تعريض الحقل الخارجي والداخلي – مركز البيانات العملاق

المشروع

تعريض الحقل الخارجي والداخلي - مركز البيانات العملاق

السنة

2025

العميل

نورث كارولاينا

الموقع

فرنسا

التصنيف

مركز البيانات

مواصلة التصفح :
جدول المحتويات
آخر أخبارنا :
مشاريع مركز البيانات لدينا :
مجالات خبرتنا :
الملفات الفنية :

هل تحتاج إلى رأي خبير؟

مهندسونا مستعدون للاستماع ومواجهة أي تحدٍ.

المهمة التي قامت بها شركة EOLIOS ingénierie: محاكاة CFD وخبرة التبريد

مهندسو Eolios خبراء في مجال تبديد الحرارة لمراكز البيانات

لعبت خبرةEOLIOS في محاكاة ديناميكيات السوائل الحاسوبية (CFD) وتحسين نظام التبريد دوراً حاسماً في حل التحدي الحراري لمركز بيانات فائق الحجم تبلغ طاقته عشرات الميغاوات. ساعدت خبرتنا في تحسينكفاءة الطاقة وضمان الأداء الأمثل، مما يضمن إدارة حرارية فعالة ومستدامة لهذه البنى التحتية المعقدة.

EOLIOS هي شركة رائدة في محاكاة CFD الخارجية لمراكز البيانات. تستند دراساتنا إلى التغذية المرتدة من حملات القياس في ظروف حقيقية ومائة موقع أو نحو ذلك من مواقع المحاكاة حول العالم.

مراكز البيانات فائقة النطاق: ثورة في مجال استضافة البيانات وإدارتها

الهدف من مركز البيانات فائق النطاق: التحسين وقابلية التوسع

من الصعب التنبؤ بتأثير الأعمدة الحرارية خارج المبنى بسبب المتغيرات المختلفة التي لا يستطيع مهندسو التصميم والمعماريون التحكم فيها. وتشمل هذه المتغيرات سرعة الرياح ودرجة حرارة الهواء والرطوبة واتجاه الرياح والأنشطة الأخرى المحيطة بالمبنى. ومع ذلك ، فإن هذه الظواهر لها تأثير على أداء المعدات الموضوعة في الهواء الطلق.

سيساعدك نظام EOLIOS على دراسة تأثير هذه المشكلات لضمان التشغيل الأمثل في جميع الظروف، حتى في أكثر الظروف تطرفاً.

Play Video

الخصائص الرئيسية لمراكز البيانات فائقة النطاق: النمطية والأتمتة وكفاءة الطاقة

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لمراكز البيانات فائقة النطاق في كفاءة الطاقة. فهي تشتمل على أحدث أنظمة التبريد وتقنيات إدارة الطاقة التي تقلل من استهلاك الطاقة مع زيادة الأداء إلى أقصى حد.

ويشمل ذلك استخدام أنظمة التبريد بالهواء الحر أو الآبار الحرارية الأرضية أو التبريد السائل لتقليلالبصمة الكربونية وتحسين تكاليف التشغيل.

تعد المرونةوقابلية التوسع في صميم مفهوم النطاق الفائق. يمكن توسيع مراكز البيانات هذه بسرعة وسهولة لتلبية النمو في الطلب، وذلك بفضل البنية التحتية المعيارية المكونة من مكونات موحدة.

لا يسمح هذا الإطار المعياري بالصيانة المبسطة فحسب، بل يسمح أيضًا بإجراء ترقيات منتظمة دون تأثير كبير على التشغيل الكلي.

الممر داخل مركز البيانات

تلعبالأتمتة دوراً حاسماً في الكفاءة التشغيلية لمراكز البيانات فائقة النطاق. تقوم الأنظمة المؤتمتة بمراقبة وإدارة كل جانب من جوانب العمليات اليومية تقريباً، مما يقلل من الحاجة إلى التدخل البشري المستمر ويقلل من مخاطرالخطأ البشري. تشمل هذه الأتمتة إدارة الخوادم ومراقبة الطاقة والصيانة الوقائية.

