Engenharia CFD de centros de dados
Precisas de uma opinião especializada?
Otimização do desempenho climático dos centros de dados através da simulação CFD
- Urbanização de ruelas quentes e frias
- Validação da temperatura máxima do ar à entrada do equipamento
- Recomendação sobre as temperaturas da água gelada
- Estudo de cenários de falhas críticas
- Identificação dos fluxos de ar de bypass e de recirculação
- Melhoria da distribuição do ar e da eficiência do arrefecimento
- Dimensionamento preciso da disposição da grelha
- Otimizar a colocação e o controlo dos sistemas de tratamento de ar
- Análise dos pontos de regulação dos sistemas de tratamento do ar.
Que utilidade tem a simulação CFD para os centros de dados?
Compreender a interação entre os diferentes sistemas de climatização nos centros de dados
A modelização CFD é geralmente utilizada na fase de conceção para a análise do dimensionamento das instalações. A simulação computacional fornece informações sobre a relação entre o funcionamento dos sistemas de climatização e as variações da carga térmica dos equipamentos informáticos. Graças a estas informações, o pessoal informático e o pessoal do local podem otimizar a eficiência dos fluxos de ar e maximizar a capacidade de refrigeração.
Nos centros de dados e nas salas de servidores estão instalados muitos tipos diferentes de equipamentos e sistemas. A grande quantidade de subsistemas, tais como fileiras de equipamentos de redes de armazenamento, equipamentos de comutação de rede ou servidores de alta densidade, traduz-se numa grande quantidade de fontes de calor e de sistemas de climatização. Consequentemente, é muito difícil compreender como estes diferentes sistemas coexistem, afetando a distribuição do ar e a pressão numa sala.
Os nossos métodos de modelação computacional, e em particular as ferramentas de cálculo da dinâmica dos fluidos (CFD), permitem analisar em pormenor estas opções e representar graficamente a distribuição da temperatura, a velocidade de propagação dos fluxos e a pressão atmosférica nos diferentes espaços
A modelação CFD não é uma solução simples para um problema, mas sim uma aplicação pragmática que pode ajudar a otimizar a compreensão global do projeto ou a explorar formas de reduzir os custos de exploração de uma instalação existente.
Por outro lado, permite validar, através de simulação, o dimensionamento climático de uma sala composta por servidores de alta densidade num cenário extremo.
A seguir, apresentam-se as vantagens que podem ser obtidas com a utilização da modelação CFD na conceção de uma sala de servidores ou na análise de um centro de dados em funcionamento.
Testar as hipóteses sobre o funcionamento dos sistemas de refrigeração (CRAH) na sala de servidores
- Gestão de crises – Os aparelhos de ar condicionado de emergência conseguirão suportar a carga em caso de avaria de um dos principais aparelhos de ar condicionado?
- A empresa tenciona virtualizar as aplicações; o que acontece se adicionar uma nova tabela de densidade?
- O centro de dados funcionará de forma mais eficiente se o equipamento informático for disposto de forma diferente?
- O centro de dados funcionará de forma mais eficiente se o sistema de refrigeração for alterado?
- O que acontece se a temperatura do ar que entra no equipamento informático aumentar?
- O que acontece se a temperatura da água gelada fornecida aos CRAH for aumentada?
- O meu sistema é simplesmente viável?
Gémeo digital – Centro de dados
A nossa abordagem de estudo integrado
Conceção prévia: Análise de cenários de crise
Quando um engenheiro da EOLIOS com experiência em conceção de centros de dados colabora com a sua equipa, consegue resolver os problemas relacionados com a conceção desses espaços. Por outro lado, o nosso domínio da gestão climática deste tipo de espaços garante ao cliente resultados seguros e a eliminação de eventuais problemas.
Mais importante ainda, ao simular cenários de crise, é possível evitar desde o início as variáveis desconhecidas e as consequências de eventuais problemas (falha de energia do fornecedor) .
