Estudio CFD de los penachos térmicos de un centro de datos en Milán: descarga de los grupos electrógenos, impacto sobre los edificios adyacentes y zonas calientes en cubierta.
EOLIOS Ingeniería aportó una visión de las condiciones termo-aeráulicas del penacho térmico de un centro de datos y de los grupos electrógenos de los centros de datos adyacentes, para asegurar la refrigeración en cubierta.
Lo esencial. Estudio CFD externo de un centro de datos en Milán: el penacho de escape de los generadores se confronta con los sistemas en cubierta, con un perfil de viento reconstruido como en un túnel de viento sobre una periferia urbana de 300 m. Resultado: los penachos tienen una influencia lejana, pero no existe un bucle importante cerca de las descargas. La elevadísima densidad de instalaciones crea sin embargo algunas zonas calientes en cubierta, corregidas por una optimización de la disposición.
Este estudio examina el penacho de escape de una serie de generadores frente a los sistemas en cubierta de un centro de datos. El objetivo: determinar si el escape de los sistemas puede contaminar el aire de alimentación de los distintos equipos y medir su impacto sobre los edificios adyacentes.
Para ello, nuestros ingenieros simulan mediante cálculo numérico CFD el comportamiento termo-aeráulico de los distintos fenómenos que se producen fuera del modelo.
Volumen de aire caliente expulsado por una fuente (grupo electrógeno, sistema en cubierta) que se eleva y se deforma por efecto de su flotabilidad y del viento. Su trayectoria determina el riesgo de reaspiración por los sistemas vecinos y el impacto sobre el entorno.
En la modelización CFD, la forma del perfil vertical de las velocidades de viento es determinante. Depende sobre todo de la rugosidad de la superficie, es decir del efecto de frenado de los edificios, los árboles y los obstáculos que se oponen al flujo en la superficie. En todo el espesor de la capa límite atmosférica, la velocidad del viento aumenta a medida que uno se aleja del suelo.
Para tener en cuenta el cizallamiento del viento, el estudio utiliza una metodología similar a un túnel de viento físico: el entorno urbano se reconstruye en una periferia de 300 m alrededor del sitio, con un perfil de velocidad dependiente del sitio.
Zona de la atmósfera cercana al suelo donde el viento es frenado y cizallado por el relieve y los edificios. Su reconstrucción fiel determina el realismo de las velocidades de viento aplicadas al modelo.
La simulación CFD muestra que los penachos térmicos tienen una influencia lejana fuera de su zona de emisión. Pero en conjunto, cerca de las descargas, no existe ningún bucle importante capaz de detener los sistemas: el aire de alimentación se aspira correctamente por las partes bajas y se evacúa en altura.
Estas conclusiones fueron una ayuda valiosa para los equipos de diseño, para verificar que la disposición de los sistemas de refrigeración no generaba ninguna zona de recirculación, incluso frente a los efectos de isla de calor urbana sobre los edificios vecinos.
Reaspiración, por parte de los sistemas de refrigeración, de una parte del aire caliente que acaban de expulsar. Eleva la temperatura en la aspiración y reduce la potencia disponible; su ausencia confirma la correcta disposición de los equipos.
La simulación, realizada sobre el modelo en su totalidad, permite el análisis simultáneo de numerosos fenómenos. Pone de relieve que la elevadísima densidad de instalación genera algunas zonas calientes en cubierta: los sistemas más desfavorecidos, en el centro, pueden reaspirar aire más allá de su rango de funcionamiento, un problema cercano a los sobrecalentamientos internos.
La comparación de los planos de temperaturas antes y después muestra el efecto de una disposición optimizada de los sistemas de refrigeración: las reaspiraciones de aire caliente se devuelven a los rangos admisibles.
A recordar. Incluso sin un bucle importante, una densidad de equipos elevada genera zonas calientes localizadas. La CFD, realizada desde el diseño, valida la disposición de los sistemas y asegura su rango de funcionamiento.
Gracias a las conclusiones del estudio, se propusieron soluciones adaptadas a los equipos de diseño para resolver estas problemáticas. La simulación CFD permite analizar, verificar y corregir los errores potenciales desde el diseño: un método rápido y preciso, que ahorra tiempo y costes garantizando al mismo tiempo resultados concretos y fiables. Integrar la CFD desde la fase de diseño es la garantía de evitar problemas futuros.
Saber hacer: la simulación CFD externa para los centros de datosPenacho, perfil de viento y zonas calientes en cubierta: las respuestas a las preguntas de operadores y equipos de diseño.
Examinar el penacho de escape de una serie de generadores frente a los sistemas en cubierta, determinar si este escape puede contaminar el aire de alimentación de los equipos y medir su impacto sobre los edificios adyacentes, como en nuestro proyecto gemelo data center PA 22.
El perfil vertical de las velocidades de viento depende de la rugosidad de la superficie (edificios, árboles, obstáculos). Al reproducir el entorno urbano en 300 m alrededor del sitio con un perfil de velocidad dependiente del sitio, el estudio recrea el cizallamiento del viento como en un túnel de viento físico.
Los penachos térmicos tienen una influencia lejana fuera de su zona de emisión, pero cerca de las descargas no existe un bucle importante capaz de detener los sistemas: el aire de alimentación se aspira correctamente por las partes bajas y se evacúa en altura.
La densidad de instalación muy elevada genera algunas zonas calientes en cubierta. Los sistemas más desfavorecidos, en el centro, pueden reaspirar aire más allá de su rango de funcionamiento, lo que la optimización de la disposición corrige.
La simulación CFD permite analizar, verificar y corregir los errores potenciales desde el diseño. Rápida y precisa, ahorra tiempo y costes garantizando al mismo tiempo resultados fiables antes de la ejecución.
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Estudio CFD externo del centro de datos D14 en Milán: penacho térmico de los grupos electrógenos a 50 °C, influencia sobre los sistemas en cubierta y sobre los edificios adyacentes. La simulación confirma la ausencia de un bucle importante y localiza las zonas calientes ligadas a la densidad de instalaciones.
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