باختصار، توفر مراكز البيانات فائقة النطاق حلولاً فعالة للغاية وفعالة من حيث التكلفة بفضل سعتها الهائلة وكفاءتها في استخدام الطاقة ومرونتها وقابليتها للتوسع واستخدامها المكثف للأتمتة. من خلال تقليل تكاليف الوحدة لكل خدمة، أصبحت هذه المرافق ضرورية للشركات التي تتطلع إلى دعم الخدمات الرقمية العالمية وتلبية طلبات المستخدمين المتزايدة على الخدمات السحابية القوية والموثوقة.

التحدي الذي تواجهه دراسات CFD لتحسين مراكز البيانات فائقة النطاق

تعتبر دراسة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) ضرورية لمراكز البيانات فائقة النطاق هذه من أجل تحسين دوران الهواء والتبريد، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة مع زيادةالكفاءة الحرارية إلى أقصى حد.

  • التبريد: يمكن استخدام محاكاة CFD لنمذجة تدفقات الهواء والحرارة في مراكز البيانات. ويساعد ذلك على تحسين وضع الخوادم وتخطيط الحامل وأنظمة التهوية لضمان كفاءة التبريد وتقليل تكاليف الطاقة.
  • استهلاك الطاقة: من خلال تحليل تدفق الهواء والتوزيع الحراري، يمكن لدراسات CFD تحديد استراتيجيات تحسينكفاءة الطاقة. ويمكن أن يشمل ذلك تحسين أنظمة التبريد الحالية أو تصميم طرق جديدة أكثر استدامة.
  • إدارة الموارد: تساعد نماذج CFD على التنبؤ بأداء أنظمة تكييف الهواء وتوقع متطلبات الطاقة والتبريد بشكل أفضل، مما يسهل إدارة الموارد بكفاءة.
  • السلامة: تُستخدم تقنية CFD لمحاكاة وتخطيط إدارة المخاطر في حالة ارتفاع درجة الحرارة أو تعطل النظام، مما يساعد على تصميم أنظمة الطوارئ واستخراج الدخان وأنظمة إخماد الحرائق.
  • يمكن لمراكز البيانات فائقة النطاق، من خلال دمج تحليل CFD في تصميمها، تحسين كفاءتها التشغيلية وتقليل تأثيرها البيئي وتعزيز أمنها، باستخدام بيانات ومحاكاة دقيقة لتوحيد القراراتالمتعلقة بالمناخوالطاقة.

    نحن في شركة EOLIOS ingénierie، ندرك تماماً أهمية عمليات المحاكاة هذه في تصميم أنظمة تبريد فعالة. وبفضل خبرتنا في مجال المحاكاة بالتبريد المغناطيسي المغناطيسي CFD، نساعد على ضمان سلاسة وكفاءة العمليات، مما يقلل من التكاليف ويساهم في الاستدامة البيئية لمراكز البيانات فائقة النطاق.

دراسة داخلية: استخدام CFD لتقليل مخاطر الحرارة الزائدة

CFD، حليف لكفاءة الطاقة في قاعات البيانات

يعدتحسين قاعات البيانات في مراكز البيانات أمرًا بالغ الأهمية، ويؤدي استخدام المحاكاة الحاسوبية (CFD) دورًا رئيسيًا في ذلك. من خلال تحليل تدفقات الهواء وتوزيع درجات الحرارة والتفاعل بين المعدات، يتيح استخدام المحاكاة الحاسوبية (CFD) تصميم أنظمة تبريد أكثر كفاءة. فهو يساعد على تحديد النقاط الساخنة وتحسين دوران الهواء وتقليل تكاليف الطاقة من خلال ضبط تكييف الهواء وتخطيط الحامل. وبهذه الطريقة، لا يضمن الاستخدام الحكيم لتقنية CFD أداءً تشغيليًا أفضل وزيادة موثوقية النظام فحسب، بل يساعد أيضًا على تقليلالبصمة الكربونية لمراكز البيانات، بما يتماشى مع المتطلبات البيئية المتزايدة.

