CFD-Analyse zur Optimierung der Kühlung eines Rechenzentrums in Vénissieux: Temperaturverteilung auf dem Dach, Beherrschung der Rezirkulationen und robuste technische Lösungen.
Eine Studie analysiert die Temperaturverteilung im Dachgeschoss, wo sich die Klimaregelungssysteme befinden. Die Simulationen identifizieren potenzielle Probleme und optimieren die Auslegung: verbesserte Energieeffizienz, reduzierte Betriebskosten, erhöhte Zuverlässigkeit und verlängerte Lebensdauer der Geräte.
Das Wesentliche. CFD-Studie zur Kühlung eines Rechenzentrums in Vénissieux (Kunde CEME). Die Analyse der Temperaturverteilung im Dachgeschoss, in dem die Klimaregelungssysteme der 3 Data Halls untergebracht sind, zeigt eine Luft-Rezirkulation: die vom Wind zu den Frischluft-Ansaugzonen umgelenkte Wärmeabgabe der Rückkühler erhöht die Ansaugtemperaturen um nahezu 15 °C und verursacht Kaskadenabschaltungen. Die neue Auslegung (Verlegung der Luftansaugungen, verstärkte Dachdämmung) bringt die Ansauglufttemperatur nahe an die Außentemperatur.
Mit der wachsenden Dichte der IT-Geräte wird die Kühlung zu einer großen Herausforderung. EOLIOS untersucht die Temperaturverteilung im Dachgeschoss, wo die Klimaregelungssysteme von 3 Data Halls installiert sind. Da die aktuellen Systeme unzureichend sind, treten bei großer Hitze Überhitzungsprobleme auf.
Die CFD-Studie analysiert die Temperaturverteilung rund um die Wärmeabgabesysteme, um zu bestimmen, ob die Wärmeabgabe die Zuluft durch Rezirkulation kontaminieren kann. Zahlreiche Faktoren spielen bei dieser Art von Studie eine Rolle:
die Wandtemperaturen;
der Winddruck;
der innere Widerstand gegen die Luftströmung;
die Öffnungen der Gebäudehülle;
das örtliche Gelände;
das Vorhandensein mechanischer Systeme, die Luft bewegen, rund um den Prozess.
Phänomen, bei dem die Wärmeabgabe der Rückkühler vom Wind zu den Frischluft-Ansaugzonen umgelenkt wird. Die warme Luft wird an der Ansaugung der Systeme wieder eingesaugt, was die Temperaturen erhöht und ihren Betrieb beeinträchtigt.
Das technische Audit des Standorts ermöglicht es, das Problem und seine Ursachen präzise zu identifizieren, über zahlreiche Messungen von Temperaturen und Geschwindigkeiten in den entscheidenden Zonen. Es liefert auch eine realistische 3D-Modellierung des Standorts (Dach, Zuluftsysteme, Volumenströme, abgeführte Leistungen), einschließlich der äußeren Umgebung in einem Umkreis von 100 m.
Eine Studie der örtlichen klimatischen Bedingungen liefert die sommerlichen Maximaltemperaturen, die mittleren Windgeschwindigkeiten und -richtungen sowie die ungünstigsten Richtungen — um sich in die schlimmsten Szenarien zu versetzen und eine ganzjährig robuste Lösung vorzuschlagen.
Die CFD ermöglicht es, die Luftströmung zu verstehen, die Überhitzung oder die schlechte Zirkulation zu identifizieren, die Auslegung zu optimieren und die Leistung vor der Inbetriebnahme zu validieren.
Die Studie hat festgestellt, dass die Wärmeabgabe der Rückkühler vom Wind zu den Frischluftzufuhrzonen umgelenkt wird. Diese Luftrezirkulation verursacht einen Temperaturanstieg von nahezu 15 °C gegenüber der Außenluft auf Höhe des Ansaugs. Die aktuelle Auslegung war daher bei großer Hitze nicht funktionsfähig und verursachte kaskadenartige Abschaltungen der Anlagen.
Um die Temperaturen am Ansaug zu senken, werden die Frischluftzufuhrzonen weit von den Wärmeabgaben entfernt, um die Rezirkulation zu verringern. Neue Lufteinlässe werden auf dem Dach positioniert, weit von der Abgabezone, und die Dämmung des Dachs wurde verstärkt, um die solaren Wärmeeinträge zu begrenzen.
Zu beachten — die neue Auslegung senkt insgesamt die Temperaturen und ermöglicht es, eine Lufteintrittstemperatur nahe der Außentemperatur zu erreichen.
Die Optimierung der Kühlsysteme verbessert die Energieeffizienz, senkt die Betriebskosten und die Umweltauswirkung. Sie gewährleistet eine erhöhte Zuverlässigkeit, indem sie die Überhitzung verhütet, und verlängert die Lebensdauer der Geräte. Beherrschte Temperaturen und eine gute Feuchteregelung begünstigen den optimalen Betrieb der Server.
Know-how: Simulation der extremen Überhitzungen der Rechenzentren
Rezirkulation auf dem Dach, Audit und technische Lösungen: die Antworten auf die Fragen, die sich Betreiber und Planer vor einer CFD-Studie stellen.
Die vorhandenen Klimaregelungssysteme reichten nicht aus und bei starker Hitze traten Überhitzungsprobleme auf. Die CFD-Studie zeigte, dass die vom Wind zu den Frischluft-Ansaugzonen umgelenkte Wärmeabgabe der Rückkühler einen Temperaturanstieg von nahezu 15 °C an der Ansaugung verursachte und zu Kaskadenabschaltungen führte, ein Phänomen, das in unseren Studien zum Ursprung von Hotspots ausführlicher untersucht wird.
Es ist die Kontamination der Zuluft durch die Wärmeabgabe der Systeme: die warme Abgabe der Rückkühler wird vom Wind zu den Frischluft-Ansaugzonen umgelenkt, was die Temperaturen an der Ansaugung erhöht.
Die Frischluft-Ansaugzonen wurden von den Wärmeabgaben entfernt, um die Rezirkulation zu verringern, neue Luftansaugungen wurden auf dem Dach abseits der Abgabezone positioniert, und die Dachdämmung wurde verstärkt, um die solaren Gewinne zu begrenzen.
Durch ein technisches Audit des Standorts (Temperatur- und Geschwindigkeitsmessungen in den kritischen Bereichen), ein realistisches 3D-Modell einschließlich der äußeren Umgebung in einem Radius von 100 m und eine Wetteranalyse, um sich in die ungünstigsten Szenarien zu versetzen und eine ganzjährig robuste Lösung vorzuschlagen.
Bessere Energieeffizienz, reduzierte Betriebskosten und Umweltauswirkungen, erhöhte Zuverlässigkeit durch Vermeidung von Überhitzung und eine verlängerte Lebensdauer der Geräte, mit einer Ansauglufttemperatur nahe der Außentemperatur.
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