Entwurf des digitalen Zwillings Ihres Rechenzentrums
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Schaffung von digitalen Zwillingen von Rechenzentren
Expertise in der Erstellung von digitalen Zwillingen für Datenzentren
Bei EOLIOS können wir dank unseres doppelten Know-hows im Bereich der CFD-Modellierung (Computational Fluid Dynamics) und des genauen Verständnisses digitaler Infrastrukturen originalgetreue und nutzbare digitale Zwillinge von bestehenden oder geplanten Datenzentren erstellen. Diese virtuellen Modelle ermöglichen es,das tatsächliche Verhalten der Anlagen unter einer Vielzahl von Bedingungen zuantizipieren,ihre thermische und energetische Leistung zu optimieren und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Betriebsrisiken zu erhöhen.
Wir unterstützen Betreiber, Infrastrukturingenieure, Bauherren und spezialisierte Planungsbüros bei der Planung, dem Betrieb und der Modernisierung von Rechenzentren. Durch einen Ansatz, der Beobachtungen vor Ort, die Erfassung technischer Daten und numerische Simulationen miteinander verbindet, bieten wir konkrete Entscheidungshilfen. Um technische Entscheidungen zu verifizieren, Design- oder Entwicklungshypothesen zu validieren und ehrgeizige Energieeffizienzziele zu erreichen, ist die Erstellung von digitalen Zwillingen zur Unterstützung der CFD ein wichtiger Vorteil.
- 3D-Modellierung der Luftströme in Datenhallen
- Validierung des thermischen Designs in der Projektphase
- Simulation von Außenwindbedingungen auf dem Gebäude
- Optimierung der Anordnung von Racks und IT-Geräten
- Bewertung der Widerstandsfähigkeit gegen Ausfallszenarien
- Unterstützung für die Modernisierung bestehender Säle
- Simulation der Auswirkungen des Hinzufügens von Schränken mit hoher Dichte
- Geschätzte Gewinne aus Betriebsänderungen
- Unterstützung bei der Zertifizierung oder Überwachung von Leistungsindikatoren (PUE, DCIE)
Die digitalen Zwillinge bieten den Betreibern von Datenzentren ein leistungsstarkes Werkzeug, um ihre Einrichtungen besser zu verstehen, zu steuern und zu optimieren. Mit Hilfe von CFD-Simulationen unterstützt EOLIOS seine Kunden bei der detaillierten Modellierung ihrer bestehenden oder geplanten Rechenzentren, um deren Energieeffizienz zu validieren, Entwicklungen zu antizipieren und eine hohe Betriebsstabilität zu gewährleisten.
Validierung der hohen Energieeffizienz seines Rechenzentrums
Bewertung des Designs in Bezug auf äußere Bedingungen
Die Energieeffizienz eines Rechenzentrums hängt sowohl von seiner Architektur als auch von seinem Standort ab. Durch die Schaffung eines vollständigen digitalen Zwillings ist es möglich, die Wind- und Temperaturbedingungen, denen das Gebäude das ganze Jahr über ausgesetzt ist, genau zu simulieren.
Unsere Modelle berücksichtigen die Besonderheiten der lokalen Umgebung: Topographie, Vegetation, benachbarte Gebäude, Bodenrauhigkeit, vorherrschende Windverhältnisse…
Diese Analyse ermöglicht es,die Wechselwirkung zwischen den Außenluftströmen und den Strukturen des Rechenzentrums zu bewerten, umdie Risiken der Rezirkulation von heißer Luft, Bereiche mit Wärmestaus oder Überdruckeffekte auf die Lüftungsanlagen zuidentifizieren.
Untersuchung des Windverhaltens rund um ein Rechenzentrum
Diese Simulationen sind besonders nützlich für Rechenzentren auf Dächern oder in dichten Stadtgebieten, wo Maskeneffekte und Verwirbelungen die Funktion der freien Kühlung oder der Wärmetauscher stark beeinträchtigen können. Sie ermöglichen es, die Robustheit des Gebäudes gegenüber extremen Wetterbedingungen (Sturmböen, Hitzewellen, thermische Inversionen) im Sinne der Widerstandsfähigkeit zu testen.
Untersuchung der Wärmefahnen eines Rechenzentrums
Überprüfen Sie die Wirksamkeit der Kühleinrichtungen
Neben der Hülle ist es die interne Effizienz des Kühlsystems, die den Stromverbrauch des Rechenzentrums beeinflusst. Durch die Modellierung der gesamten Anlage in einem digitalen Zwilling, von der Anordnung der Racks und Gänge bis hin zu den RLT-Geräten, Plenums und technischen Kanälen, sind wir in der Lage, das gesamte lufttechnische und thermische Verhalten der Anlage zu simulieren. Diese Modellierung berücksichtigt die tatsächlichen Luftströme, die Wärmezufuhr pro Schrank, die Druckverluste und die vorhandene Regulierung.