تكوين قاعة البيانات وتشغيلها: الرفوف، وأنظمة التبريد وتوزيع الطاقة

قاعة بيانات مركز البيانات هي منطقة مخصصة لإيواءمعدات تكنولوجيا المعلومات الضرورية لمعالجة البيانات وتخزينها. وتتكون بشكل أساسي من رفوف تضم خوادم ووحدات تخزين ومفاتيح لإدارة الشبكة.

وغالبًا ما يتم ترتيب الرفوف في صفوف منظمة في ممرات ساخنة وباردة، وهو تكوين يحسن تدفق الهواء والتبريد عن طريق فصل الهواء الساخن المطرود عن الهواء البارد المستخدم لتبريد المعدات.

تشمل أنظمة التبريد مكيفات الهواء الدقيقة أو المبردات المبردة بالماء، المصممة للحفاظ على درجات الحرارة المثلى والمستقرة، على الرغم من الحرارة الناتجة عن تشغيل الخوادم.

لضمان إمدادات طاقة موثوقة، تحتوي قاعة البيانات على أنظمة توزيعطاقة زائدة عن الحاجة، وغالباً ما تكون مدعومة بمولدات الطوارئ وأنظمة الإمداد المتواصل بالطاقة لضمان استمرار إمدادات الطاقة في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

تعمل المستشعرات الذكية على مراقبة الظروف البيئية باستمرار، مثل درجة الحرارة والرطوبة، بالإضافة إلى أداء المعدات، مما يتيح للمسؤولين الاستجابة بسرعة للأمور الشاذة وضمان التشغيل الأمثل.

التحسين الحراري الداخلي لمراكز البيانات: التحديات والحلول من قبل EOLIOS ingénierie

في هذه الدراسة المتعمقة، تم تحديد مشكلة السخونة الزائدة في القطاع الأيسر من قاعة البيانات، وهو أمر بالغ الأهمية لسلاسة تشغيل مركز البيانات بأكمله. تحدث هذه السخونة الزائدة عندما يتعطل نظاما تبريد في وقت واحد. يمكن أن تصل درجة حرارة الرفوف في هذا الجزء من القاعة إلى 35 درجة مئوية، أي أعلى بكثير من الحد الأقصى المحدد ب 28 درجة مئوية. لا تؤثر هذه الظروف على الأداء فحسب، بل تؤثر أيضاً على موثوقية المعدات، مما يزيد من مخاطر الأعطال التي قد تؤثر على سلامة البيانات واستمرارية الخدمة.

ويزداد الوضع تعقيدًا بسبب تركيب شبكات مقاومة للسرقة والتكوين المكاني للغرفة، مما يولد توزيعًا غير متساوٍ للضغط.

تتشكل منطقة كبيرة من الضغط الزائد في الممرات الساخنة على الجانب الأيسر من القاعة، مما يعيق الإخلاء الفعال للهواء الساخن الناتج عن الخوادم. يخلق هذا الخلل ظاهرة إعادة تدوير حيث يتم إعادة إدخال الهواء الساخن إلى النظام، مما يؤدي إلى تفاقم المشكلة من خلال عملية التكرار، وزيادة معدل التسرب منالممر الساخن، وبالتالي تسريع ارتفاع درجة الحرارة.

يعد التوزيع غير المتكافئ للرفوف عاملاً مساهماً آخر، حيث من المتوقع أن تتعامل أنظمة التبريد الفاشلة مع الحمل الحراري العالي لجزيرة الرفوف الأبعد، مما يجعل هذا القطاع معرضاً للخطر بشكل خاص.

ولمواجهة هذا التحدي المعقد، قام مهندسو EOLIOS بتطوير واقتراح سلسلة من الحلول المبتكرة. ومن خلال المناقشات المتعمقة والتواصل الفعال مع العميل، تمكنوا من تحليل الخيارات المقترحة وتحديد أفضل نهج للتخفيف من حدة المشكلة. وقد تم تنفيذ هذا الحل بالاتفاق مع جميع أصحاب المصلحة، مما يضمن الاستجابة المثلى والمستدامة للمشاكل التي تم تحديدها في قاعة البيانات.

