تحسين CFD – مركز البيانات
دراسة حرارية وهوائية لمركز بيانات: الخبرة في مجال CFD
مع انتشار مراكز البيانات على نطاق واسع، أصبحت إدارة أنظمة التبريد أمرًا بالغ الأهمية، نظرًاللكثافة المتزايدة لمعدات تكنولوجيا المعلومات، والتي غالبًا ما تزيد عن 10 كيلوواط لكل رف. ويتمثل التحدي الرئيسي في إزالة الحرارة الناتجة عن هذه المعدات عالية الكثافة بكفاءة. في EOLIOS، نضع خبرتنا الفنية في خدمتك من خلال إجراء دراسات ديناميكيات السوائل الحسابية (CFD) لنمذجة وتحسين التبادلات الحرارية والهوائية في مركز البيانات.
يبحث هذا التحليل على وجه التحديد في أعمدة العادم الخارجية من مبردات الهواء والمولدات وغيرها من المعدات الموجودة على السطح. ويتمثل الهدف الرئيسي في التحقق مما إذا كانتصريف الانبعاثات الحرارية من هذه الأنظمة يهدد بتلويث هواء الإمداد من خلال حلقات إعادة التدوير. ونقوم بمحاكاة السلوك الديناميكي الحراري لهذه الأعمدة باستخدام الحسابات العددية للتوزيع الديناميكي المغناطيسي المغناطيسي CFD، لضمان الإدارة المثلى لدرجة حرارة الهواء الداخل ومنع أي مشاكل تداخل.
والهدف من الدراسة هو التحقق من صحة تصميم المبنى وموقع أنظمة مركز البيانات على السطح، والتحقق من أن درجات حرارة الهواء الداخلة إلى المبردات منخفضة بما فيه الكفاية وتحديد أي مشاكل في إعادة التدوير.
كما يتضمن أيضًا سيناريوهات تشغيل مختلفة لدرجات الحرارة المرتفعة واتجاهات الرياح المختلفة، وكذلك لبدء تشغيل مولدات الطوارئ. إذا تم اكتشاف مشكلة، فإننا نحدد السبب ونقترح الحلول التصحيحية المناسبة.
تحسين CFD - مركز البيانات
السنة
2025
العميل
نورث كارولاينا
الموقع
فرانكفورت أم ماين
التصنيف
مركز البيانات
مواصلة التصفح :
مشاريعنا الأخرى :
آخر الأخبار :
الملف الفني :
خبراتنا
بيانات ASHRAE للمناخ الخاصة بالجمعية الأمريكية لتقييم درجات الحرارة والرطوبة
استخدام المعايير لمحاكاة CFD دقيقة وفعالة لمحاكاة CFD
يعد وضع البارامترات الصحيحة للظروف الخارجية أمرًا أساسيًا لتحسين الإدارة الحرارية لمراكز البيانات باستخدام محاكاة CFD. تُعد الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (ASHRAE ) مرجعًا دوليًا رئيسيًا. من خلال وضع المعايير وتوفير بيانات مناخية دقيقة، فإنها تمكّن المهندسين والمصممين من تكييف أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد (HVAC-R) مع البيئات الحقيقية. تجمع الجمعية الأمريكية لمهندسي التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد بيانات الأرصاد الجوية من آلاف المحطات حول العالم، مما يضمن الموثوقية والدقة بفضل القيم المتوسطة والمتطرفة التي تم قياسها على مدى عقود.
هذه البيانات ضرورية لتحديد الحجم المناسب للأنظمة الخارجية. ومن خلال مراعاة متوسط درجات الحرارة ودرجات الحرارة القصوى، فإنها تساعد على التنبؤ بالسيناريوهات الواقعية، وبالتالي تجنب الإفراط في التحجيم وتحسين كفاءة الطاقة. بالنسبة لدراستنا، تم تحديد الظروف المناخية المحلية باستخدام أقرب محطة أرصاد جوية تقع في توسوس لو نوبل. فهي توفر معلومات مهمة، مثل درجات الحرارة الشهرية وقراءات الرياح، والتي تعتبر حاسمة في تحديد أحوال الطقس وتحديد الرياح السائدة.
