Rechenzentrum – PA 22 – Extern
Untersuchung der Wärmefahnen eines Rechenzentrums
Eolios setzte CFD-Modellierung ein, um den Wärme- und Luftaustausch in einem Rechenzentrum in Meudon zu untersuchen. Die Studie ermöglichte das Verständnis und die Optimierung der Kühlung von IT-Geräten mit hoher Dichte. Es wurden Empfehlungen zur Verbesserung der Luftführung bei bestimmten Windverhältnissen gegeben. Als Ergebnis dieser Studie wurden geeignete Lösungen vorgeschlagen, um zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten und Zeit und Kosten für die Planung einzusparen.
Rechenzentrum - PA 22 - Extern
Jahr
2024
Kunde
NC
Lokalisierung
Frankreich
Typologie
Rechenzentrum
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CFD-Studie über den Wärme- und Luftaustausch in einem Datenzentrum in Meudon
Eolios Technology Expertise: Modellierung des Wärmeaustauschs in einem Rechenzentrum
EOLIOS Engineering, einer der europäischen Marktführer in der CFD-Modellierung von Rechenzentren, brachte seine technische Expertise in das Verständnis und die Modellierung des externen Wärme- und Luftaustauschs eines Rechenzentrums in Frankreich in Verbindung mit der Wärmeabgabe von Generatoren und Dachsystemen durch die Durchführung einer CFD-Studie ein.
In der Umgebung von sehr großen Rechenzentren sind Standards für Kühlsysteme erforderlich, die mit den Entwicklungen in der IT-IndustrieSchritt halten können, da dieDichte der IT-Geräte steigt (mehr als 10 kW/Rack). Die Kühlung zur Abführung der Wärme von IT-Geräten mit hoher Dichte ist eine wichtige Überlegung für Rechenzentren. Diese Kalorien werden durch eine Reihe von Systemen abgeführt, die in hoher Konzentration auf dem Dach angeordnet sind.
Diese Studie untersucht die Abgasfahne einer Reihe von Generatoren für ein Datenzentrum. Ziel ist es,das System zur Verbesserung der Luftumwälzung von Luftkühlern zu analysieren, die sich auf dem Dach von technischen Räumen befinden, dievon Generatoren genutzt werden. Die Rückkopplung von Systemen kann zu einem Leistungsverlust der Luftkühler führen. Dieser Leistungsverlust führt zu einem Anstieg der Temperatur in den Datenhallen, was zu Ausfällen in den Datenhallen führen kann.
Um dies zu erreichen, haben unsere EOLIOS-Ingenieure das thermo-lufttechnische Verhalten der verschiedenen Phänomene, die außerhalb des Modells stattfinden, mittels CFD-Berechnung simuliert.
Eine Vielzahl von Parametern wurde von unseren Experten berücksichtigt: die Strahlungstemperaturen der Wände, der Wärmezug aus den Produktionsprozessen, der Winddruck, der interne Widerstand gegen vertikale Luftströmung, die Lage und die Strömungswiderstandswerte der Öffnungen in der Gebäudehülle, das örtliche Gelände und die unmittelbare Auswirkung der Gebäudestruktur auf den Wind sowie das Vorhandensein mechanischer Systeme, die die Luft um die Prozesse herum umwälzen.
Eine meteorologische Studie wurde durchgeführt, um die üblichen klimatischen Bedingungen um den Standort herum zu bestimmen . Sie ergab, dass der Wind das ganze Jahr über konstant ist, mit einer Dominanz aus Südwest und zeitweiligen Phänomenen aus Nordost. Die Studie wurde bei einer Außentemperatur von 40°C und einer Windgeschwindigkeit von 4 m/s durchgeführt , der am meisten vorherrschenden Windgeschwindigkeit am Standort .