ولمواجهة هذا التحدي المعقد، قام مهندسو EOLIOS بتطوير واقتراح سلسلة من الحلول المبتكرة. ومن خلال المناقشات المتعمقة والتواصل الفعال مع العميل، تمكنوا من تحليل الخيارات المقترحة وتحديد أفضل نهج للتخفيف من حدة المشكلة. وقد تم تنفيذ هذا الحل بالاتفاق مع جميع أصحاب المصلحة، مما يضمن الاستجابة المثلى والمستدامة للمشاكل التي تم تحديدها في قاعة البيانات.

Schéma en vue de dessus illustrant la répartition de la température à l’intérieur d’un centre de données hyperscale, réalisé par simulation CFD (Computational Fluid Dynamics). L’image montre l’agencement des allées et des racks informatiques, avec des variations de couleurs pour indiquer les différences de température : zones froides en bleu, températures modérées en vert et zones chaudes en rouge. On distingue des flèches ou des gradients montrant la circulation de l’air au sein de l’infrastructure, soulignant les flux d’air froid provenant des allées froides et l’extraction de l’air chaud des allées chaudes. Schéma simulé de la pression de l'air à l'intérieur d'un datacenter hyperscale, généré par CFD (Computational Fluid Dynamics). L’image montre une coupe du bâtiment avec différents niveaux de pression représentés par un dégradé de couleurs allant du bleu (basse pression) au rouge (haute pression). On y distingue l’emplacement des rangées de serveurs, des allées froides et chaudes, ainsi que le parcours du flux d’air optimisé pour la dissipation thermique dans l’environnement interne du datacenter.

الشكل - توزيع درجة الحرارة والضغط داخل غرفة مركز بيانات فائق النطاق

دراسة داخلية: استخدام CFD لتقليل مخاطر الحرارة الزائدة

تحسين أنظمة التبريد: تحسين كفاءة مراكز البيانات واستدامتها

يعد تحسين أنظمة التبريد، مثل المبردات والمولدات، أمرًا ضروريًا لضمان أداء مراكز البيانات. مع الكثافات العالية للخوادم والمعدات الإلكترونية، والتي يمكن أن تتجاوز 10 كيلوواط لكل حامل، تصبح الإدارة الحرارية تحديًا كبيرًا. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة غير المنضبط إلى فشل الأجهزة، وانخفاض موثوقية الخدمة وتوافرها، وتدهور المعدات قبل الأوان.

وبالتالي، فإن تحسين أنظمة التبريد لا يتعلق فقط بالحفاظ على درجة حرارة مستقرة ومناسبة؛ بل هو أمر بالغ الأهمية أيضًا لتقليل تكاليف الطاقة، والتي تمثل نسبة كبيرة من نفقات تشغيل مركز البيانات. بالإضافة إلى ذلك، من خلال تقليل استهلاك الطاقة، يساعد هذا التحسين على تقليلالبصمة الكربونية للمنشآت، وهو ما يتماشى مع متطلبات الاستدامة البيئية المتزايدة في هذا القطاع. قدمت المحاكاة العددية التي أجريت معلومات مفصلة عن درجات حرارة النظام لسيناريوهات مختلفة.

رسم توضيحي - سقف مركز البيانات فائق النطاق مع الكسوة

تحسين أنظمة التبريد: تحسين كفاءة مراكز البيانات واستدامتها

تحتاج مراكز البيانات، وهي المراكز العصبية للبنى التحتية الرقمية الحديثة، إلى مجموعة من المعدات المتطورة لتعمل بكفاءة. ومن بين هذه المعدات، تلعب مبردات الهواء والمولدات دوراً حاسماً.

يُعد مبرد الهواء قطعة أساسية من المعدات في مراكز البيانات، وهو مصمم لتبديد الحرارة الناتجة عن تشغيل معدات تكنولوجيا المعلومات. وهو عبارة عن مبادل حراري هوائي مائي. يعمل عن طريق استخدامالهواء الخارجي لاستخراج الحرارة من أنظمة التبريد، وبالتالي منع تراكم الحرارة الزائدة.

من خلال ضمان التدفق المستمر للهواء النقي، تساهم مبردات الهواء في الاستقرار الحراري للمنشآت، مما يحافظ علىسلامة المعدات ويقلل من تكاليف الطاقة المرتبطة بتكييف الهواء.