استناداً إلى البيانات المناخية الموثوقة والموحدة، يمكننا تصميم أنظمة خارجية فعّالة وطويلة الأمد مصممة خصيصاً لتلبية متطلبات الظروف المناخية المختلفة.
النمذجة ثلاثية الأبعاد لمركز بيانات لمحاكاة الهواء الحراري-الهوائي
تتمثل السيناريوهات التي تمت محاكاتها كجزء من الدراسة الخارجية فيما يلي:
- السيناريو القياسي : مع أغلبية الرياح
- السيناريو قياسي : مع رياح غير مواتية
- السيناريو الحرج: مع رياح غير مواتية
بالنسبة إلى هذه الدراسات الثلاث، يتم تنشيط المولدات لمراعاة الوضع غير المواتي من حيث إنتاج الحرارة.
تشتمل وحدات التبريد، التي تتركز في الشمال الشرقي من المبنى، على 30 مبردًا و3 مبردات جافة.
تم تركيب غطاء علوي لمنافذ مبرد الهواء لتقليل إعادة تدوير الهواء. هذه المنطقة محاطة بجدران مزودة بألواح عازلة للصوت، ومزودة بفتحات تهوية في الأجزاء السفلية من هذه الجدران.
تقع معظم المولدات الـ 26 في الجنوب الغربي من المبنى، سواء على السطح أو موزعة على طابقين بالداخل. لتحويل الحرارة من المولدات، تم تركيب 5 قنوات للعادم في الأعلى. يتمسحب الهواء النقي للمولدات من خلال الواجهة الجنوبية الغربية للمبنى المزودة بفتحات تهوية.
كما تم الأخذ في الاعتبار وجودمعدات مساعدة على السطح، مثل وحدات مناولة الهواء والمضخات الحرارية.
نتائج المحاكاة الخارجية لمركز البيانات: التحقق من صحة التصميم
وقد حللت الدراسة التصميم الخارجي لمركز البيانات من خلال ثلاثة سيناريوهات حرجة تستند إلى الاختلافات في اتجاه الرياح وإدارة أنظمة التبريد، مع الحفاظ على الظروف المناخية القاسية وفقًا لمعايير الجمعية الأمريكية لهندسة التدفئة والتبريد.
السيناريو 1: معظم الرياح - السيناريو القياسي (ن)
لم يتم اكتشاف أي ظاهرة إعادة تدوير هواء مهمة لهذا السيناريو. تظهر المحاكاة أن درجة الحرارة المقاسة عند مدخل وحدات التبريد تظل قريبة من درجة الحرارة المحيطة، مما يعكس التصميم الأمثل لم دخل الهواء. تم الحكم على هيكل السقف وتخطيطه بأنه ممتاز في ظل هذه الظروف، مما يضمن تنظيمًا حراريًا جيدًا.
السيناريو 2: الرياح غير المواتية - السيناريو القياسي (ن)
أبرزت الدراسة وجود إعادة تدوير طفيفة للهواء في الفتحات الجنوبية الغربية، ويرجع ذلك أساسًا إلىالانسداد الجزئي بسبب قنوات السحب الخاصة بالمولدات. ومع ذلك، فإن المنطقة المركزية الخالية من المعدات توفر وصولًا كافيًا للهواء النقي، مما يساعد على التخفيف من هذه الظاهرة. ترتفع درجة حرارة الس حب، خاصة بالنسبة للأنظمة الواقعة في الجنوب، ولكنها تظل تحت السيطرة. تضمن قنوات السحب من المولدات تحويل الهواء المحمل بالسعرات الحرارية بشكل فعال، مما يقلل من التفاعلات المحتملة مع مبردات الهواء.
