Onderzoek naar en visualisatie van de externe warmte- en luchtstromen van hyperscale datacenters: analyse van de uitstoot van de noodstroomaggregaten en het aanwijzen van recirculaties met CFD-simulatie.
EOLIOS zette haar technische vakkennis in om de externe warmte- en luchtstromen van twee hyperscale datacenters te analyseren en weer te geven, in samenhang met de warmte-uitstoot van de noodstroomaggregaten, door middel van CFD-studies.
De kern. Externe CFD-studie van twee hyperscale datacenters in Italië (dichtheid van meer dan 10 kW per rack). Een digital twin omvat de noodstroomaggregaten, de droge koelers en de omliggende gebouwen om de pluimen per windrichting te volgen. De simulatie lokaliseert de recirculatiezones tussen de uitgestoten en de opnieuw aangezogen lucht en brengt aan het licht dat het oorspronkelijke ontwerp oververhitting van de koeling kon veroorzaken, waarna het is herzien.
EOLIOS Ingénierie, een van de belangrijkste Europese aanbieders van CFD-modellering voor datacenters, zette haar technische expertise in om de externe warmte- en luchtstromen te doorgronden en te modelleren, in samenhang met de warmte-uitstoot van de noodstroomaggregaten.
In de wereld van de zeer grootschalige datacenters zijn standaarden voor koelsystemen nodig die de veranderende behoeften van de IT-sector kunnen volgen, door de toenemende dichtheid van de apparatuur (meer dan 10 kW per rack). Die warmte wordt afgevoerd door een reeks systemen die dicht op elkaar op het dak staan.
Deze analyse onderzoekt de uitstootpluim van een reeks noodstroomaggregaten. Het doel: bepalen of de warmte-uitstoot van die systemen de toevoerlucht kan verontreinigen door recirculatie.
Onze ingenieurs gebruikten numerieke CFD-berekeningen om het thermische en stromingsgedrag van de verschijnselen buiten het model te simuleren. Veel parameters zijn meegenomen: temperaturen van stralende wanden, natuurlijke trek van de processen, winddruk, interne weerstand tegen de verticale stroming, plaats en weerstand van de openingen in de gebouwomhulling, het lokale terrein en de invloed van de bebouwing op de wind, en de aanwezigheid van mechanische installaties.
Volume warme lucht dat door een bron (noodstroomaggregaat, droge koeler) 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.
De digital twin van het onderzochte datacenter omvat de luchtvolumes, alle noodstroomaggregaten, de externe droge koelers en de wanden die in contact staan met de buitenlucht. Alle HVAC-installaties zijn gemodelleerd.
Hij omvat ook de omliggende gebouwen, zorgvuldig gemodelleerd om het verloop van de thermische pluim zo getrouw mogelijk per windrichting te bepalen en zo mogelijke warmteproblemen snel te vinden.
Virtuele kopie van het datacenter en zijn omgeving, gevoed met de technische fiches van de apparatuur. Daarmee zijn verschillende windrichtingen en belastingscenario's te doorlopen zonder de echte installatie aan te raken.
Alle noodstroomaggregaten zijn met CFD gemodelleerd: motoren, schoorstenen, afzuigventilatoren, apparatuur en elektrische kasten zijn meegenomen. Het verfijnen van de CFD-resolutie levert een complexe temperatuurverdeling die de werkelijkheid goed weergeeft. Er zijn bijzondere verschijnselen gevonden, die tot ontwerpwerk hebben geleid om ze te verhelpen.
De eerste simulaties legden de belangrijkste thermische verschijnselen van datacenterstudies vast, en die eigen zijn aan de koelsystemen. Dat maakte het mogelijk snel oplossingen te zoeken voor de gevonden problemen.
Onthoud dit. De CFD lokaliseerde nauwkeurig de recirculatiezones tussen de door de droge koelers uitgestoten lucht en de opnieuw aangezogen lucht, en bracht een risico op oververhitting aan het licht dat het oorspronkelijke ontwerp niet beheerste.
De CFD-simulaties maakten het mogelijk de zones met hoge temperatuur op elk punt in de ruimte. Dankzij die eigenschap zijn de recirculatiezones tussen de door de droge koelers uitgestoten lucht en de lucht die zij weer aanzuigen nauwkeurig aangewezen. De resultaten leidden tot een herziening van het oorspronkelijke ontwerp, in samenhang met de beheersing van de oververhitting binnen, en tot het invoeren van passende oplossingen.
Het opnieuw aanzuigen door de droge koelers van een deel van de warme lucht die zij net hebben uitgestoten. Het verhoogt de aanzuigtemperatuur en verlaagt het beschikbare vermogen; de beheersing daarvan bepaalt de betrouwbaarheid van de koeling.
Met een CFD-studie is het mogelijk te analyseren, te controleren en te corrigeren mogelijke fouten al in de ontwerpfase. Die snelle en nauwkeurige methode verkort de ontwerptijd en levert concrete, betrouwbare resultaten. Een CFD-studie vanaf de ontwerpfase inzetten betekent professionals inschakelen om te voorkomen dat er later problemen ontstaan.
Vakkennis: externe thermische stromingsstudies voor datacenters
Dichtheid, digital twin en recirculatie: antwoorden op de vragen van beheerders en ontwerpteams.
De externe warmte- en luchtstromen van twee hyperscale datacenters analyseren en weergeven in samenhang met de warmte-uitstoot van de noodstroomaggregaten, om te bepalen of de uitlaatpluim de toevoerlucht kan verontreinigen door recirculatie, zoals in ons zusterproject Externe & interne CFD hyperscale.
Hoe hoger de dichtheid van de IT-apparatuur, hoe meer warmte moet worden afgevoerd. Die warmte wordt uitgestoten door een grote concentratie systemen op het dak, wat het risico op recirculatie tussen de uitgestoten warme lucht en de aangezogen lucht vergroot.
Hij omvat de luchtvolumes, alle noodstroomaggregaten, de externe droge koelers en de wanden die in contact staan met de buitenlucht. Alle HVAC is gemodelleerd, net als de omliggende gebouwen, om de pluim per windrichting weer te geven.
De simulatie geeft de zones met hoge temperatuur op elk punt in de ruimte weer en wijst met de stroomlijnen nauwkeurig de recirculatiezones aan tussen de door de droge koelers uitgestoten lucht en de lucht die zij weer aanzuigen.
Met CFD zijn mogelijke fouten te analyseren, te controleren en te corrigeren vóór de uitvoering. Snel en nauwkeurig leidde zij tot een herziening van het oorspronkelijke ontwerp en tot gevalideerde oplossingen tegen oververhitting.
Verken onze expertise, projecten en technische dossiers om verder te komen dan deze vragenlijst.
Externe thermische stromingsstudie van hyperscale datacenters: digital twin, modellering van de noodstroomaggregaten, vastleggen van de pluimen en aanwijzen van de recirculaties tussen droge koelers.
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
ExternDatacenter — PA 22 — extern
NoodstroomaggregaatDrukverliesanalyse — noodstroomaggregaat — datacenter
ExternDatacenter — Parijs
BrandDatacenter — NOVEC-gas
InternDatacenter — DC17 — intern
ExternDatacenter — D14 — extern
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.