كيف تعمل مبردات الهواء في مركز البيانات

المولدات الكهربائية هي أيضًا أجهزة مهمة في مراكز البيانات، حيث توفر الطاقة الاحتياطية في حالة حدوث عطل في الشبكة الرئيسية. ويتمثل دورها في توفير مصدر موثوق ومستمر للطاقة لتجنب أي انقطاع في العمليات، وهو أمر حيوي لتوافر الخدمات وحماية البيانات. في حالة انقطاع التيار الكهربائي، يتم تشغيل المولدات تلقائيًا لتتحمل الأحمال الكهربائية لم عدات مركز البيانات وأنظمة التبريد.

وبفضل هذه المولدات، يمكن لمراكز البيانات الحفاظ على مستوى عالٍ من التوافر والمرونة في مواجهة حالات الطوارئ في إمدادات الطاقة، مما يضمن استمرارية الخدمة الضرورية للبنى التحتية الرقمية الحديثة.

التسلسل الزمني لكيفية تشغيل مجموعات مولدات مركز البيانات أثناء انقطاع التيار الكهربائي

تركيبة أنظمة مراكز البيانات الحرجة: مبردات الهواء والمولدات الكهربائية

كجزء من كل دراسة، تنتج شركة EOLIOS Ingénierie نموذجاً ثلاثي الأبعاد مفصلاً، وهو أمر ضروري لمحاكاة CFD. بالنسبة لهذا المشروع، يدمج النموذج ثلاثي الأبعاد جميع الأنظمة بالإضافة إلى العناصر المؤثرة على الأيرولكس، مثل مبردات الهواء والمولدات.

يتم بناء النموذج باستخدام النماذج ثلاثية الأبعاد المقدمة ومخططات الموقع وأوراق بيانات المعدات. تُستخدم أوراق البيانات لتحديد الخصائص الأساسية، مثل معدلات تدفق الهواء وفقدان الطاقة، مما يضمن تمثيل كل مكون من مكونات النظام بدقة في المحاكاة. يمكّن إنشاء هذا التوأم الرقمي من إجراء تحليل دقيق ومفصّل لظروف تشغيل أنظمة التبريد ويسهّل تحديد النقاط المحتملة للتحسين.

رؤية التوأم الرقمي لمراكز البيانات فائقة النطاق

ويتميز مهندسوEOLIOS بخبرتهم المتعمقة في التشبيك والتقارب، وهما أمران ضروريان لدقة وموثوقية عمليات المحاكاة العددية، خاصةً في البيئات المعقدة مثل مراكز البيانات. تُعد الشبكات عالية الجودة أمرًا بالغ الأهمية، حيث إنها تحدد كيفية تقسيم مساحة المحاكاة إلى عناصر منفصلة، مما يؤثر بشكل مباشر على دقة النتائج. تتيح الشبكة الدقيقة جيدة التنظيم إمكانية التقاط تغيرات تدفق الهواء وتدرجات درجات الحرارة بدقة، وهو أمر ضروري لنمذجة الظواهر الهوائية بشكل صحيح مثل التكرار.

بالإضافة إلى ذلك، تعمل الشبكة الجيدة على تعزيز تقارب أفضل للحسابات، مما يضمن استقرار النتائج التي يتم الحصول عليها وتمثيلها للظروف الحقيقية. وبفضل خبرتهم، يعمل مهندسو EOLIOS على تحسين الشبكة لضمان إجراء عمليات محاكاة قوية وموثوقة، مما يتيح تطوير حلول دقيقة وفعالة لتبريد مراكز البيانات والبيئات الحرجة الأخرى.

تحليل CFD وأحوال الطقس

من أجل محاكاة ظروف التشغيل الواقعية، تم إجراء تحليل متعمق للأرصاد الجوية باستخدام بيانات من أقرب محطة أرصاد جوية للموقع. تم استخدام هذا التحليل لتحديد المتغيرات الرئيسية، مثل درجة الحرارة الخارجية وسرعةالرياح واتجاهها، والتي لها تأثير كبير على السلوك الحراري لمركز البيانات. من خلال دمج هذه البيانات في محاكاة CFD، يمكن ل EOLIOS تقييم أداء أنظمة التبريد بدقة في سيناريوهات الحياة الواقعية، مما يضمن أن الحلول المقترحة مصممة خصيصًا لظروف الموقع المحددة.