السيناريو 3: الرياح المعاكسة - السيناريو الحرج (N+X)
تستمر الصعوبات المرتبطة بإعادة تدوير الهواء ، والتي تتفاقم بسبب انخفاض سرعات هواء الإمداد المرتبطة بالقدرة التشغيلية الكاملة. وهذا يزيد من الميل إلى إعادة تدوير الهواء، خاصة حول مراوح المصب. ارتفعت درجات حرارة السحب بشكل كبير، مما أثر بشكل رئيسي على الوحدات الواقعة في الجنوب. على الرغم من هذه الظروف، يبقىالهواء الذي تسحبه المولدات في درجة الحرارة المحيطة، وذلك بفضل الإدارة الماهرة لتحويل كتل الهواء الدافئ.
يُظهر تصميم سقف المبنى مرونة كافية في مواجهة الظروف المناخية الصعبة. فحتى في أكثر السيناريوهات سوءًا، مثل الرياح الشمالية الشرقية مع القدرة التشغيلية الكاملة، يضمن التصميم العام الأداء الوظيفي والكفاءة الكافية.
تحسين الطاقة في مبردات الهواء باستخدام محاكاة CFD
في EOLIOS، نحن في طليعة الشركات التي تعمل علىتحسين استهلاك الطاقة لمبردات الهواء لمراكز البيانات، بالاعتماد علىالريادة التكنولوجية التي توفرها محاكاة ديناميكيات السوائل الحاسوبية (CFD).
تسمح لنا تقنية CFD بإنشاء نماذج متطورة ثلاثية الأبعاد تعيد إنتاج السلوك الحراريوتدفق الهواء داخل أنظمة التبريد بأمانة. من خلال تحليل هذه النماذج، يمكننا تحديد مناطق السخونة الزائدة وفقدان الطاقة بدقة،وتحسين تكوين المبادلات الحرارية والمراوح.
دورة التحسين الحراري لمركز البيانات
يمكِّننا هذا النهج منضبط سرعة دوران الهواءواتجاه التدفق لكل حالة مناخية خارجية، مما يحسِّنكفاءة الطاقة دون المساس بالأداء. والأكثر من ذلك، تساعد حلولنا على تقليل فعالية استخدام الطاقة (PUE)، وهو معيار رئيسي لمراكز البيانات، من خلال ضمان استهلاك أكثر ترشيداً للطاقة وتقليل التكاليف التشغيلية لعملائنا. نحن نقدم توصيات استراتيجية لتنفيذ أنظمة إدارة حرارية قوية وفعّالة للإدارة الحرارية.
الابتكارات في تصميم الأسقف الفعالة لمراكز البيانات
ندرك في EOLIOS الدور الحاسم لتصميم السقف، الذي يشار إليه عادةً باسم “الواجهة الخامسة”، فيكفاءة الطاقة في مراكز البيانات. تشمل حلولنا إنشاء أسطح علوية مصممة خصيصاً لتحسين التهوية بشكل سلبي وتحسين الإدارة الحرارية. باستخدام محاكاة CFD، يمكننا نمذجة تصميمات الأسقف العلوية المختلفة وتحليل تأثيرها على دوران الهواء الطبيعي. يسمح لنا ذلك بتصميم هياكل تستغل بذكاء الرياح السائدة وتغيرات الضغط بذكاء لتعزيز كفاءة التهوية المتبادلة، مما يقلل من الاعتماد على أنظمة التبريد الميكانيكية ويعززإزالة الحرارة المتراكمة.
من خلال دمج المواد العاكسة وتقنيات العزل المبتكرة، تساهم أسطحنا العلوية في تقليل الأحمال الحرارية بشكل كبير. لذا فنحن لا نقوم فقط بتقليل البصمة الحرارية لمراكز البيانات، بل نضيف أيضاً طبقة من المرونة المناخية، وهو أمر ضروري لضمان استمرارية الأعمال في مجموعة كبيرة من الظروف الجوية.
نهج تعاوني مصمم خصيصاً لتنفيذ دراساتك
لقد أظهرت EOLIOS قدرة خاصة على دمج الاحتياجات الخاصة للشركات في جميع عمليات التصميم الخاصة بها، مما أدى إلى إقامة شراكة تعاونية حقيقية.
استنادًا إلى فهم متعمق لتوقعات العملاء وأهدافهم، تقوم EOLIOS بتطوير حلول مصممة خصيصًا لتناسب الميزات المحددة لكل طلب.
