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Centro de dados – D14 – Externo.

Estudo CFD das plumas térmicas de um centro de dados em Milão: rejeição dos grupos electrogéneos, impacto nos edifícios adjacentes e zonas quentes em cobertura.

Projeto
Centro de dados – D14 – Externo
Ano
2022
Cliente
NC
Localização
Milão (Itália)
Tipologia
Centro de dados
Falar de um projeto

Estudo das plumas térmicas de um centro de dados em Milão

A EOLIOS Engenharia forneceu uma visão das condições termo-aeráulicas da pluma térmica de um centro de dados e dos grupos electrogéneos dos centros de dados adjacentes, a fim de proteger a refrigeração em cobertura.

O essencial. Estudo CFD externo de um centro de dados em Milão: a pluma de escape dos geradores é confrontada com os sistemas de cobertura, com um perfil de vento reconstituído à maneira de um túnel de vento numa periferia urbana de 300 m. Resultado: as plumas têm uma influência distante, mas não existe circuito fechado maior na proximidade das libertações. A muito forte densidade de instalações cria, contudo, algumas zonas quentes em cobertura, corrigidas por uma otimização da disposição.

300 m
periferia urbana modelada
Sem circuito fechado maior
ar aspirado na parte baixa
Antes / depois
otimização da cobertura
Milão · Itália Pluma dos geradores Perfil de vento tipo túnel de vento Periferia 300 m Centros de dados adjacentes CFD externa

Objeto do estudo

Este estudo examina a pluma de escape de uma série de geradores face aos sistemas de cobertura de um centro de dados. O objetivo: determinar se o escape dos sistemas pode contaminar o ar de alimentação dos diferentes equipamentos e medir o seu impacto nos edifícios adjacentes.

Para isso, os nossos engenheiros simulam por cálculo numérico CFD o comportamento termo-aeráulico dos diferentes fenómenos que ocorrem no exterior do modelo.

Definição · Pluma térmica

Volume de ar quente rejeitado por uma fonte (grupo electrogéneo, sistema de cobertura) que se eleva e se deforma sob o efeito da sua flutuabilidade e do vento. A sua trajetória condiciona o risco de reaspiração pelos sistemas vizinhos e o impacto na vizinhança.

Perfil de vento & camada limite atmosférica

Na modelação CFD, a forma do perfil vertical das velocidades de vento é determinante. Depende sobretudo da rugosidade da superfície, ou seja, do efeito de abrandamento dos edifícios, das árvores e dos obstáculos que se opõem ao escoamento à superfície. Em toda a espessura da camada limite atmosférica, a velocidade do vento aumenta à medida que nos afastamos do solo.

Para ter em conta o cisalhamento do vento, o estudo utiliza uma metodologia similar a um túnel de vento físico: o ambiente urbano é reconstituído numa periferia de 300 m à volta do local, com um perfil de velocidade dependente do local.

Definição · Camada limite atmosférica

Zona da atmosfera próxima do solo onde o vento é abrandado e cisalhado pelo relevo e pelo edificado. A sua reconstituição fiel condiciona o realismo das velocidades de vento aplicadas ao modelo.

Gémeo digital do local — apresentação do estudo CFD

Simulação dos fenómenos termo-aeráulicos externos

A simulação CFD mostra que as plumas térmicas têm uma influência distante fora da sua zona de emissão. Mas, globalmente, na proximidade direta das libertações, não existe fenómeno de circuito fechado maior suscetível de provocar uma paragem dos sistemas: o ar de alimentação é corretamente aspirado pelas partes baixas para ser evacuado em altitude.

Estas conclusões foram uma ajuda preciosa para as equipas de conceção, a fim de verificar que a disposição dos sistemas de refrigeração não gerava nenhuma zona de recirculação, incluindo face aos efeitos de ilha de calor nos edifícios vizinhos.

Definição · Circuito fechado (recirculação)

Reaspiração, pelos sistemas de refrigeração, de uma parte do ar quente que acabaram de rejeitar. Eleva a temperatura na aspiração e reduz a potência disponível; a sua ausência confirma a boa disposição dos equipamentos.