السيناريوهات التي تم تطويرها لهذا المشروع هي كما يلي:

  • تأثير اتجاهات الرياح الرئيسية المختلفة.

بالنسبة لاتجاه الرياح غير المواتية، تمت دراسة نموذجين لاستخراج المولدات:

  • الاستخراج مع التفريغ على مستوى مجموعة المولدات.
  • استخراج مع مدخنة بطول 3 أمتار لتفريغ أعلى. الغرض من هذه القناة هو تقليل حاجة المولدات إلى الدوران على نفسها.

نتائج دراسات CFD: الابتكارات والحلول المستدامة لتحسين التبريد في مراكز البيانات فائقة النطاق

دراسة الرياح السائدة: استراتيجية لتقليل التكرار بين مبردات الهواء

بعد تحليل الأرصاد الجوية، تم تحديد رياحين سائدتين. وتمت محاكاة الرياحين السائدتين. أبرزت نتائج هذه الدراسات ظواهر هوائية مختلفة تؤثر على درجات الحرارةوإمدادات الهواء إلى الأنظمة. تم تحديد الظواهر الحلزونية بين الأنظمة، مما يؤدي إلى زيادة في درجات حرارة سحب الهواء المبرد. يتم سحب السعرات الحرارية التي تم تفريغها بواسطة نفس الأنظمة أو الأنظمة المحيطة بها.

تم تحديد هذه الظواهر بشكل رئيسي على مبردات الهواء الأولى المعرضة للرياح. حيث تشجع الرياح على تطاير الأعمدة الحرارية إلى الخلف، مما يؤدي إلى تضخيم ظاهرة التكرار. على بقية السقف، تكون الظاهرة أصغر وأكثر محلية. في هذه الحالة، يرجع ذلك بشكل أساسي إلى نقص إمدادات الهواء، مما يؤدي إلى شفط الأنظمة في الأعلى.

كما أن كثافة الأنظمة الموجودة على السطح تؤدي إلى هذه الظواهر. إن ناتج الطاقة لكل متر مربع مرتفع بشكل خاص في مركز البيانات هذا، مما يساهم في ارتفاع درجة الحرارة بشكل عام. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الزيادة في عدد أنظمة الأسطح تحد أيضًا من دوران الهواء وتشجع على ظهور مناطق منخفضة السرعة تؤدي إلى ركود السعرات الحرارية. وقد تم تحديد مناطق الركود هذه على وجه الخصوص حول المحولات. وتبلغ درجات الحرارة حول هذه الأنظمة حوالي 50 درجة مئوية.

من أجل تقليل التكرار، أجريت دراسة لإضافة غطاء محرك السيارة إلى الأنظمة. وتؤدي إضافة كسوة غير شفافة إلى التخلص من شفط الأنظمة في الجزء العلوي، الذي يتم تحميله بالحرارة. وقد انخفضت درجات الحرارة المسجلة مع هذا التصميم الجديد بمقدار درجتين مئويتين تقريبًا. ونتيجة لذلك، تم أيضًا تقليل فقدان طاقة التبريد، مما أدى إلى تحسينالكفاءة الكلية لأنظمة التبريد.

دراسة الرياح السائدة: استراتيجية لتقليل التكرار بين مبردات الهواء

أحد اتجاهات الرياح في الموقع غير مواتية بشكل خاص لأنظمة التبريد. توجه هذه الرياح العادم المنبعث من المولدات، الموجودة بالقرب من المبنى، مباشرةً نحو السطح حيث توجد وحدات تبريد الهواء. ونتيجة لذلك، يتم امتصاص أعمدة الحرارة المنبعثة من المولدات بواسطة المبردات، مما يتسبب في ارتفاع درجات حرارة الشفط ويؤثر على أدائها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتسبب اتجاه الرياح هذا أيضًا في دوران المولدات على نفسها، مما يؤدي إلى مخاطر مماثلة لتلك التي لوحظت في المبردات المبردة بالهواء. لذلك تم إجراء دراسة محددة لتحليل مدى هذه الظواهر.

