Externe thermo-aeraulische Studie zweier Rechenzentren : Modellierung der Wärmefahnen der Stromaggregate und der Rückführung der Rückkühler auf dem Dach, zur Sicherung der Kühlung und der Qualität der Zuluft.
EOLIOS hat die thermischen und aeraulischen Austausche außerhalb zweier Rechenzentren modelliert, um zu überprüfen, dass die Abgabe der Stromaggregate und der Kühlsysteme weder die Rückkühler auf dem Dach stört noch die Zuluft der benachbarten Büros kontaminiert.
Die vertiefte Studie von EOLIOS ermöglichte es, die Risikobewertung zu vervollständigen, die Auslegung zu optimieren und den Energieverbrauch des Rechenzentrums zu verringern, indem sie von der Auslegungsphase an Fehler aufdeckte, die vor den Arbeiten korrigiert werden konnten.
Das Wesentliche. Externe CFD-Studie zweier Rechenzentren : Modellierung der Wärmefahnen der Stromaggregate und der Rückführung der Rückkühler auf dem Dach. Bei ungünstigem Sommerwind zeigte die Studie eine starke Störung der Rückkühler ; die Überarbeitung der Absaugschächte und der Positionierung der Lufteinlässe beseitigte die Rückführung und schloss das Risiko einer Verschmutzung der Zuluft aus.
Die Rechenzentren konzentrieren auf dem Dach eine hohe Dichte von Geräten : Rückkühler, Abgabekamine, Ansaug- und Abgabegitter, Unterstationen und Notstromaggregate. In diesem beengten Raum ist es nicht selbstverständlich, dass die frische Luft, die abgeführte warme Luft und die Verbrennungsrauchgase stets getrennt bleiben.
Das Hauptrisiko ist die Rückführung : das Wiederansaugen (durch die Rückkühler) der von den benachbarten Systemen abgegebenen warmen Luft oder der Fahne der Stromaggregate. Dieses Phänomen verursacht einen Verlust an Kälteleistung, also einen Temperaturanstieg in den Data Halls, der bis zum Ausfall von Geräten führen kann. Hinzu kommt das Risiko der Verschmutzung der Zuluft der Büros durch die Abgasrauchgase.
Wiederansaugung eines Teils der in der Nähe abgegebenen warmen Luft durch die Rückkühler. Sie erhöht die Ansaugtemperatur und kann die Kühlung beeinträchtigen; ihre Beherrschung bestimmt die Zuverlässigkeit des Standorts.
Die numerischen Simulationen tragen zu einem besseren Verständnis der thermo-aeraulischen Phänomene bei. Der große Vorteil der CFD besteht darin, alle Eventualitäten vorherzusehen und zu überprüfen, um relevante technische Lösungen zu entwickeln. Dank seiner Rechenserver simuliert EOLIOS die Modelle in ihrer Gesamtheit mit großer Präzision und analysiert gleichzeitig die Auswirkung zahlreicher Phänomene auf die externe thermo-aeraulische Entwicklung des Rechenzentrums. Diese Studie ermöglichte es insbesondere, Auslegungsfehler aufzudecken, die korrigiert werden konnten.
Bei der CFD-Modellierung ist die Form des vertikalen Profils der Windgeschwindigkeiten äußerst wichtig. Es hängt vom Grad der Rauheit der Umgebung ab, also der Neigung von Gebäuden, Bäumen und Hindernissen, den Wind zu verlangsamen, indem sie sich seiner Bewegung entgegenstellen. Über die gesamte Dicke der atmosphärischen Grenzschicht nimmt die Geschwindigkeit zu, je weiter man sich vom Boden entfernt.
Um diese Scherung nachzubilden, wendet EOLIOS eine ähnliche Methodik wie ein physischer Windkanal an : Die städtische Umgebung wird in einem Umkreis von etwa 500 m rund um den Standort modelliert, mit einem geländeabhängigen Geschwindigkeitsprofil. So bewertet man die Auswirkung der Fahnen je nach verschiedenen Windkonfigurationen.
Bodennahe Luftschicht, in der die Windgeschwindigkeit mit der Höhe infolge der Bodenreibung zunimmt. Die Nachbildung ihres Profils ist unerlässlich, um die Flugbahn der Fahnen korrekt zu bewerten.
Eine meteorologische Studie des Standorts hat die vorherrschenden Windbedingungen und die ungünstigste Konfiguration ermittelt : die eines Windes, der geeignet ist, die Wärmefahne der Stromaggregate zu den Systemen auf dem Dach herabzudrücken, kombiniert mit einer hohen Außentemperatur.
Der digitale Zwilling übernimmt die vereinfachte Geometrie des Standorts und seiner näheren Umgebung, um die Entwicklung der Fahne je nach Windrichtungen fein zu analysieren. Mehrere benachbarte Gebäude und ihre Systeme wurden modelliert, um den Einfluss der Wärmeabgaben der bestehenden und im Bau befindlichen Gebäude zu überprüfen.
