Externe thermische stromingsstudie van twee datacenters: modellering van de thermische pluimen van de noodstroomaggregaten en van de recirculatie van de droge koelers op het dak, om de koeling en de kwaliteit van de aanzuiglucht veilig te stellen.
EOLIOS modelleerde de warmte- en luchtuitwisseling rond twee datacenters om te controleren dat de uitstoot van de noodstroomaggregaten en de koelsystemen de droge koelers op het dak niet verstoort en de aanzuiglucht van de naburige kantoren niet verontreinigt.
De diepgaande studie van EOLIOS vulde de risicobeoordeling aan, optimaliseerde het ontwerp en verlaagde het energieverbruik van het datacenter, door al in de ontwerpfase fouten aan het licht te brengen die vóór de uitvoering konden worden verholpen.
De kern. Externe CFD-studie van twee datacenters: modellering van de thermische pluimen van de noodstroomaggregaten en van de recirculatie van de droge koelers op het dak. Bij ongunstige zomerwind toonde de studie een sterke verstoring van de droge koelers aan; de herziening van de afvoerschachten en van de plaats van de luchtinlaten heeft de recirculatie weggenomen en het risico op verontreiniging van de aanzuiglucht afgewend.
Datacenters bundelen op het dak een hoge dichtheid aan apparatuur: droge koelers, uitlaatschoorstenen, aanzuig- en uitblaasroosters, onderstations en noodstroomaggregaten. In die beperkte ruimte is het niet vanzelfsprekend dat verse lucht, afgevoerde warme lucht en verbrandingsrook altijd gescheiden blijven.
Het grootste risico is recirculatie: het opnieuw aanzuigen, door de droge koelers, van de warme lucht van naburige systemen of van de pluim van de noodstroomaggregaten. Dat verschijnsel veroorzaakt een verlies aan koelvermogen, en dus een temperatuurstijging in de data halls die tot het uitvallen van apparatuur kan leiden. Daar komt het risico bij van verontreiniging van de aanzuiglucht van de kantoren door de uitlaatgassen.
Het opnieuw aanzuigen door de droge koelers van een deel van de warme lucht die in de nabijheid wordt uitgestoten. Het verhoogt de aanzuigtemperatuur en kan de koeling verslechteren; de beheersing daarvan bepaalt de betrouwbaarheid van de locatie.
Numerieke simulaties dragen bij aan een beter begrip van de thermische en stromingsverschijnselen. De grote kracht van CFD is dat alle scenario's vooraf zijn te voorspellen en te controleren, om zo doeltreffende technische oplossingen te ontwikkelen. Dankzij haar rekenservers simuleert EOLIOS de modellen in hun geheel met grote nauwkeurigheid, en analyseert zij tegelijk de invloed van tal van verschijnselen op het externe thermische gedrag van het datacenter. Deze studie maakte het onder meer mogelijk om ontwerpfouten aan het licht te brengen die konden worden rechtgezet.
Bij de CFD-modellering is de vorm van het verticale windsnelheidsprofiel doorslaggevend. Die hangt af van de mate van ruwheid van de omgeving, dat wil zeggen de mate waarin gebouwen, bomen en obstakels de wind afremmen door zijn beweging tegen te werken. Over de hele dikte van de atmosferische grenslaag neemt de snelheid toe naarmate de afstand tot de grond groter wordt.
Om deze afschuiving na te bootsen past EOLIOS een methode toe die dicht bij een fysieke windtunnel ligt: de stedelijke omgeving wordt gemodelleerd in een straal van ongeveer 500 m rond de locatie, met een snelheidsprofiel dat van het terrein afhangt. Zo is de invloed van de pluimen bij verschillende windconfiguraties te beoordelen.
Luchtlaag dicht bij de grond waarin de windsnelheid met de hoogte toeneemt door de wrijving met het terrein. Het profiel ervan nabootsen is onmisbaar om het traject van de pluimen juist te beoordelen.
Een meteorologische studie van de locatie bepaalde de overheersende windcondities en de meest ongunstige configuratie: die van een wind die de thermische pluim van de noodstroomaggregaten naar de daksystemen kan drukken, in combinatie met een hoge buitentemperatuur.
De digital twin neemt de vereenvoudigde geometrie van de locatie en haar nabije omgeving over om het verloop van de pluim per windrichting nauwkeurig te analyseren. Meerdere naburige gebouwen en hun installaties zijn gemodelleerd om de invloed van de warmte-uitstoot te controleren van de bestaande gebouwen en van de gebouwen in aanbouw.
