Conceber o gémeo digital do teu centro de dados
Os nossos projectos de centros de dados :
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Criar gémeos digitais de centros de dados
Experiência na criação de gémeos digitais para centros de dados
Na EOLIOS, a nossa dupla experiência em modelação CFD (Computational Fluid Dynamics) e o nosso conhecimento detalhado das infra-estruturas digitais permitem-nos criar gémeos digitais fiéis e utilizáveis de centros de dados existentes ou planeados. Estes modelos virtuais permitemantecipar o comportamento real das instalações sob uma grande variedade de condições,otimizar o seu desempenho térmico e energético e reforçar a sua resiliência face aos riscos operacionais.
Apoiamos operadores, engenheiros de infra-estruturas, entidades adjudicantes e consultores especializados na conceção, operação e modernização de centros de dados. Utilizando uma abordagem que combina observação no terreno, recolha de dados técnicos e simulação digital, fornecemos ferramentas práticas para a tomada de decisões. Para garantir a fiabilidade das escolhas técnicas, validar as hipóteses de conceção ou de modernização e atingir objectivos ambiciosos em termos de desempenho energético, a criação de gémeos digitais em apoio ao CFD é um trunfo importante.
- Modelação aeraúlica 3D de fluxos de ar de data hall
- Validação da conceção térmica na fase de projeto
- Simulação das condições externas de vento no edifício
- Otimizar a disposição dos bastidores e do equipamento informático
- Avaliar a resiliência a cenários de falha
- Apoio à modernização dos pavilhões existentes
- Simulação do impacto da adição de estantes de alta densidade
- Ganhos estimados de alterações operacionais
- Ajuda na certificação ou no acompanhamento dos indicadores de desempenho (PUE, DCIE)
Os gémeos digitais oferecem aos operadores de centros de dados uma ferramenta poderosa para melhor compreenderem, controlarem e optimizarem as suas instalações. Utilizando a simulação CFD, a EOLIOS apoia os seus clientes na modelação detalhada dos seus centros de dados existentes ou planeados, de forma a validar o seu desempenho energético, antecipar alterações e garantir um elevado nível de resiliência operacional.
Valida o elevado desempenho energético do teu centro de dados
Avaliar a conceção face às condições externas
O desempenho energético de um centro de dados depende tanto da sua arquitetura como da sua localização. Ao criar um gémeo digital completo, podemos simular com precisão as condições de vento e temperatura a que o edifício estará exposto ao longo do ano. Os nossos modelos incorporam as caraterísticas específicas do ambiente local: topografia, vegetação, edifícios vizinhos, rugosidade do solo, regimes de vento predominantes, etc. Esta análise permite-nosavaliar a interação entre os fluxos de ar externos e as estruturas do centro de dados, de modo aidentificar os riscos de recirculação de ar quente, zonas de estagnação térmica ou os efeitos da sobrepressão no equipamento de ventilação.
Estudo do comportamento do vento em torno de um centro de dados
Estas simulações são particularmente úteis para os centros de dados situados em telhados ou em zonas urbanas densas, onde os efeitos de mascaramento e os vórtices podem perturbar seriamente o funcionamento do arrefecimento livre ou dos permutadores de calor. Podem ser utilizadas para testar a robustez do edifício face a condições climatéricas extremas (rajadas, ondas de calor, inversões térmicas), tendo em vista a resiliência do edifício.
Estudo de plumas térmicas num centro de dados
Verifica a eficiência dos sistemas de refrigeração
Para além da envolvente, é a eficiência interna do sistema de arrefecimento que determina o consumo de eletricidade do centro de dados. Ao modelar todas as instalações num gémeo digital, desde a disposição das estantes e corredores confinados até às UTA, plenums e condutas técnicas, conseguimos simular o comportamento global aeroeléctrico e térmico da instalação. Esta modelização tem em conta os fluxos de ar reais, a entrada de calor por bastidor, as quedas de pressão e a regulação em vigor.
Estas simulações permitem testar diferentes configurações de funcionamento: carga parcial, pico de atividade, cenário de ramp-up, ou mesmo perda parcial de redundância. O objetivo éverificar se as temperaturas admissíveis são mantidas,evitar zonas de sobreaquecimento, quantificar o desempenho da contenção (corredor quente / corredor frio) eidentificar eventuais desequilíbrios entre os corredores.
Estas análises são essenciais para validar que as promessas teóricas de desempenho energético são cumpridas em condições reais de funcionamento. Ajudam igualmente a maximizar a eficiência energética (PUE) sem comprometer a segurança operacional.
Gémeo digital da sala de dados
Modernizar as infra-estruturas com gémeos digitais
Melhora continuamente o desempenho do centro de dados
Os centros de dados são sistemas vivos. Estão em constante evolução para se adaptarem à procura, integrarem novas tecnologias ou responderem a restrições de manutenção. Neste contexto, o gémeo digital é uma ferramenta de gestão estratégica, capaz de antecipar o impacto de uma mudança no comportamento térmico e aeráulico do local.