ومن خلال التواصل المفتوح والمستمر، تضمن الشركة توافق جميع أصحاب المصلحة مع أهداف المشروع ومعالمه الرئيسية. تعمل فرق عمل EOLIOS جنباً إلى جنب مع الشركات، حيث لا تقدم الخبرة الفنية فحسب، بل أيضاً المهارات الشخصية. ويضمن نهجنا الذي يركز على العملاء، بالإضافة إلى مهاراتنا المتخصصة، أن تلبي الدراسات التي يتم إجراؤها توقعات الشركات، مما يزيد منفعالية وأهمية الحلول المقترحة.
EOLIOS - مكتب تصميم مركز البيانات الخبير
في EOLIOS، تتمثل مهمتنا في دعمك في تصميم وتقييم أنظمة التبريد والتهوية لمراكز البيانات الخاصة بك، مما يضمن الكفاءة المثلى والسلامة المعززة للبنية التحتية الخاصة بك. بالاعتماد على خبرتنا في محاكاة CFD، نقوم بتحليل الديناميكيات الديناميكية الهوائية الحرارية لتحسين الإدارة الحرارية.
باستخدام معرفتنا بعمليات المحاكاة العددية، نحدد تدفقات الهواء الحرجة والمناطق التي من المحتمل أن تخلق تجاوزات غير مرغوب فيها. من خلال دمج هذه التحليلات في نهجنا، نضمن التوزيع الأمثل للهواء، مما يقلل من خطر ارتفاع درجة الحرارة في المناطق الحساسة ويعززالكفاءة التشغيلية لأنظمتك. نقوم بإجراء تقييمات صارمة للتحقق من كفاءة أنظمة التبريد الخاصة بك وتحسينها، مع مراعاة أسوأ السيناريوهات. وهذا يمكّنك من ضمان استدامة وأداء مراكز البيانات الخاصة بك.
فيديو ملخص الدراسة
ملخص الدراسة
تركز الدراسة علىتحسين الطاقة والإدارة الحرارية لمركز البيانات باستخدام محاكاة CFD. وتركز على التصميم الخارجي، بما في ذلك دمج السقف العلوي لتحسين التهوية بشكل سلبي. باستخدام عدة سيناريوهات حرجة، تقيّم الدراسةتأثير الاختلافات في اتجاه الرياح والقدرة التشغيلية على إعادة تدوير الهواءوكفاءة نظام التبريد.
تقوم النماذج المتطورة ثلاثية الأبعاد بتحليل السلوك الحراريوتدفق الهواء، وتحديد مناطق السخونة الزائدة وتحسين تكوينات النظام. يضمن التصميم العام لمركز البيانات الأداء الوظيفي والمرونة في الظروف المناخية الصعبة.
يقللاستخدام السقف الزائد والمواد العاكسة من الأحمال الحرارية، بينما تعمل قنوات عادم المولدات على تحويل الهواء الساخن بفعالية، مما يقلل من التفاعل مع مبردات الهواء. وبفضل النهج التعاوني القائم على التواصل المفتوح وفهم احتياجات العملاء، تقدم EOLIOS حلولاً مصممة خصيصاً تقلل من فعالية استخدام الطاقة (PUE)، وتضمن استمرارية الأعمال، وتضيف طبقة من المرونة المناخية.
ملخص فيديو للمهمة
اكتشف مشاريع أخرى
كومفورت – سطح قصر – الدار البيضاء
تور ليبرتيه – لا ديفانس
تأثير الرياح على محطة الطاقة الشمسية
أبراج التبريد (TAR) – ICPE
دراسة راحة المشاة – La Défense
منتجع شاران باي جان نوفيل
دراسة الرياح – لا ديفونس
المبردات الجافة – دراسة نقدية – موجة الحر
الراحة في مهب الريح – مركز تدريب باريس سان جيرمان
التقاط الجسيمات الدقيقة في محطة المترو
قياسات الجسيمات
بالنسياغا – إمكانات الرياح