Mit Hilfe dieser Simulationen ist es möglich, verschiedene Betriebskonfigurationen zu testen: Teillast, Spitzenaktivität, Szenario mit steigender Last oder sogar teilweiser Verlust der Redundanz. Ziel ist es,die Einhaltung der zulässigen Temperaturen zu überprüfen,Überhitzungszonen zu vermeiden, die Leistung des Containments (hot aisle / cold aisle) zu quantifizieren undmögliche Ungleichgewichte zwischen den Gängenzu identifizieren.
Diese Analysen sind entscheidend, um zu bestätigen, dass die theoretischen Energieleistungsversprechen unter realen Betriebsbedingungen eingehalten werden. Sie tragen auch dazu bei, die Energieeffizienz (PUE) zu maximieren, ohne die Betriebssicherheit zu beeinträchtigen.
Digitaler Zwilling der Datenhalle
Modernisierung der Infrastruktur durch digitale Zwillinge
Kontinuierliche Verbesserung der Leistung des Rechenzentrums
Rechenzentren sind lebende Systeme. Sie entwickeln sich ständig weiter, um sich an den Bedarf anzupassen, neue Technologien zu integrieren oder Wartungsanforderungen zu erfüllen. In diesem Zusammenhang stellt der digitale Zwilling ein strategisches Steuerungsinstrument dar, das die Auswirkungen einer Entwicklung auf das thermische und lufttechnische Verhalten des Standorts vorhersagen kann.
Mit Hilfe eines präzisen und ständig aktualisierten CFD-Modells ist es möglich, die Auswirkungen einer Änderung schnell zu testen: Hinzufügen eines Racks, Umkehrung der Versorgungsrichtung eines Gangs, Versetzen eines AHUs, Änderung des Regelungssollwerts usw. Diese Simulationen erleichtern die Entscheidungsfindung, indem sie die tatsächlichen Auswirkungen auf den Luftstrom, die kritischen Temperaturen oder den Stromverbrauch objektivieren. Sie können auchIneffizienzen aufdecken, die bisher schwer zu erkennen waren, wie z.B. wiederkehrende Warmluftumwälzungen oder Druckungleichgewichte zwischen Zonen.
Digitaler Zwilling der Datenhalle
Optimierung der technischen Entscheidungen in der Projektphase
Bei einem Modernisierungsprojekt hat jede technische Entscheidung einen Einfluss auf die Gesamtleistung des Rechenzentrums. Der digitale Zwilling ermöglicht die Simulation und den objektiven Vergleich verschiedener Designvarianten, lange bevor die Arbeiten durchgeführt werden. Ob es sich um den Austausch eines Kühlaggregats, die Optimierung eines Kanalnetzes oder den Einbau einer Gangbegrenzung handelt, die CFD-Simulationen ermöglichen einegenaue Bewertung der energetischen, thermischen und betrieblichenVorteile, die mit jedem Szenario verbunden sind.
Diese Methode hilft, kostspielige oder ineffizientePlanungsfehler zu vermeiden, indem sie die Schwachstellen bestimmter Optionen oder unvorhergesehene Interaktionen zwischen Systemen aufzeigt. Sie fördert auch einen flüssigeren Dialog zwischen den verschiedenen Projektbeteiligten (Bauherr, Betreiber, Ingenieurbüro, Integratoren) dank klarer Visualisierungen und gemeinsamer Indikatoren.
Schließlich bietet dieser Ansatz eine rationale Grundlage, um Investitionen zu priorisieren und die erwarteten Gewinne zu beziffern, in einer Logik des Return on Energy Investment (ROI).
Begleitung des Einsatzes von Schränken mit hoher Dichte
Informierte Entscheidungen vor Bauarbeiten
Die Entwicklung von Hochleistungsrechnern, kritischen Anwendungen und künstlicher Intelligenz führt zu einer zunehmenden Konzentration von Leistung in Computerschränken. Diese neuen Konfigurationen mit hoher Dichte, die oft mehr als 20 kW pro Schrank betragen, erfordern eine genaue Kontrolle der Wärme- und Luftverteilung. Vor jeder physischen Änderung kann der digitale Zwilling die Auswirkungen dieser lokalen Lasten auf die unmittelbare Umgebung virtuell testen.