Den klimatischen Studien des Standorts zufolge kam die Studie der von den Stromaggregaten erzeugten Wärmefahnen bei einem ungünstigen Sommerwind zu einer sehr starken Störung der Rückkühler, ja sogar zu deren potenziellem Ausfall. Die Auslegung der aeraulischen Absaugschächte konnte überarbeitet werden, um die thermo-aeraulischen Phänomene zu beseitigen, die diesen Problematiken zugrunde lagen.
In einem zweiten Schritt konzentrierten sich die Studien auf die Verfolgung der Abgabe der Verbrennungsrauchgase der Motoren, je nach Positionierung der Lufteinlässe der Büro-Lüftungsgeräte. Mit dem Ziel, das Risiko der Verschmutzung der Zuluft zu beseitigen, konnte eine Optimierung der Positionierung der Lufteinlässe vorgenommen werden.
Schließlich können die Wärmefahnen eines Rechenzentrums die örtlichen Lufttemperaturen über hundert Meter hinweg beeinflussen. In diesem Sinne wurden mehrere Gebäude und ihre Systeme modelliert, um den Einfluss der Abgaben zu überprüfen ; die Niveaus des Störungsrisikos konnten in Verbindung mit den klimatischen Studien des Standorts ermittelt werden.
Von einer Quelle (Stromaggregat, Rückkühler) abgegebenes warmes Luftvolumen, das unter dem Einfluss seines Auftriebs und des Windes aufsteigt und sich verformt. Seine Flugbahn bestimmt das Risiko der Wiederansaugung durch die benachbarten Systeme.
Dank der Schlussfolgerungen der Studie hat EOLIOS den Konstruktionsteams angepasste Lösungen vorgeschlagen, um diese Problematiken zu lösen. Die CFD-Simulation ermöglicht es, die in einer Auslegung möglicherweise auftretenden Fehler zu analysieren, vorherzusehen, zu überprüfen und zu korrigieren. Diese schnelle und präzise Methode ermöglicht es, Zeit und Auslegungskosten zu sparen, bei gleichzeitiger Gewährleistung konkreter und zuverlässiger Ergebnisse.
Indem man die NOx-Partikel in der abgeführten warmen Luft verfolgt, wurde festgestellt, dass die HLK-Geräte mit reiner Luft versorgt bleiben für die ungünstigsten Windrichtungen, sobald die Auslegungsoptimierungen integriert sind.
Zu beachten. Die Rückführung auf dem Dach und die Fahnen der Stromaggregate von der Auslegung an vorwegzunehmen, vermeidet Verluste an Kälteleistung, Überhitzungen und die Verschmutzung der Lufteinlässe.
Rückführung auf dem Dach, Fahnen der Stromaggregate und Rauchgasverfolgung: Antworten auf die Fragen von Betreibern und Planungsteams.
Zu überprüfen, dass die Wärmefahnen der Stromaggregate und die Abgabe der Kühlsysteme weder die Rückkühler auf dem Dach stören noch die Zuluft der Büros kontaminieren, durch CFD-Simulation der äußeren Phänomene, wie bei unserem Schwesterprojekt DC15.1 & DC15.2.
Das Wiederansaugen der von benachbarten Systemen oder von der Fahne der Stromaggregate abgegebenen warmen Luft durch die Rückkühler. Es verursacht einen Verlust an Kälteleistung und einen Temperaturanstieg in den Data Halls.
Um zu überprüfen, dass die Abgase die Zuluft der Büro-Lüftungsgeräte nicht kontaminieren. Durch die Verfolgung der NOx-Partikel konnte die Positionierung der Lufteinlässe optimiert werden.
Die Fahnen eines Rechenzentrums können die örtlichen Lufttemperaturen über etwa hundert Meter verändern, was die Modellierung der benachbarten Gebäude und ihrer Abgaben rechtfertigt.
Sie ermöglicht es, Fehler vor den Arbeiten zu analysieren, vorherzusehen, zu überprüfen und zu korrigieren. Hier beseitigte die Überarbeitung der Absaugschächte die schädlichen Phänomene und sparte gleichzeitig Zeit und Kosten.
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Diese Analyse untersuchte die Abgasfahne einer Reihe von Notstromgeneratoren für zwei Rechenzentren. Das Ziel : zu bestimmen, ob die Abgasrauchgase die Zuluft der Kühlgeräte und des angrenzenden Bürogebäudes kontaminieren würden. Indem man die NOx-Partikel in der abgeführten warmen Luft verfolgt, wurde festgestellt, dass die HLK-Geräte mit reiner Luft versorgt bleiben für die ungünstigsten Windrichtungen.
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