Externe CFD-Simulation für Rechenzentren
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Externe CFD-Simulation für Rechenzentren
EOLIOS ist Experte für die Wärmeableitung in Rechenzentren
- Untersuchung von Wärmefahnen
- Validierung der maximalen Lufttemperatur am Eingang der Anlage
- Auswahl von Material, das an die klimatischen Bedingungen angepasst ist
- Untersuchung kritischer Ausfallszenarien
- Identifikation von Bypass- und Rezirkulationsluftströmen
- Studie über die Auswirkungen von Generatoren
- Energieoptimierung
- Validierung des Installationslayouts
- Optimierung der Platzierung und Kontrolle von Luftaufbereitungssystemen
- Entwurf einer maßgeschneiderten Lösung
EOLIOS ist ein führender Anbieter von externen CFD-Simulationen für Rechenzentren. Unsere Studien basieren auf der Erfahrung von Messkampagnen unter realen Bedingungen und über 100 simulierten Standorten rund um die Welt.
Warum eine externe CFD-Simulation eines Rechenzentrums?
Ein detailliertes Modell, das sich an verschiedene Szenarien anpasst
Wir erstellen ein detailliertes Computermodell, das die umliegenden Gebäude, alle Kühleinrichtungen auf den Dächern der Rechenzentren, alle Auslässe, Frischlufteinlässe und Details wie Windschutz, Lamellen und Dächer enthält…
Anschließend verwenden wir dieses Modell, um die Verteilung von Luftstrom, Temperatur und Wasserdampf (relative Feuchtigkeit) in mehreren Szenarien zu untersuchen. Diese Szenarien variieren je nach Betriebsmodus (Normal, Wartung, Notfall) und Wetterbedingungen (hohe oder niedrige Temperatur, Windgeschwindigkeit und -richtung).
Untersuchung der Wärmeableitung von Dächern von Rechenzentren
Ob im Hof oder auf dem Dach, mechanische Wärmeabgabesysteme wie Kühltürme und DRYs teilen sich den Platz mit den Notstromaggregaten. Eine kompakte Anordnung mit hoher Dichte der Serverschränke im Inneren des Gebäudes führt zu einer kompakten Anordnung der Außengeräte. Dies führt zu großen Herausforderungen und Problemen bei der Steuerung des Luftstroms außerhalb des Gebäudes.
Externe CFD-Studien werden verwendet, um die Risikobewertung zu vervollständigen, das Design zu optimieren und den Energieverbrauch des Rechenzentrums zu reduzieren.
Funktionsschema eines adiabatischen Luftkühlers
Beispiel für die Identifizierung von Hotspots in Verbindung mit thermischen Rezirkulationen zwischen Luftkühlern
Einfluss von Wind und Wetter auf die Leistung eines Rechenzentrums
Die Auswirkungen von Wärmefahnen außerhalb des Gebäudes sind aufgrund der verschiedenen Variablen, die Planungsingenieure und Architekten nicht kontrollieren können, schwer vorherzusagen. Zu diesen Variablen gehören die Windgeschwindigkeit, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Windrichtung und andere Aktivitäten rund um das Gebäude. Diese Phänomene wirken sich jedoch auf die Leistung von Geräten aus, die im Freien positioniert sind.
EOLIOS unterstützt Sie bei der Untersuchung der Auswirkungen dieser Probleme, um einen optimalen Betrieb unter allen Umständen, selbst unter den extremsten, zu gewährleisten.
Untersuchung von Rechenzentren unter extremen Bedingungen
Validierung des Designs unter extremen Bedingungen
Diese Simulationen liefern Ergebnisse, die Eigentümern und Designern von Rechenzentren bei der Entscheidungsfindung helfen, indem sie kosteneffiziente Layouts und Leistung bestimmen. Die CFD-Analyse, wenn sie vor der Fertigstellung und Umsetzung des Designs durchgeführt wird, hilft, die mit Designfehlern verbundenenRisiken zu mindern, die zu umfangreichen und kostspieligen Änderungsanforderungen, Bauverzögerungen und sogar zum Verlust der Rechenkapazität führen können, wenn es während einer Hitzewelle zu einem kritischen Ausfall kommt.
"Ist Ihr Rechenzentrum gegen den Ausfall von Klimasystemen während einer Hitzewelle geschützt? "
Definition von Leistungsverlusten unter extremen Bedingungen
Die Zusammenlegung von Systemen, die Überlagerung von Serverhallen und die kontinuierliche Leistungssteigerung der Serverracks führen zu einer extrem hohen Wärmeableitung über das Dach. Da die Ableitungsfläche durch die Größe des Gebäudes begrenzt ist, führt dies zu einer sehr hohen Konzentration von Klimaanlagen auf dem Dach, was ein großes Risiko von Leistungsverlusten und sogar kaskadierenden Systemausfällen bei extremen Wetterereignissen mit sich bringt.
Bei sehr großer Hitze oder bei einem Stromausfall am Standort können überhitzte Luftfahnen, die von den Kühlsystemen erzeugt werden, zu einem starken Rückgang der Kühlleistung oder sogar zu einem kaskadenartigen Ausfall der Dachsysteme führen, was einen allgemeinen Ausfall des Standorts zur Folge hätte.