Durch die Integration der Wärmeableitungsdaten der Geräte, der Raumgeometrie, der Einschließungsvorrichtungen und der Kapazitäten des Kühlsystems liefern die CFD-Simulationen eine detaillierte Karte der Eingangstemperaturen, der thermischen Gradienten und der Luftgeschwindigkeiten. Dieser Ansatz ermöglicht diefrühzeitige Erkennung von Bereichen, die Warnschwellen überschreiten oder die Strömung stören könnten.
Abhängig von den Ergebnissen können Korrekturmaßnahmen in das Projekt integriert werden: Hinzufügen von perforierten Fliesen, Änderung der Ausblasrichtung, lokale Verstärkung der Klimaanlage oder Neuorganisation der Kühlungsprioritäten.
Beispiel einer numerischen Simulation in einer Datenhalle
Simulieren Sie den Anstieg der Belastung
Eine der größten Stärken des digitalen Zwillings ist seine Fähigkeit, Szenarien einer schrittweisen Entwicklung dynamisch zu simulieren. Im Rahmen einer Implementierung von Schränken mit hoher Dichte ist es möglich,die Auswirkungen einer schrittweisenErhöhung der Last auf einen oder mehrere Bereiche der Datenhalle zuuntersuchen. Dieser Ansatz ermöglicht es, die Ausfallsicherheit von Installationen zu validieren, ohne eine teure oder riskante Testphase durchlaufen zu müssen.
Durch den Vergleich mehrerer Wachstumsstufen (z.B.: 10 kW → 15 kW → 22 kW pro Rack) können die Ingenieure kritische Schwellenwerte identifizieren, bei deren Überschreitung thermische Instabilitäten oder Effizienzeinbußen auftreten. Dies ermöglicht nicht nur eine bessere Planung von Investitionen, sondern auch eine gleichmäßigere Verteilung der Last über den gesamten Standort, entsprechend der lokalen Kühlkapazitäten.
Die Ergebnisse können in Form vonthermischen Animationen, Druckkarten oderEnergieeffizienzindikatoren (lokaler PUE, ΔT Lufteinlass-/Auslasstemperatur) visualisiert werden. Diese Ergebnisse erleichtern die Kommunikation zwischen den technischen Teams, den Betriebsleitern und dem strategischen Management.
Beispiel für die Druckkartierung einer Datenhalle
Antizipation und Management von Fehlerszenarien
Simulation von Ausfällen und Schadensfällen
In einem Rechenzentrum kann jede Sekunde eines Ausfalls kritische Auswirkungen auf die gehosteten Dienste haben. Der digitale Zwilling ermöglicht es,die Robustheit der Infrastruktur gegenüber einer Vielzahl von Störungsszenarien zu bewerten, ohne den tatsächlichen Betrieb der Anlage zu stören.
Durch die detaillierte Modellierung empfindlicher Geräte (Kühlaggregate, Klimaschränke, Regelvorrichtungen) simuliert EOLIOS gezielte Ausfälle: Ausfall eines Kühlaggregats, Stillstand einer Reihe von CRAH-Einheiten, Ausblasfehler in einem Gang, Unterbrechung der Stromversorgung in einem kritischen Bereich, etc. Diese Simulationen ermöglichen es,Temperaturverläufe, Druckgradienten, Stagnationszonen oder unkontrollierte Rezirkulation in Echtzeit zu beobachten.
Die Aufwärmzeiten werden unter verschiedenen Belastungsszenarien geschätzt, was eine Priorisierung der Risiken, die Festlegung realistischer Alarmschwellen und die Prüfung der Wirksamkeit der im Notfallplan (PRA) vorgesehenen Korrekturmaßnahmen ermöglicht.
Temperaturplan für die Untersuchung von Szenarien mit und ohne Ausfall einer Datenhalle
Gewährleistung der Kontinuität des Dienstes
Die Simulationen im Störungsmodus ermöglichen eine konkrete Validierung der Designhypothesen in Bezug auf Redundanz und Ausfallsicherheit. Der digitale Zwilling wird zu einem echten internen Zertifizierungsinstrument für die Fähigkeit des Standorts, einen Vorfall ohne Unterbrechung des Dienstes zu absorbieren.
Notfallkonfigurationen, N+1-Betrieb, 2N-Redundanz, automatisches Umschalten von Blasluftkreisläufen, können unter simulierten Bedingungen getestet werden , ohne dass die Ausrüstung mobilisiert oder der laufende Betrieb gestört wird. Diese virtuellen Tests helfen bei der Optimierung von Notfallplänen und der Absicherung zukünftiger Betriebs- oder Wartungsarbeiten.
Der digitale Zwilling gewährleistet die Kontinuität der Servicequalität und erleichtert die Nachvollziehbarkeit der technischen Entscheidungen.
