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Simulação CFD externa para centros de dados
A EOLIOS é especialista em dissipação de calor para centros de dados
- Estudo das plumas térmicas
- Validação da temperatura máxima do ar à entrada do equipamento
- Seleção de equipamentos adaptados às condições climáticas
- Estudo de cenários de falhas críticas
- Identificação dos fluxos de ar de bypass e de recirculação
- Estudo de impacto do gerador
- Otimização energética
- Validação do esquema de instalação
- Otimizar a colocação e o controlo dos sistemas de tratamento de ar
- Soluções à medida
A EOLIOS é líder na simulação externa CFD para Centros de Dados. Os nossos estudos baseiam-se no feedback de campanhas de medição em condições reais e numa centena de locais simulados em todo o mundo.
Porquê efetuar uma simulação CFD externa de um centro de dados?
Estuda a dissipação de calor dos telhados
Seja no pátio ou no telhado, os sistemas mecânicos de rejeição de calor, como as torres de arrefecimento e os DRY, partilham espaço com os geradores de emergência. Uma disposição compacta e de alta densidade de bastidores de servidores no interior do edifício traduz-se numa disposição compacta para o equipamento externo. Isto coloca grandes desafios em termos de gestão dos fluxos de ar no exterior do edifício.
Os estudos CFD externos são utilizados para completar a avaliação dos riscos, otimizar o design e reduzir o consumo de energia do centro de dados.
Diagrama esquemático de como funciona um refrigerador de ar adiabático
A influência do vento e das condições climatéricas no desempenho dos centros de dados
O impacto das plumas térmicas no exterior do edifício é difícil de prever devido às diversas variáveis que os engenheiros e arquitectos não conseguem controlar. Estas variáveis incluem a velocidade do vento, a temperatura e a humidade do ar, a direção do vento e outras actividades que rodeiam o edifício. No entanto, estes fenómenos têm um impacto no desempenho do equipamento de exterior.
A EOLIOS ajuda-te a estudar o impacto destas questões para garantir um funcionamento ótimo em todas as circunstâncias, mesmo as mais extremas.
Modelação de plumas térmicas provocadas pelo vento no telhado de um centro de dados
Porquê efetuar uma simulação CFD externa de um centro de dados?
Validação do projeto em condições extremas
Estas simulações fornecem resultados que ajudam os proprietários e os projectistas de centros de dados no processo de tomada de decisões, determinando as disposições e o desempenho com uma boa relação custo-eficácia. A análise CFD, quando efectuada antes de o projeto ser finalizado e implementado, ajuda amitigar os riscos associados a erros de conceção, que podem levar à necessidade de modificações importantes e dispendiosas, a atrasos na construção ou mesmo a uma perda de capacidade de cálculo em caso de falha crítica durante uma vaga de calor.
"O teu centro de dados está protegido contra a falha dos seus sistemas climáticos durante uma onda de calor? "
Sistemas adaptados até um determinado nível de temperatura
Os documentos de equipamento da maioria dos fabricantes fornecem requisitos mínimos de espaço livre para o equipamento de ar condicionado montado no teto. Embora estas informações sejam fornecidas apenas a título indicativo, os projectistas devem ter em conta estes parâmetros aquando da instalação das máquinas.
Normalmente, existem recomendações do fabricante sobre a forma de instalar o equipamento: distância mínima entre sistemas, temperatura máxima de funcionamento, etc.
No entanto, estas orientações não têm em conta as condições do ar ambiente, a velocidade do vento ou o ambiente construído nas proximidades.
A figura abaixo mostra como o respeito pelas distâncias mínimas recomendadas pelo fabricante pode ainda assim conduzir a um desempenho indesejável.
Um modelo detalhado que se adapta a diferentes cenários
Criamos um modelo informático detalhado que inclui os edifícios circundantes, todos os dispositivos de refrigeração nos telhados dos centros de dados, todos os exaustores, entradas de ar fresco e pormenores como para-brisas, grelhas e telhados…
Em seguida, utilizamos este modelo para estudar o fluxo de ar, a temperatura e a distribuição do vapor de água (humidade relativa) em vários cenários. Estes cenários variam em função do modo de funcionamento (normal, manutenção, emergência) e das condições meteorológicas (temperatura alta ou baixa, velocidade e direção do vento).
Ilustração de plumas térmicas em vários edifícios de centros de dados, durante uma onda de calor e durante um reinício de emergência de sistemas do tipo gerador.
Estudo da interação de sistemas de ar condicionado em telhados em função das condições de vento
O ar quente que sai pelas chaminés é constituído pelos fumos do gerador e pelo ar sobreaquecido pelas serpentinas de permuta de calor. Estes fluxos de ar são soprados de volta para o edifício pelo vento, fazendo com que o calor seja recirculado através dos sistemas de cobertura.
Em resultado destas condições, a gama de temperaturas do ar ambiente à entrada do equipamento mecânico de ar condicionado pode estar fora da gama de funcionamento recomendada pelo fabricante. Estes fenómenos podem levar a uma perda de energia ou mesmo à paragem de certos equipamentos.
A análise CFD permite-nos compreender como vários sistemas irão interagir entre si. O vídeo abaixo mostra o impacto do ar de exaustão (pluma térmica) dos geradores em relação ao equipamento de ar condicionado no telhado.
Definição de perdas de potência em condições extremas
O agrupamento de sistemas, a sobreposição de salas de servidores e o aumento contínuo da potência dos racks de servidores conduzem a uma dissipação de calor extremamente elevada no telhado. Como a área de superfície de dissipação é limitada pela dimensão do edifício, o resultado é uma concentração muito elevada de sistemas de ar condicionado no telhado, o que conduz a um risco significativo de perda de energia e mesmo de falhas em cascata do sistema durante condições climatéricas extremas.
Em tempo muito quente, ou em caso de corte de energia no local, as nuvens de ar sobreaquecido geradas pelos sistemas de arrefecimento podem causar uma queda acentuada na potência de arrefecimento, ou mesmo uma paragem em cascata dos sistemas do telhado, levando a uma falha em todo o local.
Os estudos CFD exteriores para centros de dados permitem-nos estudar os riscos de perda de energia e otimizar a disposição dos sistemas de arrefecimento no telhado.
Estudo das emissões poluentes - Nox dos geradores
Ao mesmo tempo, é possível verificar que os gases de escape (Nox) dos geradores não são absorvidos pelas unidades de tratamento de ar no telhado, o que levaria a poluição do ar nos escritórios.
CFD externo multi-critério para um centro de dados
Para que serve a simulação CFD interna para centros de dados?
A modelação CFD para interiores é geralmente utilizada na fase de projeto para analisar o dimensionamento das instalações. A simulação informática fornece informações sobre a relação entre o funcionamento dos sistemas de ar condicionado e as variações da carga térmica do equipamento informático. Com esta informação, o pessoal de TI e das instalações pode otimizar a eficiência do fluxo de ar, eliminar pontos quentes e maximizar a capacidade de arrefecimento.