CFD-Studien für Rechenzentren im Freien ermöglichen es,die Risiken von Leistungsverlusten zu untersuchen und die Anordnung der Kühlsysteme auf dem Dach zuoptimieren.
Systeme, die bis zu einem bestimmten Temperaturniveau geeignet sind
Die meisten Herstellerunterlagen enthalten Mindestabstände für Klimaanlagen, die normalerweise auf dem Dach montiert sind. Obwohl diese Informationen nur als Anhaltspunkt dienen, wird erwartet, dass die Designer diese Parameter bei der Anordnung der Maschinen berücksichtigen.
In der Regel finden Sie Empfehlungen des Herstellers für die Installation seiner Geräte: Mindestabstand zwischen den Systemen, maximale Betriebstemperatur…
Diese Richtlinien berücksichtigen jedoch nicht die Bedingungen der Umgebungsluft, die Windgeschwindigkeit oder die bebaute Umgebung in der Nähe.
Die folgende Abbildung zeigt, wie die Einhaltung der vom Hersteller empfohlenen Mindestabstände trotzdem zu einer unerwünschten Leistung führen kann.
Verschiedene Anwendungen von CFD im Datenzentrum
Untersuchung der Interaktion von Dachklimaanlagen in Abhängigkeit vom Wind
Die warme Luft, die durch die Schornsteinschächte abgeleitet wird, setzt sich aus den Abgasen der Generatoren und der überhitzten Luft aus den Wärmetauscherbatterien zusammen. Diese Luftströme werden vom Wind in Richtung des Gebäudes geblasen , was zu einer Rezirkulation von Wärme über die Dachsysteme führt.
Aufgrund dieser Bedingungen kann der Temperaturbereich der Umgebungsluft am Eingang der mechanischen Klimaanlage außerhalb des vom Hersteller empfohlenen Betriebsbereichs liegen. Diese Phänomene können zu einem Leistungsverlust oder sogar zum Ausfall von Geräten führen.
Mithilfe der CFD-Analyse können Sie verstehen, wie mehrere Systeme miteinander interagieren werden . Das folgende Video zeigt die Auswirkungen der Abluft (Wärmefahne) von Generatoren in Verbindung mit Klimaanlagen auf dem Dach.
Untersuchung der Freisetzung von Schadstoffen - Nox aus den Generatoren
Parallel dazu kann überprüft werden, ob die Rauchgase (Nox) der Generatoren nicht von den RLT-Anlagen auf dem Dach aufgenommen werden, was zu einer Luftverschmutzung in den Büros führen würde.
Nutzung der CFD-Simulation für das Innere Ihrer Rechenzentren
Die CFD-Modellierung für Innenräume wird in der Regel in der Entwurfsphase für die Analyse der Dimensionierung von Anlagen verwendet. Computersimulationen liefern Informationen über die Beziehung zwischen dem Betrieb von Klimaanlagen und Schwankungen in der Wärmebelastung von Computergeräten. Mithilfe dieser Informationen können IT- und Standortmitarbeiter die Effizienz der Luftströme optimieren, Hotspots beseitigen und die Kühlkapazität maximieren.
CDF-Simulation zur Unterstützung der Untersuchung von Wärmeinseln, die durch Rechenzentren verursacht werden
Rechenzentren sind eine wichtige Wärmequelle in städtischen Gebieten und tragen zur Verstärkung desWärmeinseleffekts bei. Ihre Abwärme kann die lokalen Temperaturen beeinflussen, den Komfort im Freien beeinträchtigen und die Luftqualität beeinflussen. Mit Hilfe von CFD-Simulationen kann die Ausbreitung von Wärme fahnen charakterisiert werden, wobei die Konfiguration der Anlagen, die Stadtmorphologie, die umgebenden Materialien und die tatsächlichen Wetterbedingungen berücksichtigt werden. Die Analysen berücksichtigen auch die saisonale und stündliche Variabilität und zeigen, dass bestimmte Bedingungen, wie Hitzeperioden oder windstille Nächte, besonders kritisch sind. Die Ergebnisse werden verwendet, um verschiedene Minderungsstrategien zu vergleichen, wie z.B. die Platzierung von Geräten, das Hinzufügen von Strömungsleitern, Pflanzenschirmen oder technischen Lösungen wie drehzahlgeregelte Luftkühler. Je nach Konfiguration können diese Maßnahmen die lokale Wärmebelastung reduzieren. Schließlich erleichtern die Simulationen dieIntegration von Rechenzentren in die Stadt- und Umweltpolitik, indem sie objektive Elemente für die Planung, die Regulierung und die Abstimmung mit den Anwohnern liefern.


Kartierung der Temperatur in 1 m Höhe über dem Boden vor und nach der Errichtung eines Rechenzentrums
Sie entwerfen oder betreiben ein Rechenzentrum?
Die Kontrolle des Luft- und Wärmeflusses ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit Ihrer Infrastruktur zu gewährleisten, Leistungsverluste zu vermeiden und Ihre Investitionen gegen extreme Wetterbedingungen abzusichern.
Mit Hilfe von CFD-Simulationen helfen Ihnen unsere Ingenieure, thermische Risiken zu antizipieren, die Anordnung Ihrer Anlagen zu optimieren und eine kompromisslose Betriebskontinuität zu gewährleisten.
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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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