Engenharia CFD para centros de dados
Precisas de uma opinião especializada?
Otimizar o desempenho climático dos centros de dados utilizando a simulação CFD
- Urbanização de ruelas quentes e frias
- Validação da temperatura máxima do ar à entrada do equipamento
- Recomendação sobre as temperaturas da água refrigerada
- Estudo de cenários de falhas críticas
- Identificação dos fluxos de ar de bypass e de recirculação
- Distribuição de ar e eficiência de arrefecimento melhoradas
- Dimensionamento preciso da disposição da grelha
- Otimizar a colocação e o controlo dos sistemas de tratamento de ar
- Estudo dos pontos de regulação do sistema de tratamento de ar.
Como é que a simulação CFD pode ser utilizada nos centros de dados?
Compreender a interação entre os diferentes sistemas de ar condicionado nos centros de dados
A modelação CFD 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 na carga térmica do equipamento informático. Com esta informação, o pessoal de TI e das instalações pode otimizar a eficiência do fluxo de ar e maximizar a capacidade de arrefecimento.
Nos centros de dados e nas salas de servidores são instalados muitos tipos diferentes de equipamentos e sistemas. Uma abundância de subsistemas, como filas de equipamento de rede de área de armazenamento, equipamento de comutação de rede ou servidores de alta densidade, significa uma abundância de fontes de calor e sistemas de ar condicionado. Consequentemente, é muito difícil compreender como estes diferentes sistemas funcionam em conjunto, afectando a distribuição e a pressão do ar numa divisão.
Os nossos métodos de modelização informática, nomeadamente as nossas ferramentas de dinâmica dos fluidos computacional (CFD), permitem-nos analisar estas opções em pormenor e representar graficamente a distribuição da temperatura, a velocidade de propagação do fluxo e a pressão atmosférica nos diferentes espaços.
A modelação CFD não é uma simples solução para um problema, mas uma aplicação pragmática que pode ajudar a otimizar a compreensão global do projeto ou explorar a possibilidade de reduzir os custos de funcionamento de uma instalação existente.
Permite-nos igualmente utilizar simulações para validar o dimensionamento climático de uma sala composta por servidores de alta densidade num cenário extremo.
Seguem-se os benefícios que podem ser obtidos com a utilização da modelação CFD na conceção de uma sala de servidores ou na análise de um centro de dados em funcionamento.
- Testar hipóteses sobre o funcionamento dos sistemas de refrigeração (CRAH) na sala dos servidores
- Gestão de crises – Os aparelhos de ar condicionado de reserva serão capazes de lidar com a carga se um dos aparelhos de ar condicionado principais se avariar?
- A empresa está a planear virtualizar aplicações; o que acontece se adicionares uma nova tabela de densidade?
- O centro de dados funcionará de forma mais eficiente se o equipamento de TI for posicionado de forma diferente?
- O centro de dados funcionará de forma mais eficiente se o sistema de arrefecimento for alterado?
- O que acontece se a temperatura do ar que entra no equipamento informático aumentar?
- O que acontece se a temperatura da água refrigerada fornecida às CRAHs for aumentada?
- O meu sistema é viável?
Gémeo digital - Centro de dados
A nossa abordagem de estudo integrada
Conceção preliminar: Estudo de cenários de crise
Quando um engenheiro da EOLIOS, com experiência na conceção de centros de dados, trabalha com a sua equipa, pode resolver os seus problemas de conceção de centros de dados. Além disso, a nossa experiência na gestão da climatização deste tipo de espaço permite aos nossos clientes ter a certeza dos resultados e da eliminação de eventuais problemas.
Mais importante ainda, ao simular cenários de crise, as variáveis desconhecidas e as consequências dos problemas (como um corte de energia do fornecedor) podem ser evitadas desde o início.
Ao utilizar a modelação CFD na conceção, os sistemas de energia e de refrigeração podem ser optimizados antes da construção da instalação e antes de ser feito qualquer investimento num projeto. A modelação CFD permite ao pessoal das instalações e aos especialistas em TI validar a funcionalidade dos sistemas em todas as situações de crise,evitando assimo risco de avaria durante a utilização.
Estudamos os cenários de rearranque dos equipamentos de segurança, a inércia dos circuitos e a subida de temperatura para calcular as temperaturas máximas em todos os pontos do espaço e definir os servidores informáticos mais desfavoráveis.
Porquê efetuar uma simulação CFD de um centro de dados?
Modelação CFD: uma ferramenta essencial para uma conceção optimizada da sala de servidores
O investimento inicial na modelação CFD compensa muitas vezes. O modelo CFD produzimagens 3D simples que são fáceis de compreender por todos os envolvidos no projeto e podem ser analisadas utilizando imagens estáticas e vídeos dinâmicos.
Se necessário, a informação é protegida, uma vez que os nossos ficheiros só podem ser lidos em leitores multimédia para os quais tenha sido instalado um controlador especial fornecido pela EOLIOS.
Estes mapas 3D com códigos de cores das salas de servidores, que mostram a distribuição do calor, a velocidade do ar e a pressão no espaço, podem ser utilizados paraindicar áreas que precisam de ser melhoradas ou simplesmente redesenhadas. Durante a fase de conceção, optimizamos geralmente o posicionamento das grelhas no chão, de modo a garantir um fluxo uniforme para todos os servidores.
“O caudal de ar através de uma grelha de pavimento falso pode variar em mais de 50%, dependendo da sua posição, da configuração da divisão e da sua distância em relação aos sistemas de ar condicionado.
Uma vez efectuadas as alterações a nível macroscópico (disposição das salas, corredores quentes e frios), a documentação de conceção pode ser optimizada através das alterações finais (dimensionamento específico das grelhas de difusão, dimensionamento das CRAH). Finalmente, a fiabilidade do sistema é verificada através de simulações transientes, recriando cenários de falha do sistema de arrefecimento.
A partir das informações obtidas nos cenários transitórios, podem ser tiradas conclusões e recomendações para proporcionar um ambiente de funcionamento seguro e fiável para o seu investimento em TI. Desta forma, os serviços de modelação CFD no âmbito do EOLIOS são uma grande mais-valia para os investidores e integradores, bem como para os utilizadores finais, que obtêm uma imagem clara dos riscos que os seus centros de dados enfrentam.
Porquê efetuar uma simulação CFD externa de um centro de dados?
Define as perdas de energia em condições extremas
Os centros de dados são locais onde a densidade de extração de calor é muito elevada. O agrupamento de sistemas, a sobreposição de salas de servidores e o aumento contínuo da potência dos racks de servidores conduzem a níveis extremamente elevados de dissipação de calor no telhado. A superfície de dissipação é limitada pela dimensão do edifício, o que resulta numa concentração muito elevada de sistemas de ar condicionado no telhado, levando a um risco significativo de perda de energia e mesmo de falha em cascata dos sistemas 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.
Estudos sobre os riscos de poluição das instalações
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 poluiria o ar nos escritórios.
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Criada originalmente em França, a EOLIOS Ingénierie é a consultora de referência em simulação térmica e aeroeléctrica para centros de dados na Europa e no mundo. A empresa acompanha operadores, projectistas e proprietários de projectos em todas as fases da vida de um centro de dados: conceção, otimização, renovação ou ampliação.
Combinando conhecimentos científicos de ponta, ferramentas de simulação de última geração e um conhecimento profundo do ecossistema dos centros de dados, a EOLIOS Ingénierie é um parceiro de confiança para garantir a disponibilidade, a segurança e o desempenho energético das infra-estruturas de TI, antecipando simultaneamente as questões de sustentabilidade.
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