Jy is die fasiliteitsingenieur van 'n 1 MW-datasaal: koelers, 'n verkoelwaterlus, UPS-batterye en 'n noodkragopwekker. Hitte vloei van bedieners na lug na water na buite — en elke watt wat jy aan verkoeling bestee, verskyn in die PUE.
Wat jy sal leer
Hoe hitte deur 'n fasiliteit beweeg, en hoekom die verkoelwaterlus jou minute in 'n krisis gee.
Hoekom koelers op warm dae minder doeltreffend raak (Carnot-COP) en wat PUE en WUE regtig meet.
Hoe UPS-batterye en kragopwekkers oorhandig tydens 'n netwerkonderbreking.
Simuleerder
Tyd 0 min
Inlaat < 24 °C
Inlaat ≥ 27 °C
Inlaat ≥ 32 °C
◎Koeler aan die loop
⟳Koeler begin (5 min)
✕Koeler uitgeskakel (vergrendel tot herstel)
Kontroles
Koeler #1…#n. 'n Nuut gestarte koeler het 5 min nodig voor dit afkoel.
Warmer water = beter koeleraardoeltreffendheid, maar warmer bedienerinlate.
Bondeltake wat tot later uitgestel word: nou minder hitte en krag.
Gebruik koue buitelug deur 'n droë koeler wanneer dit koud genoeg is.
Verdamp water om kondensorlug af te koel: beter doeltreffendheid, maar waterverbruik.
Slegs nodig as die outomatiese begin misluk. Neem 3 min.
Hef 'n koeler se veiligheidsuitskakeling op sodra die fout nagegaan is; aanvaar vanaf 15 min ná die uitskakeling.
Aanwysers
Bedienerinlaattemperatuur
22,4°C
normaal
PUE
1,34
normaal
Fasiliteitskrag
1076kW
UPS-battery
100%
normaal
Verkoelwatertemperatuur
14,0 °C
Koeler-COP
5,1
IT-las
803 kW
Koelers aan die loop
2
Koelers beskikbaar (nie uitgeskakel nie)
3
Uitgeskakelde koelers (vergrendel)
0
Herstel moontlik oor
0 min
WUE
0,00 L/kWh
CO₂-emissies
484 kg/h
Tendens
Krisisscenario's
Vlak 1 · Koeleruitval tydens spits
'n Warm middag, 32 °C buite. IT trek 850 kW op twee van drie koelers, en die verkoelwater loop op 16 °C om energie te spaar — wat die bedienerinlate net ongeveer 2 K onder die ASHRAE-aanbevole limiet laat. Een koeler gaan binnekort uitskakel. Hou die inlate binne die aanbevole reeks, hou die IT-werk aan die gang, en bring die aanleg terug na volle oortolligheid.
Al drie koelers weer beskikbaar aan die einde (uitgeskakelde eenheid teruggestel)
Vlak 2 · Hittegolf en 'n aanvraagrespons-oproep
Die buitetemperatuur styg van 30 °C tot 42 °C. Koelers verloor kapasiteit en doeltreffendheid. Dan rig die netwerkoperateur 'n aanvraagrespons-versoek: hou hierdie perseel se fasiliteitskrag vir 'n halfuur onder 900 kW.
Inlaat nooit bo 27 °C
Gemiddelde fasiliteitskrag ≤ 900 kW tydens die versoek
Gemiddelde IT-las ≥ 720 kW oor die scenario
Vlak 3 · Netwerkonderbreking, kragopwekker begin nie
Die netwerk val uit. Die kragopwekker moet binne tien sekondes oorneem — hierdie keer doen dit nie. Bedieners is op UPS-batterye met ongeveer tien minute se energie, en die koelers is af.
Geen IT-onderbreking
Battery nooit onder 72 %
Inlaat nooit bo 25 °C
Grondslag — die model agter die syfers
Elke verband wat die simuleerder gebruik, met sy bron. Konstantes gemerk as aannames is illustratiewe kalibrasies.
Lugnodus-energiebalans: bedieners verhit die lug, verkoelspoele skuif hitte na die verkoelwater.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Aanname: kapasitansies, spoelgeleiding, koelergrootte en batterye-energie is illustratiewe waardes vir 'n 1 MW-saal.
Waternodus-energiebalans: die lus se termiese massa buffer die gaping tussen hitte-las en koelerkapasiteit.
Koelerdoeltreffendheid as 'n vaste breukdeel van die Carnot-limiet — dit daal namate die buitelug warmer word. Die verdampertemperatuur volg die werklike temperatuur van die verkoelwaterlus (2 K daaronder), nie die instelpunt nie, so 'n lus wat ná 'n uitskakeling warmer word, verhoog die COP kortstondig.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Aanname: kapasitansies, spoelgeleiding, koelergrootte en batterye-energie is illustratiewe waardes vir 'n 1 MW-saal.
Kragbenuttingsdoeltreffendheid: totale fasiliteitskrag gedeel deur IT-krag (1.0 is die ideaal).
UPS-batterye-energie word uitgeput deur die beskermde las totdat die kragopwekker oorneem.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Aanname: kapasitansies, spoelgeleiding, koelergrootte en batterye-energie is illustratiewe waardes vir 'n 1 MW-saal.
Ná enige kragoorskakeling stop die koelers en moet herbegin.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Emissies vanaf die koolstofintensiteit van netwerkelektrisiteit, of vanaf diesel wanneer die kragopwekker loop.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Ander bedryfskonstantes wat deur die model gebruik word.
chillers 3 × 450 kW, derate 2.5 %/K above 35 °C · adiabatic effectiveness 70 % · loop P-gain 150 kW/K · IT shutdown at 40 °C inlet · manual generator start 3 min · chiller trip reset accepted 15 min after the trip · battery 150 kWh (≈10 min at full load), recharge 10 %/h · UPS η 95 %Aanname: kapasitansies, spoelgeleiding, koelergrootte en batterye-energie is illustratiewe waardes vir 'n 1 MW-saal.
Lukraakheid: 'n gesaaide mulberry32-genereerder; verdelings gebruik — uniform, eksponensieel (inverse CDF), normaal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Die saad word gewys en kan gedeel word.