Através de um modelo CFD preciso e constantemente atualizado, é possível testar rapidamente o efeito de uma modificação: acrescentar uma estante, inverter o sentido de alimentação de um corredor, deslocar uma UTA, alterar o setpoint de regulação, etc. Estas simulações facilitam a tomada de decisões, mostrando as consequências reais sobre os fluxos de ar, as temperaturas críticas e o consumo de eletricidade. Permitem tambémidentificar ineficiências que antes eram difíceis de ver, como a recirculação recorrente de ar quente ou os desequilíbrios de pressão entre zonas.
Esta abordagem faz parte de um processo demelhoria contínua e de manutenção preditiva: em vez de sofrer os efeitos de uma alteração a posteriori, o gestor pode agora antecipar, corrigir e otimizar em todas as fases do ciclo de vida do centro de dados.
Gémeo digital da sala de dados
Otimizar as escolhas técnicas durante a fase de projeto
Num projeto de modernização, cada escolha técnica tem um impacto no desempenho global do centro de dados. O gémeo digital permite simular diversas variantes de design e compará-las objetivamente, muito antes de o trabalho ser efetivamente realizado. Quer esteja a considerar a substituição de um chiller, a otimização de uma rede de condutas ou a adição de contenção de corredores, as simulações CFD podem ser utilizadas paraavaliar com precisão os benefícios energéticos, térmicos e operacionais associados a cada cenário.
Este método ajuda aevitar erros de conceção dispendiosos ou ineficazes, ao destacar os pontos fracos de certas opções ou interações imprevistas entre sistemas. Favorece igualmente um diálogo mais fluido entre os diferentes intervenientes no projeto (dono da obra, operador, gabinete de estudos, integradores), graças a visualizações claras e indicadores partilhados.
Por fim, esta abordagem fornece uma base racional para priorizar os investimentos e quantificar os ganhos esperados, com vista a obter um retorno do investimento energético (ROI).
Apoiar a implementação de racks de alta densidade
Toma decisões informadas antes do início dos trabalhos
O crescimento da computação intensiva, das aplicações críticas e da inteligência artificial está a levar a uma concentração cada vez maior de energia nos bastidores dos computadores. Estas novas configurações de alta densidade, muitas vezes superiores a 20 kW por bastidor, exigem um controlo preciso da distribuição térmica e aeráulica. Antes de serem efectuadas quaisquer modificações físicas, o gémeo digital permite testar virtualmente o impacto destas cargas localizadas no ambiente imediato.
Ao integrar os dados de dissipação de calor do equipamento, a geometria da sala, os dispositivos de contenção e as capacidades do sistema de arrefecimento, as simulações CFD fornecem um mapa detalhado das temperaturas de entrada, gradientes térmicos e velocidades do ar. Esta abordagem permite adeteção a montante de áreas susceptíveis de exceder os limites de alerta ou de perturbar os fluxos.
Dependendo dos resultados, podem ser incorporadas medidas corretivas no projeto, como a adição de telhas perfuradas, a alteração da direção do fluxo de ar, o reforço local do ar condicionado ou a reorganização das prioridades de arrefecimento.
Exemplo de simulação digital numa sala de dados
Simula o aumento da carga
Uma das grandes vantagens do gémeo digital é a sua capacidade de simular dinamicamente cenários de desenvolvimento progressivo. No âmbito de uma implementação de racks de alta densidade, torna-se possívelestudar o impacto de um aumento progressivoda carga numa ou em várias zonas do data hall. Esta abordagem permite validar a resiliência das instalações sem passar por uma fase de testes dispendiosa ou arriscada.
Ao comparar várias fases de crescimento (por exemplo: 10 kW → 15 kW → 22 kW por bastidor), os engenheiros podem identificar os limiares críticos para além dos quais surgem instabilidades térmicas ou quedas de eficiência. Isto não só lhes permite planear os investimentos de forma mais eficaz, como também distribuir a carga de forma mais uniforme pelo local, com base nas capacidades de arrefecimento locais.
Os resultados podem ser apresentados sob a forma deanimações térmicas, mapas de pressão ouindicadores de eficiência energética (PUE local, ΔT temperatura de entrada/saída do ar). Estes resultados facilitam a comunicação entre as equipas técnicas, os gestores de operações e a gestão estratégica.
Exemplo de mapeamento de pressão numa sala de dados
Antecipar e gerir cenários de falha
Simula avarias e situações degradadas
Num centro de dados, cada segundo de falha pode ter um impacto crítico nos serviços alojados. Graças ao gémeo digital, torna-se possívelavaliar a robustez da infraestrutura face a uma vasta gama de cenários de degradação – sem nunca interromper o funcionamento real do local.