Erstellung eines digitalen Zwillings für ein CFD-unterstütztes Datenzentrum
Der digitale Zwilling des Rechenzentrums, der von Eolios für eine CFD-Studie erstellt wurde, übernimmt die vereinfachte Geometrie des Standorts und seiner Umgebung in einem Radius von 400 m, um eine genauere Analyse der Entwicklung der Wärmefahne in Abhängigkeit von der Windrichtung zu ermöglichen. Diese Studie ist Teil eines Prozesses zur Verbesserung des Gebäudedesigns aufgrund von Übertemperaturzonen im Ansaugbereich, was zu einer Aktualisierung durch die Ingenieure von Eolios für ein neues Modell führte. Der digitale Zwilling umfasst die Generatoren, das Umspannwerk, die Schornsteine und die Luftkühler auf dem Dach. Um das Dach und die Generatoren herum sind mechanische Lamellen installiert. Die für die Studie erforderlichen Informationen zu allen Systemen sind den jeweiligen Datenblättern zu entnehmen.
Die Generatoren sind in maßgeschneiderten Betongebäuden untergebracht, in denen alle notwendigen technischen Einrichtungen integriert sind. Auf dem Dach wurden Schornsteine modelliert,die die schädlichen Abgase der Motoren der Generatoren abführen. Diese schädlichen Gase können für die Umwelt und die menschliche Gesundheit schädlich sein, so dass es notwendig ist, sie über einen Schornstein oder ein Rohr abzuleiten. Der Schornstein für den Motor kann außerhalb oder innerhalb des Gebäudes installiert werden.
Die auf dem Dach installierten Luftkühler leiten die Wärme ab, die in den Datenhallen entsteht. Sie sind mit Schalldämpfern ausgestattet.
Erfassung externer thermo-lufttechnischer Phänomene
Die CFD-Simulation zeigte, dass die Temperatur im Allgemeinen unter 45°C bleibt. Es wurden Bereiche mit höheren Temperaturen identifiziert, die auf die Schleifenbildung der Luftkühler auf der Nord- und Südseite bei Nordostwind und umgekehrt bei Südwestwind zurückzuführen sind. Ein Teil der Luft, die von einer Reihe von Luftkühlern ausgestoßen wird, dringt durch die offenen Enden unter die Abdeckung ein und wird dann von den Luftkühlern der gleichen Reihe wieder angesaugt, was zu einer höheren Temperatur an der Ansaugseite der Systeme führt.
Dieser Temperaturanstieg ist jedoch sehr lokal, nur im Bereich des Luftkühlers, der den Generatoren am nächsten liegt, und bleibt unter dem Temperaturziel.
Darüber hinaus bestätigte die numerische Simulation , dass die Wärmefahnen von Generatoren, Abluftkaminen, Ansaug-/Abluftgittern und Umspannwerken kein Problem für die Dachsysteme darstellen.
Diese Studie ergab, dass eine hohe Dichte an Dachinstallationen zu Ringschlussphänomenen führt, die einen lokalen Anstieg der Lufttemperatur verursachen. Dieses Phänomen gefährdet jedoch nicht die Dauerhaftigkeit der Einrichtungen.
Die Ingenieure von Eolios erstellten auch ein annäherndes Modell des PA13. Die wichtigsten thermischen und lufttechnischen Eigenschaften zeigten erhebliche Probleme mit dem Kreislauf, die die Nachhaltigkeit der Anlagen gefährden können. Es wurde beobachtet, dass die Wärmefahnen der Generatoren in erheblichem Maße durch die Luftkühler auf dem Dach wieder angesaugt werden.
Empfehlung im Anschluss an die CFD-Studie
Wir empfehlen dringend, die Luftqualität dieses Rechenzentrums bei Nordostwind zu überprüfen.
Die Ergebnisse unserer Studie, die von unseren Ingenieuren durchgeführt wurde, ermöglichten es uns, diese Probleme zu identifizieren und den Designteams geeignete Lösungen vorzuschlagen. Die Verwendung von CFD-Simulationen ermöglicht es, alle möglichen Fehler im Design zu analysieren, zu überprüfen und zu korrigieren. Diese Methode ist schnell und präzise, spart Zeit und Kosten bei der Planung und liefert konkrete und zuverlässige Ergebnisse. Die Integration von CFD in die Entwurfsphase ist eine Garantie dafür, dass zukünftige Probleme vermieden werden, indem Experten hinzugezogen werden, um die Nachhaltigkeit des Projekts zu gewährleisten.