على الرغم من انخفاض معدل تكرار هذه الرياح غير المواتية، إلا أنه من الضروري أخذ اتجاه الرياح هذا في الاعتبار نظرًا لمخاطر الارتفاع الحاد في درجة الحرارة الذي قد ينتج عن توقف المولدات عن العمل في مبردات الهواء.

رؤية حلقة مجموعة المولدات على مبردات الهواء بدون ضميمة

أبرزت النتائج الأولية ظاهرة ارتداد المولدات على نفسها. وعلى الرغم من أن إضافة قناة عادم بطول 3 أمتار قد قللت جزئيا من هذه الظاهرة، إلا أنها لا تزال موجودة بسبب عدم كفاية إمدادات الهواء النقي في مدخل الأنظمة، مما يزيد من دخول الهواء الساخن في الأعلى.

رؤية حلقة مجموعة المولدات على مبردات الهواء بدون ضميمة

كما أن التفريغ من المولدات له تأثير كبير على درجات حرارة الشفط لمبردات الهواء على السطح. حيث يتم امتصاص الأعمدة من المولدات بواسطة المبردات. وبالإضافة إلى هذه الظاهرة، فقد ثبت أيضًا أن المبردات تدور حول نفسها. يؤدي الجمع بين هاتين الظاهرتين إلى ارتفاع كبير في درجة الحرارة، مع خطر تعطل الأنظمة.

مرئية حلقة مجموعة المولدات على المكثفات المبردة بالهواء مع الضميمة

وللتخفيف من هذه الآثار، تم إجراء دراسة أيضًا للتخفيف من هذه الآثار، مع الأخذ في الاعتبار ظروف الرياح غير المواتية وإضافة غطاء فوق الأنظمة. مكّن هذا الحل من تقليل متوسط درجات حرارة الشفط للمبردات إلى حد كبير، حيث انخفضت درجة الحرارة من 4 إلى 5 درجات مئوية تقريبًا. وقد ألغت إضافة الغطاء الحاجة إلى التكرار بين المبردات، وبالتالي تحسين كفاءتها. ومع ذلك، لا يزال للانبعاثات الصادرة من المولدات تأثير على مبردات السطح، على الرغم من انخفاض فقدان الطاقة بفضل هذا التصميم.

تحليل طاقة التبريد المتوفرة لمراكز البيانات فائقة النطاق

تم تصميم مبردات الهواء لتوفير طاقة التبريد التي تتطلبها قاعات البيانات، مع الحفاظ على الظروف المثلى لتشغيل معدات تكنولوجيا المعلومات. طاقة التبريد هذه مضمونة للتشغيل في الظروف “القياسية”، أي لدرجات حرارة السحب التي تقل عن عتبة محددة مسبقًا. عندما يتم تجاوز عتبة درجة الحرارة هذه، ينخفض أداء أنظمة التبريد ولا تعود قادرة على توفير الطاقة الكاملة المطلوبة، مما قد يؤثر على موثوقيةوكفاءة نظام التبريد الكلي.

ولمعالجة هذه المشكلة، أجرت EOLIOS دراسة لقياس فقدان الطاقة الباردة كدالة لقراءات درجة حرارة سحب النظام.

أتاحت عمليات المحاكاة هذه إمكانية تقييم ومقارنة مختلف الحلول الممكنة لتحسين أداء مبردات الهواء في ظل مجموعة متنوعة من الظروف.

وقد أثبت الحل الذي اقترحته EOLIOS فعاليته بشكل خاص، حيث قلل من فقدان الطاقة بمعامل 5 مقارنة بالتصميم الأولي. لا يضمن هذا التحسن الكبير استقراراً حرارياً أكبر في قاعات البيانات فحسب، بل يحسّن أيضاًكفاءة الطاقة في المنشآت، مما يقلل من تكاليف التشغيل والمخاطر المرتبطة بارتفاع درجة حرارة المعدات.

