Centro de datos – PA 22 – Exterior
Estudio de los penachos térmicos en un centro de datos
Eolios utilizó la modelización CFD para estudiar los intercambios de calor y aire en un centro de datos de Meudon. El estudio permitió comprender y optimizar la refrigeración de equipos informáticos de alta densidad. Se hicieron recomendaciones para mejorar el flujo de aire en caso de condiciones específicas de viento. Gracias a este estudio, se han propuesto soluciones adecuadas para garantizar resultados fiables y ahorrar tiempo y costes de diseño.
Centro de datos - PA 22 - Exterior
Año
2024
Cliente
NC
Ubicación
Francia
Tipología
centro de datos
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Nuestra experiencia:
Estudio CFD del intercambio de calor y aire en un Centro de Datos en Meudon, Francia
Experiencia tecnológica de Eolios: Modelización del intercambio de calor en un centro de datos
EOLIOS ingénierie, uno de los líderes europeos en modelización CFD para centros de datos, aportó sus conocimientos técnicos para comprender y modelizar los intercambios de calor y aire en el exterior de un centro de datos en Francia en relación con la liberación de calor de los generadores y los sistemas de tejado, realizando un estudio CFD.
En el entorno de los centros de datos a muy gran escala, se requieren normas de sistemas de refrigeración capaces de responder a los cambios en el sector informático, debido a lacreciente densidad de los equipos informáticos (más de 10 kW / rack). La refrigeración para eliminar el calor de los equipos informáticos de alta densidad es una consideración clave para los centros de datos. Estas calorías son evacuadas por una serie de sistemas colocados en alta concentración en el tejado.
Este estudio examina el penacho de escape de una serie de generadores para un centro de datos. El objetivo esanalizar el sistema utilizado para mejorar la mezcla de aire en los enfriadores de aire situados en el tejado de los locales técnicos ocupados por grupos electrógenos, para garantizar que el escape térmico de estos sistemas no pueda contaminar el aire de impulsión mediante bucles. Poner en bucle los sistemas puede provocar una pérdida de potencia en los enfriadores de aire. Esta pérdida de energía hace que aumente la temperatura de las salas de datos, lo que puede provocar fallos en las mismas.
Para ello, nuestros ingenieros de EOLIOS utilizaron el cálculo numérico CFD para simular el comportamiento térmico y aeráulico de los distintos fenómenos que tienen lugar en el exterior del modelo.
Nuestros expertos tuvieron en cuenta multitud de parámetros: las temperaturas radiantes de las paredes, las corrientes de aire térmico de los procesos de fabricación, la presión del viento, la resistencia interna al flujo vertical de aire, la ubicación y las características de resistencia al flujo de las aberturas de la envolvente, el terreno local y el impacto inmediato de la estructura del edificio en el viento, y la presencia de sistemas mecánicos que mueven el aire alrededor de los procesos.
Se llevó a cabo un estudio meteorológico para determinar las condiciones climáticas habituales en torno al emplazamiento. Reveló que el viento es constante durante todo el año, con un flujo predominante del suroeste y fenómenos temporales del noreste. El estudio se realizó con una temperatura exterior de 40°C y una velocidad del viento de 4 m/s, que es la velocidad del viento más frecuente en el emplazamiento y desfavorable porque es probable que proyecte el penacho térmico de los generadores sobre los sistemas del tejado.
Creación de un Gemelo Digital para un Centro de Datos Estudiado en CFD
El gemelo digital del centro de datos, creado por Eolios para un estudio CFD, utiliza la geometría simplificada del emplazamiento y sus alrededores en un radio de 400 m para un análisis más preciso de la evolución del penacho térmico en función de las direcciones del viento. Este estudio forma parte de un proceso de mejora del diseño del edificio, debido a las zonas de sobretemperatura en la toma, que ha llevado a los ingenieros de Eolios a actualizar un nuevo modelo. El gemelo digital incluye los grupos electrógenos, la subestación, las chimeneas y los enfriadores de aire del tejado. Se han instalado rejillas mecánicas alrededor del tejado y los generadores. La información necesaria para el estudio de todos los sistemas se extrae de sus fichas técnicas.
Los generadores se instalan en unidades de hormigón construidas a medida que incorporan todo el equipo técnico necesario. Se han modelado chimeneas en el tejado paraevacuar los gases nocivos de los motores generadores. Estos gases nocivos pueden ser perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana, por lo que es necesario evacuarlos a través de una chimenea o conducto. La chimenea de escape del motor puede instalarse en el exterior o en el interior del edificio.
Los enfriadores de aire montados en el techo disipan el calor generado en las salas de datos. Están equipados con silenciadores.
Captación de fenómenos termo-aerodinámicos externos
La simulación CFD ha demostrado que la temperatura se mantiene generalmente por debajo de 45°C. Se identificaron zonas de temperaturas más elevadas, atribuibles al bucle de los enfriadores de aire del lado norte sobre los del lado sur cuando el viento sopla del noreste, y viceversa cuando el viento sopla del suroeste. De hecho, parte del aire rechazado por una fila de enfriadores de aire se filtra bajo el tejado a través de los extremos abiertos y luego es aspirado de nuevo por los enfriadores de aire de la misma fila, lo que da lugar a una temperatura más alta en la entrada de los sistemas.
Sin embargo, este aumento de temperatura está muy localizado, se produce sólo en el enfriador de aire más cercano a los generadores, y se mantiene por debajo del objetivo de temperatura.
Además, la simulación numérica confirmó que los penachos térmicos de los grupos electrógenos, las chimeneas de escape, las rejillas de admisión/descarga y la subestación transformadora eléctrica no representan un problema para los sistemas de tejado.
Este estudio puso de manifiesto que la elevada densidad de instalaciones en el tejado provoca fenómenos de bucle, causando un aumento local de la temperatura del aire. Sin embargo, este fenómeno no pone en peligro la durabilidad de las instalaciones.
Los ingenieros de Eolios también han elaborado un modelo aproximado de la PA13. Las principales características termoaerodinámicas revelaron importantes problemas de bucle que podrían comprometer la viabilidad a largo plazo de las instalaciones. Se ha observado que los penachos térmicos de los generadores son aspirados de forma significativa por los enfriadores de aire del techo.
Recomendación tras el estudio CFD
Te recomendamos encarecidamente que compruebes el flujo de aire de este centro de datos para ver si sopla viento del nordeste.
Las conclusiones de nuestro estudio, realizado por nuestros ingenieros, nos han permitido identificar estos problemas y proponer soluciones adecuadas a los equipos de diseño. La simulación CFD se utiliza para analizar, verificar y corregir cualquier error en el diseño. Este método, rápido y preciso, ahorra tiempo y costes de diseño, al tiempo que garantiza resultados concretos y fiables. Incorporar el CFD en la fase de diseño es una garantía de evitar cualquier problema futuro, recurriendo a expertos que garanticen la viabilidad del proyecto.
