Estudio de los fenómenos termo-aeráulicos ligados a la descarga de calor de los grupos electrógenos de un centro de datos en Francia, mediante simulación CFD.
EOLIOS Ingeniería aportó su pericia técnica en la comprensión y la modelización de los intercambios térmicos y aeráulicos externos de un centro de datos en París, en relación con la liberación de calor de los grupos electrógenos, mediante la realización de estudios CFD.
Lo esencial. Estudio CFD externo de un centro de datos parisino con 7 grupos electrógenos contenerizados (4 en suelo, 3 en cubierta). La simulación del viento revela un efecto Venturi en la parte trasera del edificio, aprovechado para reforzar el potencial aeráulico. Pone también de manifiesto un ligero bucle: bajo el viento dominante del noreste, el aire caliente descargado más abajo es reaspirado por los aeroenfriadores, un riesgo a vigilar cuando el aire ambiente supera los 40 °C.
Se necesitan sistemas de refrigeración capaces de responder a las necesidades cambiantes de la IT debido a la densidad creciente de los equipos (más de 10 kW / bastidor). Estas calorías se evacúan mediante una serie de sistemas dispuestos en fuerte concentración en cubierta.
Este análisis examina el penacho de escape de una serie de grupos electrógenos. El objetivo: determinar si el escape térmico de estos sistemas puede contaminar el aire de alimentación por bucle. Nuestros ingenieros simularon mediante cálculo CFD el comportamiento termo-aeráulico de los fenómenos exteriores: temperaturas de paredes radiantes, tiro térmico, presión del viento, aberturas de la envolvente, terreno local e impacto de los edificios.
Volumen de aire caliente liberado por una fuente (grupo electrógeno, aeroenfriador) 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.
Los grupos instalados son grupos contenerizados, que no requieren ninguna construcción, para una instalación más sencilla que los generadores convencionales. El proyecto cuenta en total con 7 grupos electrógenos: 4 instalados delante del edificio y 3 en cubierta.
Las primeras simulaciones de la aeráulica externa pusieron de manifiesto fenómenos interesantes que permiten aumentar el potencial del viento. La restricción de la sección de paso del viento en la parte trasera del edificio crea un efecto Venturi, es decir, un aumento local de la velocidad.
A raíz de este estudio, EOLIOS propuso distintos diseños que respetan los retos arquitectónicos. Estas conclusiones dieron lugar a un trabajo profundo con los equipos de diseño, con el fin de acentuar y aprovechar al máximo este aumento local de velocidad.
Aceleración de un flujo de aire cuando atraviesa un estrechamiento de sección. En la parte trasera del edificio aumenta localmente la velocidad del viento, aprovechable para barrer mejor los aeroenfriadores.
El sobrecalentamiento es un estado en el que un sistema se calienta hasta un nivel en el que funciona de forma menos eficaz, o incluso sufre daños. Puede deberse a una mala ventilación, a un uso excesivo o a un mal mantenimiento.
Aquí se observa un bucle de aire: el aire es calentado por la descarga de los grupos electrógenos situados más abajo y, gracias al viento dominante del noreste, este aire es aspirado por los aeroenfriadores encargados de refrigerar los sistemas. Este fenómeno se mantiene mínimo y crea un ligero sobrecalentamiento.
Reaspiración, por los aeroenfriadores, de una parte del aire caliente descargado en las proximidades. Eleva la temperatura en la aspiración y puede degradar la refrigeración; su control determina la fiabilidad del sitio.
A recordar. Si se reprodujera en varios equipos, este bucle dañaría gravemente el sitio. A recordar: en Francia, con fuerte calor, el aire ambiente puede superar los 40 °C.
Nuestros ingenieros ponen de manifiesto las complicaciones y problemas de diseño potenciales, y proponen soluciones adaptadas para garantizar un funcionamiento fiable del sitio incluso en las condiciones más extremas.
Saber hacer: la simulación CFD externa para los centros de datosEl control de las descargas térmicas de un centro de datos no se detiene en su cubierta. A escala del barrio, el calor acumulado de estas instalaciones, ahora masivas y densificadas, modifica el microclima urbano: aumento de la temperatura del aire, penachos convectivos que interactúan con el tejido edificado, degradación del confort y sobreconsumo de climatización de los edificios vecinos.
Es precisamente el objeto de nuestro estudio de impacto de la isla de calor urbana de los centros de datos: prolongar la simulación aeráulica del sitio para cuantificar este calentamiento a escala urbana, calibrar la estrategia de descarga y anticipar los requisitos normativos ligados a la densificación de los centros de datos.
Grupos contenerizados, efecto Venturi y bucle: las respuestas a las preguntas de operadores y equipos de diseño.
Examinar el penacho de escape de una serie de grupos electrógenos y determinar si su escape térmico puede contaminar el aire de alimentación por bucle, mediante simulación CFD de los fenómenos exteriores, como en nuestro proyecto gemelo data center PA 22.
Siete grupos electrógenos contenerizados: cuatro instalados delante del edificio y tres en cubierta. Estos grupos en contenedor no requieren ninguna construcción y simplifican la instalación frente a los generadores convencionales.
La restricción de la sección de paso del viento en la parte trasera del edificio crea un efecto Venturi, es decir, un aumento local de la velocidad del viento. El estudio permitió proponer diseños que aprovechan al máximo esa ganancia de velocidad.
El bucle se mantiene mínimo y solo causa un ligero sobrecalentamiento. Pero si se reprodujera en varios equipos, dañaría gravemente el sitio, máxime cuando el aire ambiente en Francia puede superar los 40 °C con fuerte calor.
Es el estado en el que un sistema se calienta hasta funcionar de forma menos eficaz, o incluso sufrir daños. Puede deberse a una mala ventilación o a un bucle de aire caliente reaspirado por los aeroenfriadores.
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Estudio termo-aeráulico externo de un centro de datos parisino: modelización de los grupos contenerizados, simulación del viento (efecto Venturi) y análisis del bucle térmico.
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ExteriorData Center – PA 22 – Exterior
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InternoData center – DC25 – Interno
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