Volgens de klimaatstudies van de locatie, bij een ongunstige zomerwind, kwam de studie van de thermische pluimen van de noodstroomaggregaten uit op een zeer sterke verstoring van de droge koelers, en mogelijk zelfs op het uitvallen ervan. Het ontwerp van de afvoerschachten kon worden herzien om de schadelijke stromingsverschijnselen weg te nemen die aan de basis van deze problemen lagen.
In een tweede fase richtten de studies zich op het volgen van de rookuitstoot van de motoren, afhankelijk van de plaats van de luchtinlaten van de luchtbehandelingskasten van de kantoren. Omdat het doel was het risico op verontreiniging van de aanzuiglucht weg te nemen, kon een optimalisatie van de plaats van de luchtinlaten worden uitgevoerd.
Ten slotte kunnen de thermische pluimen van een datacenter de lokale luchttemperaturen beïnvloeden tot op een honderdtal meters. Daarom zijn meerdere gebouwen en hun installaties gemodelleerd om de invloed van de uitstoot te controleren; de risiconiveaus van verstoring konden worden vastgesteld in samenhang met de klimaatstudies van de locatie.
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.
Op basis van de conclusies van de studie stelde EOLIOS de ontwerpteams passende oplossingen voor om deze problemen op te lossen. Met CFD-simulatie zijn fouten die in een ontwerp kunnen sluipen te analyseren, te voorspellen, te controleren en te corrigeren. Deze snelle en nauwkeurige methode maakt het mogelijk ontwerptijd en -kosten te besparen, en levert tegelijk concrete en betrouwbare resultaten.
Door de NOx-deeltjes in de afgevoerde warme lucht te volgen is vastgesteld dat de HVAC-apparatuur zuivere lucht blijft aanzuigen bij de meest ongunstige windrichtingen, zodra de ontwerpoptimalisaties zijn doorgevoerd.
Onthoud dit. Wie recirculatie op het dak en de pluimen van de noodstroomaggregaten al in het ontwerp voorziet, voorkomt verlies aan koelvermogen, oververhitting en verontreiniging van de luchtinlaten.
Recirculatie op het dak, pluimen van de noodstroomaggregaten en rookmonitoring: antwoorden op de vragen van beheerders en ontwerpteams.
Controleren dat de thermische pluimen van de noodstroomaggregaten en de uitstoot van de koelsystemen de droge koelers op het dak niet verstoren en de aanzuiglucht van de kantoren niet verontreinigen, met CFD-simulatie van de externe verschijnselen, zoals in ons zusterproject DC15.1 & DC15.2.
Het opnieuw aanzuigen, door de droge koelers, van de warme lucht van naburige systemen of van de pluim van de noodstroomaggregaten. Het veroorzaakt verlies aan koelvermogen en een temperatuurstijging in de data halls.
Om te controleren dat de uitlaatgassen de aanzuiglucht van de luchtbehandelingskasten van de kantoren niet verontreinigen. Door de NOx-deeltjes te volgen kon de plaats van de luchtinlaten worden geoptimaliseerd.
De pluimen van een datacenter kunnen de lokale luchttemperaturen tot op een honderdtal meters veranderen, wat het modelleren van de naburige gebouwen en hun uitstoot rechtvaardigt.
CFD maakt het mogelijk fouten te analyseren, te voorspellen, te controleren en te corrigeren vóór de uitvoering. Hier nam de herziening van de afvoerschachten de schadelijke verschijnselen weg en bespaarde zij tegelijk tijd en kosten.
Verken onze expertise, projecten en technische dossiers om verder te komen dan deze vragenlijst.
Deze analyse onderzocht de uitlaatpluim van een reeks noodstroomaggregaten voor twee datacenters. Het doel: bepalen of de uitlaatgassen de toevoerlucht van de koelapparatuur en van het aangrenzende kantoorgebouw zouden verontreinigen. Door de NOx-deeltjes in de afgevoerde warme lucht te volgen is vastgesteld dat de HVAC-apparatuur bij de meest ongunstige windrichtingen zuivere lucht blijft aanzuigen.
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
ExternDatacenters — DC15.1 & DC15.2 — extern
ExternDatacenter — PA 22 — extern
NoodstroomaggregaatDrukverlies — noodstroomaggregaat
CFD-expertise, opgeleverde projecten en technische dossiers: het hele vakgebied datacenter op één plek.
Het eenvoudigst is om er samen over te praten. Onze ingenieurs antwoorden met een eerste technische analyse van uw project.