خبرة شركة EOLIOS ingénierie في حل المشاكل الديناميكية الهوائية الحرارية في مراكز البيانات

توصيات مصممة خصيصاً لكل مشروع

وبفضل خبرتها في المحاكاة العددية، وبشكل أكثر تحديدًا في المحاكاة الخارجية لمراكز البيانات، تمكنت EOLIOS من اقتراح حلول مختلفة تتكيف مع المشروع للتخفيف من ظاهرة التكرار. تم النظر في حلول سهلة التصور وغير مكلفة، مثل نقل الأنظمة أو تركيب حاويات. كما نوقشت حلول أكثر تكلفة، مثل إنشاءمنافذ لإخلاء الأعمدة إلى أرض مرتفعة. بعد التشاور مع عميلنا، تم اختيار حلول معينة لدراسة جديدة باستخدام تقنية CFD. تمت محاكاة الحلول المختارة بدقة. وقد مكنت هذه الحلول من تقليل درجات حرارة الشفط للأنظمة بشكل كبير، وبالتالي تحسين كفاءتها. وبالنظر إلى النتائج وتكلفة التركيب، تم اختيار تصميم بتصميم جديد للأنظمة وتركيب أغطية على المبردات.

كما أتاح التحليل التفصيلي لسعة التبريد المتاحة تحديد فوائد كل حل بدقة، مما يوفر تقييماً واضحاً لتأثيره على أداء نظام التبريد.

وبفضل هذه الدراسة، تمكنت EOLIOS منتحسين تصميم أنظمة الأسطح. سيقلل هذا التحسين من مخاطر تعطل النظام وفقدان الطاقة بسبب ارتفاع درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، سيمكن التصميم من تقليل تكاليف الطاقة اللازمة لتشغيل أنظمة التبريد كل عام. كما أن إجراء دراسة أكثر تعمقًا سيمكن أيضًا من تحديدالوفورات المرتبطة بهذا التصميم المحسّن.

اكتشف المزيد حول هذا الموضوع:

فيديو ملخص الدراسة

ملخص الدراسة

تركّز الدراسة التي أجرتها شركة EOLIOS ingénierie علىالتحسين الحراري لمراكز البيانات فائقة النطاق، باستخدام محاكاة ديناميكيات السوائل الحاسوبية (CFD). هذا النهج يجعل من الممكن تحسين دوران الهواءوكفاءة أنظمة التبريد، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقةوالبصمة الكربونية. تتطلب مراكز البيانات فائقة النطاق، التي يستخدمها عمالقة التكنولوجيا مثل أمازون وجوجل، حلولاً معيارية وآلية ومستدامة. وقد حددت EOLIOS مشاكل مثل ارتفاع درجة الحرارة والالتفاف، واقترحت حلولاً مثل تركيب أغطية للتخفيف من هذه الظواهر. وقد مكّن دمج التوائم الرقمية لإجراء عمليات محاكاة دقيقة من تصور تحسينات كبيرة. من خلال العمل عن كثب مع العملاء، قامت EOLIOS بتحسين تكوين أنظمة التبريد، مما أدى إلى زيادة كفاءتها مع تقليل تكاليف الطاقة. توضّح هذه الدراسة التأثير الحاسم لمحاكاة CFD على أداء واستدامة مراكز البيانات الحديثة.

Play Video

ملخص فيديو للمهمة

اكتشف مشاريع مراكز البيانات الأخرى

تعريض الحقل الخارجي والداخلي – مركز البيانات العملاق

تحسين CFD – مركز البيانات

مركز البيانات – DC28 – داخلي

دراسة فقدان الضغط – المولدات – مركز البيانات

مركز البيانات – PA 22 – خارجي

المباني التقنية – مركز البيانات

تحسين التبريد – مركز البيانات

مراكز البيانات – DC15.1 و DC15.2 – خارجية

مركز البيانات – باريس

مركز البيانات – D14 – خارجي

مركز البيانات – DC17 – خارجي

مركز البيانات – DC17 – داخلي – داخلي

مركز البيانات – DC25 و DC26 – خارجي

مركز البيانات – GAZ NOVEC

DC23 – خارجي

مركز البيانات – DC25 – داخلي

مركز البيانات – DC10 – داخلي

مركز بيانات CFD – سانت دينيس