CFD-studie van de thermische pluimen van een datacenter in Milaan: uitstoot van de noodstroomaggregaten, invloed op de aangrenzende gebouwen en warme zones op het dak.
EOLIOS Ingénierie bracht de thermische en stromingscondities in beeld van de thermische pluim van een datacenter en van de noodstroomaggregaten van de aangrenzende datacenters, om de koeling op het dak veilig te stellen.
De kern. Externe CFD-studie van een datacenter in Milaan: de uitlaatpluim van de aggregaten wordt gelegd tegen de installaties op het dak, met een windprofiel dat op de manier van een windtunnel is opgebouwd over een stedelijk gebied van 300 m. Resultaat: de pluimen hebben invloed tot op afstand, maar dicht bij de uitlaten is er geen noemenswaardige recirculatie. De zeer hoge installatiedichtheid veroorzaakt wel enkele warme zones op het dak, die door een betere opstelling zijn verholpen.
Deze studie onderzoekt de uitlaatpluim van een reeks aggregaten ten opzichte van de installaties op het dak van een datacenter. Het doel: bepalen of de uitstoot van de systemen de toevoerlucht kan verontreinigen van de verschillende apparaten, en de invloed daarvan meten op de aangrenzende gebouwen.
Daarvoor simuleren onze ingenieurs met numerieke CFD-berekening het thermische en stromingsgedrag van de verschijnselen die zich buiten het model voordoen.
Volume warme lucht dat door een bron (noodstroomaggregaat, dakinstallatie) wordt uitgestoten en dat opstijgt en vervormt onder invloed van de opwaartse kracht en de wind. Het traject bepaalt het risico dat naburige systemen die lucht weer aanzuigen en de invloed op de omgeving.
Bij de CFD-modellering is de vorm van het verticale windsnelheidsprofiel bepalend. Die hangt vooral af van de ruwheid van het oppervlak, dat wil zeggen het afremmende effect van gebouwen, bomen en obstakels die de stroming aan het oppervlak tegenwerken. Over de volle dikte van de atmosferische grenslaag neemt de windsnelheid toe met de hoogte boven het maaiveld.
Om de windschering mee te nemen, gebruikt de studie een methode die aansluit op een fysieke windtunnel: de stedelijke omgeving is opgebouwd over een gebied van 300 m rond de locatie, met een locatiegebonden snelheidsprofiel.
Het deel van de atmosfeer nabij het maaiveld waar de wind door het reliëf en de bebouwing wordt afgeremd en geschoren. Een getrouwe opbouw daarvan bepaalt hoe realistisch de windsnelheden in het model zijn.
De CFD-simulatie laat zien dat de thermische pluimen tot op afstand invloed hebben buiten hun uitstootzone. Maar over het geheel is er in de directe omgeving van de uitlaten geen noemenswaardige recirculatie die de systemen zou kunnen stilzetten: de toevoerlucht wordt onderaan goed aangezogen en op hoogte afgevoerd.
Die conclusies waren van grote waarde voor de ontwerpteams, om te controleren dat de opstelling van de koelsystemen geen recirculatiezone veroorzaakt, ook niet ten aanzien van de hitte-eilandeffecten op de naburige gebouwen.
Het opnieuw aanzuigen door de koelsystemen van een deel van de warme lucht die zij net hebben uitgestoten. Het verhoogt de aanzuigtemperatuur en verlaagt het beschikbare vermogen; de afwezigheid ervan bevestigt dat de apparatuur goed is opgesteld.
De simulatie, uitgevoerd op het volledige model, maakt de gelijktijdige analyse van veel verschijnselen mogelijk. Zij toont aan dat de zeer hoge installatiedichtheid enkele warme zones op het dak veroorzaakt: de minst gunstig gelegen systemen, in het midden, kunnen lucht aanzuigen buiten hun werkbereik, een vraagstuk dat aansluit op de oververhitting binnen.
