Du er facilitetsingeniør for en 1 MW datahal: kølemaskiner, et kølevandskredsløb, UPS-batterier og en nødgenerator. Varmen strømmer fra serverne til luften, til vandet og ud i det fri — og hver watt, du bruger på køling, kan aflæses i PUE.
Det lærer du
Hvordan varme bevæger sig gennem en facilitet, og hvorfor kølevandskredsløbet giver dig minutter i en krise.
Hvorfor kølemaskiner bliver mindre effektive på varme dage (Carnot-COP), og hvad PUE og WUE egentlig måler.
Hvordan UPS-batterier og generatorer overtager efter hinanden under et strømsvigt.
Simulator
Tid 0 min
Indtag < 24 °C
Indtag ≥ 27 °C
Indtag ≥ 32 °C
◎Kølemaskine i drift
⟳Kølemaskine starter (5 min)
✕Kølemaskine udløst (låst indtil nulstilling)
Betjening
Kølemaskine nr. 1…n. En nystartet kølemaskine skal bruge 5 min, før den køler.
Varmere vand = bedre effektivitet i kølemaskinen, men varmere luftindtag til serverne.
Batchjobs udskudt til senere: mindre varme og strøm nu.
Bruger kold udeluft gennem en tørkøler, når det er koldt nok.
Fordamper vand for at køle kondensatorluften: bedre effektivitet, men vandforbrug.
Kun nødvendigt, hvis den automatiske start svigter. Tager 3 min.
Kvitterer en sikkerhedsudløsning af kølemaskinen, når fejlen er kontrolleret; accepteres fra 15 min efter udløsningen.
Indikatorer
Serverindtagstemperatur
22,4°C
normal
PUE
1,34
normal
Anlæggets effekt
1076kW
UPS-batteri
100%
normal
Kølevandstemperatur
14,0 °C
Kølemaskinens COP
5,1
IT-last
803 kW
Kølemaskiner i drift
2
Tilgængelige kølemaskiner (ikke udløst)
3
Udløste kølemaskiner (låst)
0
Nulstilling af udløsning mulig om
0 min
WUE
0,00 L/kWh
CO₂-emissioner
484 kg/h
Tendens
Krisescenarier
Niveau 1 · Kølemaskine falder ud i spidsbelastning
En varm eftermiddag, 32 °C udenfor. IT trækker 850 kW på to af tre kølemaskiner, og kølevandet kører på 16 °C for at spare energi — hvilket kun efterlader serverindtagene omkring 2 K under ASHRAE’s anbefalede grænse. En kølemaskine er ved at falde ud. Hold indtagene inden for det anbefalede område, hold IT-arbejdet kørende, og bring anlægget tilbage til fuld redundans.
Indtag aldrig over 27 °C
Indtag ≤ 25 °C til sidst (tilbage til normal)
Gennemsnitlig IT-last ≥ 750 kW (undlad blot at slukke serverne)
Alle tre kølemaskiner tilgængelige igen til sidst (udløst enhed nulstillet)
Niveau 2 · Hedebølge og anmodning om efterspørgselsrespons
Udetemperaturen stiger fra 30 °C til 42 °C. Kølemaskinerne mister kapacitet og effektivitet. Så sender netoperatøren en anmodning om efterspørgselsrespons: hold dette anlægs effekt under 900 kW i en halv time.
Indtag aldrig over 27 °C
Gennemsnitlig anlægseffekt ≤ 900 kW under anmodningen
Gennemsnitlig IT-last ≥ 720 kW over hele scenariet
Niveau 3 · Netudfald, generatoren starter ikke
Nettet falder ud. Generatoren skulle overtage inden for ti sekunder — denne gang gør den ikke. Serverne kører på UPS-batterier med omkring ti minutters energi, og kølemaskinerne er slukket.
Intet IT-udfald
Batteri aldrig under 72 %
Indtag aldrig over 25 °C
Grundlag — modellen bag tallene
Alle sammenhænge, simulatoren bruger, med deres kilde. Konstanter markeret som antagelser er illustrative kalibreringer.
Energibalance for luftknuden: serverne opvarmer luften, kølebatterierne flytter varmen over i kølevandet.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Antagelse: kapacitanser, kølebatteriets varmeledning, kølemaskinens størrelse og batteriets energi er illustrative værdier for en 1 MW-hal.
Energibalance for vandknuden: kredsløbets termiske masse udjævner forskellen mellem varmelast og kølemaskinens kapacitet.
Kølemaskinens effektivitet som en fast andel af Carnot-grænsen — den falder, når udeluften bliver varmere. Fordampertemperaturen følger kølevandskredsløbets faktiske temperatur (2 K under den), ikke setpunktet, så et kredsløb, der bliver varmere efter en udløsning, hæver kortvarigt COP.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Antagelse: kapacitanser, kølebatteriets varmeledning, kølemaskinens størrelse og batteriets energi er illustrative værdier for en 1 MW-hal.
Power usage effectiveness: anlæggets samlede effekt i forhold til IT-effekten (1,0 er idealet).
UPS-batteriets energi tømmes med den beskyttede last, indtil generatoren overtager.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Antagelse: kapacitanser, kølebatteriets varmeledning, kølemaskinens størrelse og batteriets energi er illustrative værdier for en 1 MW-hal.
Efter enhver omskiftning af strømforsyningen stopper kølemaskinerne og skal genstartes.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Emissioner ud fra elnettets elintensitet eller fra diesel, når generatoren kører.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Andre driftskonstanter, som modellen bruger.
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 %Antagelse: kapacitanser, kølebatteriets varmeledning, kølemaskinens størrelse og batteriets energi er illustrative værdier for en 1 MW-hal.
Tilfældighed: en seedet mulberry32-generator; anvendte fordelinger — uniform, eksponentiel (invers CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seed vises og kan deles.