Através de uma modelação fina dos equipamentos sensíveis (unidades de refrigeração, armários de tratamento de ar, dispositivos de controlo), o EOLIOS simula falhas direcionadas: perda de uma unidade de produção de frio, paragem de uma fila de unidades CRAH, falha do ventilador num corredor, falha de alimentação numa zona crítica, etc. Estas simulações permitem observar em tempo real as trajectórias de temperatura, os gradientes de pressão, as zonas de estagnação ou de recirculação não controlada. Estas simulações permitem observarem tempo real as trajectórias de temperatura, os gradientes de pressão, as zonas de estagnação e a recirculação não controlada.
Os tempos de subida de temperatura são estimados em função de diferentes cenários de carga, permitindo hierarquizar os riscos, definir limiares de alerta realistas e testar a eficácia das medidas corretivas previstas no DRP (Disaster Recovery Plan).
Plano de temperatura para estudar cenários com e sem falha do data hall
Garantir a continuidade do serviço
As simulações em modo degradado permitem validar em termos concretos os pressupostos de conceção em termos de redundância e resiliência. O gémeo digital torna-se uma verdadeira ferramenta de certificação interna da capacidade do local para absorver um incidente sem interromper o serviço.
As configurações de back-up, como o funcionamento em modo N+1, a redundância 2N e a comutação automática de circuitos aéreos, podem ser testadas em condições simuladas, sem mobilizar equipamento ou perturbar as operações em curso. Estes testes virtuais ajudam a otimizar os planos de emergência e a garantir futuras operações de funcionamento ou manutenção.
São igualmente preciosos em contexto de mudança: ampliação de um pavilhão de dados, colocação em funcionamento de uma nova unidade de refrigeração, reafectação de áreas técnicas, etc. O gémeo digital assegura a continuidade da qualidade do serviço, facilitando ao mesmo tempo a rastreabilidade das escolhas técnicas.
Simulação de incêndio numa sala de dados
Melhorar a eficiência energética do centro de dados
Testar o impacto das alterações no desempenho global
A otimização energética não consiste apenas em conceber um centro de dados de elevado desempenho na fase inicial, mas também em adaptar continuamente o seu funcionamento às condições reais de operação. Graças a um gémeo digital fiel, cada modificação prevista pode ser testada virtualmente para avaliar os seus efeitos térmicos, energéticos e operacionais.
Desta forma, é possível simular com precisão a adição de uma divisória de confinamento, a alteração de um setpoint de ar de alimentação ou a paragem ocasional de um ventilador numa configuração redundante. O gémeo digital permitevisualizar os fluxos de ar reais, antecipar eventuais avarias e calcular as economias de energia associadas a cada cenário.
Esta abordagem garante que cada decisão técnica, por mais pequena que seja, contribui efetivamente para melhorar o desempenho energético global do local.
Identifica os factores de melhoria
A riqueza do gémeo digital reside também na sua capacidade de cruzar múltiplas fontes de informação: leituras de temperatura in situ, perfis de carga informática, taxas de utilização das unidades de tratamento de ar, etc. Esta abordagem sistémica permite identificar equipamentos sobredimensionados ou mal utilizados, localizar recirculações indesejadas e identificar zonas de perda de calor invisíveis a olho nu. Esta abordagem sistémica permiteidentificar equipamentos sobredimensionados ou mal utilizados, localizar recirculações indesejadas e identificar áreas de perda de calor invisíveis a olho nu.
O EOLIOS utiliza estes dados para propor áreas concretas de otimização: redistribuição dos fluxos de ar, reequilíbrio da ventilação, adaptação das estratégias de regulação, eliminação de pontos quentes, etc. Com base em visualizações claras e comparações de desempenho, estas acções orientadas contribuem para uma melhoria mensurável do PUE (Power Usage Effectiveness) do local.
Melhorar a eficiência energética do centro de dados
Confrontados com o aumento das cargas de trabalho de TI, tecnologias em rápida evolução e exigências crescentes em termos de desempenho energético, os operadores de centros de dados precisam agora de confiar em ferramentas poderosas para garantir as suas decisões. O gémeo digital está a emergir como uma solução estratégica, tornando possível simular, antecipar e otimizar o comportamento real das instalações num ambiente virtual controlado.
Na EOLIOS, aplicamos o poder da simulação CFD ao funcionamento e à melhoria contínua das infra-estruturas digitais. Combinando auditorias rigorosas no terreno com uma modelação avançada do fluxo de ar e da transferência de calor, damos aos nossos clientes uma visão clara e utilizável do seu centro de dados, tanto numdeterminado momento como no futuro. O nosso trabalho permite-nosapoiar os pressupostos do projeto,ajudar nas alterações de configuração (modernização, alta densidade), simular cenários críticos e reduzir a pegada energética das instalações.
Estás a planear ampliar, reconfigurar ou atualizar a tua infraestrutura de TI? Gostaria de avaliar a sua resiliência ou otimizar os seus sistemas de refrigeração?
Contacta os nossos engenheiros para discutir a criação de um gémeo digital adaptado às tuas necessidades.
