachhaltigkeit der Ergebnisse unterstützt wird. EOLIOS mobilisiert sein Know-how im Bereich der CFD-Simulation und des Energieaudits, um die zuverlässigen und nachvollziehbaren technischen Daten zu liefern, die von den zuständigen Behörden gefordert werden.
Jeder Entwurf ist Gegenstand :
- Eine detaillierte Vorher-Nachher-Energieanalyse,
- Technische Berichte, die die Zusammenstellung der Antragsunterlagen erleichtern.
Mit Hilfe seiner digitalen Werkzeuge maximiert EOLIOS Ihre Chancen, die EEG-Prämie zu erhalten, und gewährleistet gleichzeitig die Übereinstimmung mit Ihren Betriebszielen. Das Ergebnis ist ein direkter finanzieller Gewinn, der die Rentabilität von Investitionen in die Energieeffizienz erhöht.
Verbesserung der Energieeffizienz von Rechenzentren - Auf dem Weg zu einer optimierten PUE
Leistungsindikatoren und Steuerungsinstrumente
Die Verbesserung der PUE (Power Usage Effectiveness) ist oft der zentrale Indikator bei derEnergieoptimierung eines Rechenzentrums. CFD-Studien tragen direkt dazu bei, indem sie ein besseres Verständnis der Luft- und Wärmeströme und damit eine feinere Regulierung der thermischen Umgebung ermöglichen.
Durch die Verfeinerung der Luftverteilung, die Begrenzung von überkühlten Bereichen und die Beseitigung von Wärmeeinbrüchen ermöglichen die Simulationeneine größere Temperaturhomogenität in den Kaltgängen. Diese thermische Stabilität ermöglicht es, die Sicherheitsmargen zu reduzieren und die Kühlleistung genau an den tatsächlichen Bedarf anzupassen. Das Ergebnis ist eine deutliche Senkung des Stromverbrauchs der Kühlsysteme und eine Verbesserung des Gesamt-PUE.
Visualisierung der Ergebnisse und Unterstützung bei der Entscheidungsfindung
Die von EOLIOS erstellten Studien beschränken sich nicht auf technische Modellierungen, sondern sind als echte Entscheidungshilfen konzipiert. Die Ergebnisse werden in Form von visuellen Karten – thermisch und lufttechnisch -, aber auch in Form von Vergleichsszenarien und klaren Leistungsindikatoren dargestellt, die direkt von den technischen Teams und den Entscheidungsträgern genutzt werden können.
Dieser Ansatz ermöglicht es,Entscheidungen zu objektivieren, Investitionen oder technische Änderungen zu rechtfertigen unddie Entwicklung des Rechenzentrums mit einem genauen Überblick über die energetischen Auswirkungen zubegleiten.
EOLIOS Innovation - Reduzierung des übermäßigen Energieverbrauchs auf Dächern
Optimierung der Dachmontage von Anlagen: ein unterschätzter Hebel
In einem Rechenzentrum hängt die Energieeffizienz nicht nur von den Geräten im Reinraum ab, sondern auch von den Installationen auf dem Dach, wie z.B. Kühleinheiten, Trockenkühler oder Kühltürme. Ein schlecht durchdachter Aufbau kann dazu führen, dass warme Luft rezirkuliert, verschmutzte oder erwärmte Luft eintritt oder Turbulenzen entstehen.
EOLIOS bietet einen innovativen Ansatz zur CFD-Analyse dieser kritischen Bereiche, wobei der Schwerpunkt auf den Auswirkungen der äußeren Umgebung auf die thermische Leistung liegt. Das Ziel ist die Maximierung der EER (Energy Efficiency Ratio), d.h. des Verhältnisses zwischen der erzeugten Nutzkühlleistung und der von den Kälteanlagen verbrauchten elektrischen Energie.
Diese Studien ermöglichen :
- die Platzierung der Geräte auf dem Dach zu optimieren, um die Selbsterwärmung und Rezirkulationseffekte zu begrenzen.
- Quellen für übermäßigen Energieverbrauch aufgrund einer schlechten Interaktion zwischen Gebäude und Umgebungzu identifizieren.
- Und vor allem, den Unterschied in der Energieeffizienz zwischen verschiedenen Szenarien genau zu quantifizieren.
In vielen Fällen kann die Energieeffizienz von Kühlsystemen durch eine geschickte Neukonfiguration oder Unterteilung um bis zu 10 % verbessert werden, was mehreren Dutzend MWh pro Jahr entspricht. Dieser Ansatz ermöglicht auch eine bessere Dimensionierung der Anlagen oder eine Verlängerung ihrer Lebensdauer. Mit Hilfe der numerischen Simulation bietet EOLIOS seinen Kunden konkrete Hebel zur nachhaltigen Senkung des PUE-Wertes und zur Maximierung der Rendite ihrer Energieinvestitionen.
Temperatur-Isofläche - Rechenzentrumsschwaden
Beherrschen Sie Ihren PUE, optimieren Sie Ihre Kühlung mit EOLIOS
In einer Branche, in der Zuverlässigkeit keine Kompromisse duldet und in der jedes Kilowatt zählt, wird die Energieoptimierung von Rechenzentren zu einer strategischen Notwendigkeit. Mit Hilfe der numerischen CFD-Simulation hilft Ihnen EOLIOS dabei, einen Schritt weiter zu gehen: Sie können Ihre Luftströme besser verstehen, Laständerungen antizipieren, Ihren Verbrauch nachhaltig senken und Ihren PUE-Wert verbessern.
Ob Sie nun einen neuen Entwurf sichern oder eine bestehende Anlage verbessern wollen, unser Fachwissen steht Ihnen bei jedem Schritt mit maßgeschneiderten und konkreten Lösungen zur Seite.
Kontaktieren Sie uns, um Ihre thermischen Einschränkungen in Leistungshebel umzuwandeln.