Estudo termo-aeráulico CFD do centro de dados — ar exterior a 4 °C

Zonas quentes em cobertura & otimização

A simulação, conduzida sobre o modelo na sua integralidade, autoriza a análise simultânea de numerosos fenómenos. Evidencia que a muito forte densidade de instalação provoca algumas zonas quentes em cobertura: os sistemas mais desfavorecidos, ao centro, são suscetíveis de reaspirar ar para além da sua faixa de funcionamento, um desafio próximo dos sobreaquecimentos internos.

Plano das temperaturas em cobertura antes da otimização do centro de dados D14
Zonas de calor em cobertura — antes da otimização
Plano das temperaturas em cobertura depois da otimização do centro de dados D14
Zonas de calor em cobertura — depois da otimização

A comparação dos planos de temperaturas antes e depois mostra o efeito de uma disposição otimizada dos sistemas de refrigeração: as reaspirações de ar quente são trazidas de volta às faixas admissíveis.

A reter. Mesmo sem circuito fechado maior, uma densidade de equipamentos elevada gera zonas quentes localizadas. A CFD, conduzida desde a conceção, valida a disposição dos sistemas e protege a sua faixa de funcionamento.

Soluções & contributo da CFD

Graças às conclusões do estudo, foram propostas soluções adaptadas às equipas de conceção para resolver estas problemáticas. A simulação CFD permite analisar, verificar e corrigir os erros eventuais desde a conceção: um método rápido e preciso, que poupa tempo e custos garantindo resultados concretos e fiáveis. Integrar a CFD desde a fase de conceção é a garantia de evitar os problemas futuros.

Saber-fazer: a simulação CFD externa para os centros de dados
FAQ

CFD externa do centro de dados D14 — as suas questões

Pluma, perfil de vento e zonas quentes em cobertura: as respostas às questões que exploradores e equipas de conceção colocam.

Qual era o objetivo do estudo CFD externo do centro de dados D14?

Examinar a pluma de escape de uma série de geradores face aos sistemas de cobertura, determinar se esse escape pode contaminar o ar de alimentação dos equipamentos e medir o seu impacto nos edifícios adjacentes, como no nosso projeto irmão do centro de dados PA 22.

Porquê modelar uma periferia urbana de 300 m à volta do local?

O perfil vertical das velocidades de vento depende da rugosidade da superfície (edifícios, árvores, obstáculos). Ao reproduzir o ambiente urbano num raio de 300 m à volta do local e um perfil de velocidade dependente do local, o estudo reproduz o cisalhamento do vento como num túnel de vento físico.

Observou-se um fenómeno de circuito fechado no centro de dados D14?

As plumas térmicas têm uma influência distante fora da sua zona de emissão, mas na proximidade direta das libertações não existe um circuito fechado maior suscetível de parar os sistemas: o ar de alimentação é corretamente aspirado pelas partes baixas e evacuado em altitude.

O que revela a forte densidade de instalações em cobertura?

A muito forte densidade de instalação provoca algumas zonas quentes em cobertura. Os sistemas mais desfavorecidos, ao centro, são suscetíveis de reaspirar ar para além da sua faixa de funcionamento, o que a otimização da disposição permite corrigir.

Qual é o contributo da CFD nesta fase de conceção?

A simulação CFD permite analisar, verificar e corrigir os erros potenciais desde a conceção. Rápida e precisa, poupa tempo e custos garantindo resultados fiáveis antes da realização.

Síntese

Síntese em vídeo do estudo

Estudo CFD externo do centro de dados D14 em Milão: pluma térmica dos grupos electrogéneos a 50 °C, influência nos sistemas de cobertura e nos edifícios adjacentes. A simulação confirma a ausência de circuito fechado maior e localiza as zonas quentes ligadas à densidade de instalações.

Síntese em vídeo do estudo · EOLIOS Engenharia
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