Brandsimulation in einer Datenhalle
Verbesserung der Energieeffizienz des Rechenzentrums
Testen Sie die Auswirkungen von Änderungen auf die Gesamtleistung.
Bei der Energieoptimierung geht es nicht nur darum, ein effizientes Rechenzentrum in der Anfangsphase zu entwerfen, sondern auch darum, den Betrieb kontinuierlich an die tatsächlichen Betriebsbedingungen anzupassen. Mit Hilfe eines originalgetreuen digitalen Zwillings kann jede geplante Änderung virtuell getestet werden, um die thermischen, energetischen und betrieblichen Auswirkungen zu bewerten.
So können beispielsweise das Hinzufügen einer Trennwand, die Änderung eines Ausblaspunktes oder das Abschalten eines Ventilators in einer redundanten Konfiguration genau simuliert werden. Der digitale Zwilling ermöglicht es,die tatsächlichen Luftströme zu visualisieren, potenzielle Störungen zu antizipieren und die mit jedem Szenario verbundenenEnergieeinsparungen zu beziffern.
Dieser Ansatz stellt sicher, dass jede noch so kleine technische Entscheidung tatsächlich zur Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz des Standorts beiträgt.
Identifizieren Sie die Hebel für Verbesserungen
Der Reichtum des digitalen Zwillings liegt auch in seiner Fähigkeit, mehrere Informationsquellen zu kombinieren: Temperaturmessungen vor Ort, IT-Lastprofile, Auslastung der Luftaufbereitungsanlagen, usw. Der digitale Zwilling ist auch in der Lage, eine Vielzahl von Informationen zu kombinieren. Dieser systemische Ansatz ermöglicht es,überdimensionierte oder schlecht ausgelastete Geräte zu identifizieren, unerwünschte Rezirkulation zu lokalisieren und Bereiche mit Wärmeverlusten zuidentifizieren, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.
EOLIOS nutzt diese Daten, um konkrete Optimierungsmöglichkeiten vorzuschlagen: Umverteilung der Luftströme, Ausgleich der Lüftung, Anpassung der Regelstrategien, Beseitigung von Hotspots usw. Anhand von klaren Visualisierungen und Leistungsvergleichen tragen diese gezielten Maßnahmen zu einer messbaren Verbesserung des PUE (Power Usage Effectiveness) des Standorts bei.
Verbesserung der Energieeffizienz des Rechenzentrums
Angesichts der steigenden IT-Lasten, der schnellen technologischen Entwicklung und der wachsenden Anforderungen an die Energieeffizienz müssen sich die Betreiber von Rechenzentren nun auf leistungsfähige Werkzeuge stützen, um ihre Entscheidungen abzusichern. Der digitale Zwilling ist eine strategische Lösung: Er ermöglicht es, das tatsächliche Verhalten der Anlagen in einer kontrollierten virtuellen Umgebung zu simulieren, zu antizipieren und zu optimieren.
Bei EOLIOS setzen wir die Leistungsfähigkeit der CFD-Simulation für den Betrieb und die kontinuierliche Verbesserung der digitalen Infrastruktur ein. Durch die Kombination von rigorosen Feldaudits mit der fortschrittlichen Modellierung von Luftströmen und Wärmeübertragung verschaffen wir unseren Kunden eine klare und verwertbare Vision ihres Rechenzentrums,sowohl im Moment als auch in der Zukunft. Unsere Interventionen ermöglichen es,Designhypothesen zu unterstützen,Konfigurationsänderungen (Modernisierung, hohe Dichte) zubegleiten, kritische Szenarien zu simulieren oder auch den Energiefußabdruck der Anlagen zu reduzieren.
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EOLIOS Ingénierie wurde ursprünglich in Frankreich gegründet und ist das führende Ingenieurbüro für thermische und lufttechnische Simulationen von Rechenzentren in Europa und der ganzen Welt. Das Unternehmen unterstützt Betreiber, Planer und Bauherren in allen Phasen des Lebens eines Rechenzentrums: Entwurf, Optimierung, Renovierung oder Erweiterung.
EOLIOS Engineering ist ein zuverlässiger Partner, wenn es darum geht, die Verfügbarkeit, Sicherheit und Energieeffizienz von IT-Infrastrukturen zu gewährleisten und gleichzeitig die Herausforderungen der Nachhaltigkeit zu antizipieren, indem es wissenschaftliches Fachwissen, modernste Simulationswerkzeuge und eine genaue Kenntnis des Datenzentrum-Ökosystems kombiniert.
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PARIS – LONDON – MILAN – MÜNCHEN – MADRID – WARSCHAU – CASABLANCA – VEREINIGTE ARABISCHE EMIRATE – USA