Ao utilizar a modelação CFD na conceção, os sistemas de alimentação e arrefecimento podem ser otimizados antes da construção da instalação e antes de se investir num projeto. A modelação CFD permite que o pessoal no local e os especialistas em informática validem o funcionamento dos sistemas em todas as situações de crise, o que permiteevitar o risco de mau funcionamento durante a utilização.
Estamos a analisar os cenários de reinício dos equipamentos de segurança, a inércia do circuito e o aumento da temperatura para calcular as temperaturas máximas em todos os pontos do espaço e identificar os servidores informáticos mais desfavoráveis
Por que razão se deve realizar uma simulação CFD de um centro de dados?
Modelação CFD: uma ferramenta essencial para um projeto ideal de salas de servidores
O investimento inicial na modelação CFD compensa várias vezes. O modelo CFD permite obterimagens 3D simples e fáceis de compreender por todos os intervenientes no projeto, que podem ser analisadas tanto através de imagens estáticas como de vídeos dinâmicos.
Se necessário, as informações estão protegidas, uma vez que os nossos ficheiros só podem ser lidos em leitores multimédia nos quais esteja instalado um controlador especial fornecido pela EOLIOS.
Estes mapas 3D com código de cores das salas de servidores mostram a distribuição do calor, a velocidade do ar e a pressão no espaço, permitindoidentificar as zonas que necessitam de ser aperfeiçoadas ou simplesmente repensadas. Normalmente, otimizamos , na fase de conceção, o posicionamento das grelhas no chão, de modo a proporcionar um fluxo homogéneo para todos os servidores.
«O caudal de ar de uma grelha de piso técnico pode variar em mais de 50 %, dependendo da sua localização, da configuração da sala e da sua distância em relação aos sistemas de climatização»
Após a introdução das alterações a nível macroscópico (organização das salas, corredores quentes e frios), a documentação de conceção pode ser otimizada através da introdução das alterações finais (dimensionamento específico das grelhas de difusão e dos sistemas de refrigeração central). Por fim, a fiabilidade do sistema é verificada através de simulações transitórias, que recriam cenários de falha do sistema de refrigeração.
É possível tirar conclusões e formular recomendações com base nas informações obtidas a partir dos cenários transitórios, de modo a proporcionar um ambiente de exploração seguro e fiável para o seu investimento em TI. Assim, os serviços de modelação CFD da EOLIOS representam um grande valor acrescentado para os investidores e integradores, bem como para os utilizadores finais, que obtêm uma imagem clara dos riscos a que os seus centros de dados estão sujeitos.
Porquê efetuar uma simulação CFD externa de um centro de dados?
Define as perdas de energia em condições extremas
Os centros de dados são instalações onde a densidade de dissipação de calor é muito elevada. A partilha de sistemas, a sobreposição de salas de servidores e o aumento contínuo da potência dos racks de servidores conduzem a uma dissipação extremamente elevada de calor no telhado. Uma vez que a superfície de dissipação é limitada pelas dimensões do edifício, resulta nisso uma concentração muito elevada de sistemas de climatização no telhado, o que acarreta um risco significativo de perdas de potência, ou mesmo de falhas em cadeia dos sistemas em condições climáticas extremas.
Em condições de calor extremo ou em caso de falhas de energia elétrica nas instalações, as correntes de ar sobreaquecido geradas pelos sistemas de refrigeração podem provocar uma forte redução da potência de refrigeração, ou mesmo uma paragem em cadeia dos sistemas de cobertura, levando a uma avaria generalizada nas instalações.
Os estudos de CFD exteriores de centros de dados permitem analisar os riscos de perdas de potência e otimizar a disposição dos sistemas de refrigeração no telhado.
Estudos sobre os riscos de poluição das instalações
Paralelamente, é possível verificar se os gases de escape (NOx) dos geradores não são aspirados pelas unidades de tratamento de ar (CTA) instaladas no telhado, o que provocaria poluição do 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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