Olet 1 MW:n konesalin kiinteistöinsinööri: jäähdytyskoneet, jäähdytysvesikierto, UPS-akut ja varavoimageneraattori. Lämpö virtaa palvelimista ilmaan, veteen ja ulos — ja jokainen jäähdytykseen käyttämäsi watti näkyy PUE-arvossa.
Mitä opit
Miten lämpö liikkuu laitoksessa ja miksi jäähdytysvesikierto ostaa sinulle minuutteja kriisissä.
Miksi jäähdytyskoneiden hyötysuhde heikkenee kuumina päivinä (Carnot’n COP) ja mitä PUE ja WUE todella mittaavat.
Miten UPS-akut ja generaattorit ottavat vastuun toisiltaan sähkökatkon aikana.
Jäähdytyskone nro 1…n. