Estudo CFD interno de um data hall: análise dos fluxos de ar, da distribuição das temperaturas e deteção dos pontos quentes para otimizar a refrigeração dos servidores.
A EOLIOS Engenharia forneceu uma visão das condições termo-aeráulicas dos diferentes fenómenos que ocorrem na sala do centro de dados, em relação com os processos informáticos e os sistemas de controlo climático.
O essencial. Estudo CFD interno de uma sala de centro de dados em Espanha. O desafio: controlar os fenómenos termo-aeráulicos induzidos pelos corredores quentes e frios e avaliar a eficácia da circulação de ar que arrefece os servidores. A EOLIOS constrói um gémeo digital muito detalhado (volumes de ar, linhas de servidores, iluminação, condutividade dos materiais, conjunto dos sistemas AVAC e grelhas de difusão), simula diferentes casos de paragem de recicladores e conduz um estudo transitório durante um corte de energia para proteger o material.
O desafio de um projeto destes é o controlo dos fenómenos termo-aeráulicos particulares induzidos pela presença de corredores quentes e corredores frios, bem como a avaliação da eficácia da circulação de ar destinada a arrefecer os servidores. Os estudos CFD permitiram visualizar estes fenómenos para diferentes casos de paragem de recicladores, conduzindo à otimização dos sistemas de tratamento AVAC.
O gémeo digital do centro de dados reproduz os volumes de ar, o conjunto das linhas de servidores, a iluminação e a condutividade dos materiais. A totalidade dos sistemas AVAC é modelada, e as grelhas de difusão são-no com precisão, a fim de restituir fielmente o escoamento do ar nos diferentes corredores. Um modelo tão detalhado autoriza cálculos de grande precisão e a identificação rápida dos problemas térmicos potenciais.
Unidade de tratamento de ar de um centro de dados que aspira o ar quente rejeitado pelos servidores, o arrefece e o reenvia para os corredores frios. O estudo dos seus diferentes casos de paragem condiciona a resiliência da refrigeração.
A totalidade dos servidores pôde ser modelada em CFD. Os recicladores, a iluminação, os ventiladores de extração de calorias, os sistemas de equipamento e os armários de potência elétrica estão integrados com precisão no estudo.
A finura de resolução da CFD restitui uma distribuição de temperaturas complexa mas muito próxima das condições reais de uso. As velocidades e distribuições de temperatura à saída dos recicladores, bem como as trocas térmicas nos corredores quentes e frios, são captadas com grande precisão. Os primeiros cálculos verificaram a ausência de problemática de escoamento e permitiram avaliar o consumo energético dos recicladores e dimensionar os seus contributos.
Uma vez calibrado o gémeo digital, a CFD serve de banco de ensaios para dimensionar os contributos dos recicladores: liga o caudal insuflado e a temperatura de retorno de cada unidade à carga térmica realmente vista pelos corredores. Verifica-se assim que a potência de frio instalada cobre a dissipação dos servidores sem sobreventilar, e que a redundância cumpre as suas promessas quando uma ou várias unidades param.
Balanço de carga por corredor: potência dissipada das linhas de servidores confrontada com o caudal e a temperatura de retorno dos recicladores.
Casos de paragem de recicladores: transferência de carga para as unidades restantes e verificação das temperaturas de aspiração.
Homogeneidade da circulação: deteção dos corredores subalimentados e das zonas de recirculação residual.
Margem de segurança: validação da tenacidade em regime degradado antes da passagem aos cenários extremos.
Princípio que consiste em prever recicladores de reserva (N+1 ou mais) para que a paragem de uma unidade, avariada ou em manutenção, não comprometa a refrigeração. A CFD verifica que as unidades restantes mantêm as temperaturas de aspiração abaixo dos limiares.
A reter. Dimensionar os recicladores com rigor e testar a redundância por cálculo evita ao mesmo tempo a sobreventilação dispendiosa e o subarrefecimento em regime degradado.
A modelação numérica ajuda os projetistas a prever os desempenhos e o comportamento dos sistemas, a testar diferentes configurações e a decidir com conhecimento de causa. É uma ferramenta poderosa para detetar os pontos quentes durante um cenário extremo (onda de calor, falha dos sistemas de climatização), tendo em conta a localização das entradas e saídas de ar, a temperatura e a velocidade do ar ambiente e a configuração dos equipamentos.
Por fim, um estudo transitório avaliou as temperaturas junto aos servidores durante um corte de energia, no lapso de tempo que separa a paragem da reativação dos sistemas de ventilação pelo grupo electrogéneo, a fim de verificar que o material eletrónico não é danificado.
Simulação instacionária que segue a evolução das temperaturas segundo a segundo durante um acontecimento, como um corte de energia. Quantifica o prazo antes de atingir os limiares críticos e compara esse prazo com o tempo de reposição dos sistemas de emergência.
A reter. O gémeo digital detalhado torna visíveis as recirculações e os pontos quentes invisíveis a olho nu, e o estudo transitório prova a tenacidade da sala antes do incidente real.
Gémeo digital, recicladores e estudo transitório: as respostas às questões que exploradores e projetistas colocam antes de um estudo CFD interno.
Controlar os fenómenos termo-aeráulicos induzidos pelos corredores quentes e frios e avaliar a eficácia da circulação de ar que arrefece os servidores, visualizando diferentes casos de paragem de recicladores para otimizar os sistemas AVAC, como no nosso estudo interno do centro de dados DC28.
Reproduz os volumes de ar, as linhas de servidores, a iluminação, a condutividade dos materiais e o conjunto dos sistemas AVAC, com grelhas de difusão modeladas com precisão. Este nível de detalhe autoriza cálculos de grande precisão e a identificação rápida dos problemas térmicos.
Pela simulação de cenários extremos (onda de calor, falha dos sistemas de climatização), tendo em conta a localização das entradas e saídas de ar, a temperatura e a velocidade do ar ambiente e a configuração dos equipamentos, a fim de identificar os pontos quentes, as suas fontes e as suas consequências.
Avalia as temperaturas junto aos servidores durante um corte de energia, no lapso de tempo que separa a paragem da reativação dos sistemas de ventilação pelo grupo electrogéneo, para verificar que o material não é danificado.
Porque as suas velocidades e temperaturas de saída governam as trocas nos corredores. Captá-las com finura permite avaliar o seu consumo energético e dimensionar corretamente os seus contributos.
Explore as nossas especialidades, projetos e dossiês técnicos para ir mais longe do que a FAQ.
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