De vergelijking van de temperatuurvlakken vóór en na laat het effect zien van een geoptimaliseerde opstelling van de koelsystemen: het aanzuigen van warme lucht valt weer binnen de toelaatbare bereiken.
Onthoud dit. Ook zonder noemenswaardige recirculatie levert een hoge apparatuurdichtheid plaatselijke warme zones op. De CFD, ingezet vanaf het ontwerp, valideert de opstelling van de systemen en stelt hun werkbereik veilig.
Op basis van de conclusies van de studie zijn er passende oplossingen aan de ontwerpteams voorgelegd om deze vraagstukken op te lossen. De CFD-simulatie maakt het mogelijk te analyseren, te controleren en te corrigeren mogelijke fouten al in de ontwerpfase: een snelle en nauwkeurige methode die tijd en kosten bespaart en tegelijk concrete, betrouwbare resultaten oplevert. CFD vanaf de ontwerpfase inzetten is de garantie om latere problemen te voorkomen.
Vakkennis: externe CFD-simulatie voor datacentersPluim, windprofiel en warme zones op het dak: antwoorden op de vragen van beheerders en ontwerpteams.
De uitlaatpluim van een reeks aggregaten onderzoeken ten opzichte van de installaties op het dak, bepalen of die uitstoot de toevoerlucht van de apparatuur kan verontreinigen, en de invloed op de aangrenzende gebouwen meten, zoals in ons zusterproject datacenter PA 22.
Het verticale windsnelheidsprofiel hangt af van de ruwheid van het oppervlak (gebouwen, bomen, obstakels). Door de stedelijke omgeving over 300 m rond de locatie mee te nemen en een locatiegebonden snelheidsprofiel te gebruiken, geeft de studie de windschering weer zoals in een fysieke windtunnel.
De thermische pluimen hebben tot op afstand invloed buiten hun uitstootzone, maar in de directe omgeving van de uitlaten is er geen noemenswaardige recirculatie die de systemen zou kunnen stilzetten: de toevoerlucht wordt onderaan goed aangezogen en op hoogte afgevoerd.
De zeer hoge installatiedichtheid veroorzaakt enkele warme zones op het dak. De minst gunstig gelegen systemen, in het midden, kunnen lucht aanzuigen buiten hun werkbereik; een betere opstelling verhelpt dat.
Met CFD-simulatie zijn mogelijke fouten al in de ontwerpfase te analyseren, te controleren en te corrigeren. Snel en nauwkeurig bespaart zij tijd en kosten en levert zij betrouwbare resultaten vóór de uitvoering.
Verken onze expertise, projecten en technische dossiers om verder te komen dan deze vragenlijst.
Externe CFD-studie van datacenter D14 in Milaan: thermische pluim van de noodstroomaggregaten op 50 °C, invloed op de installaties op het dak en op de aangrenzende gebouwen. De simulatie bevestigt dat er geen noemenswaardige recirculatie is en lokaliseert de warme zones door de installatiedichtheid.
Digital twinDatacenteranalyse — data hall en UPS-ruimtes
Rook- en warmteafvoerRWA-engineering in een datacenter
HyperscaleExterne & interne CFD — hyperscale datacenter
OptimalisatieCFD-optimalisatie — datacenter
InternDatacenter — DC28 — intern
Technische ruimtesTechnische ruimtes — datacenter
KoelingOptimalisatie van de koeling — datacenter
ExternDatacenters — DC15.1 & DC15.2 — extern
ExternDatacenter — PA 22 — extern
NoodstroomaggregaatDrukverliesanalyse — noodstroomaggregaat — datacenter
ExternDatacenter — Parijs
BrandDatacenter — NOVEC-gas
InternDatacenter — DC17 — intern
ExternDatacenter — DC25 & DC26 — extern
InternDatacenter — DC10 — intern
InternDatacenter — DC25 — intern
ExternDC23 — extern
CFD-expertise, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele vakgebied datacenter op één plek.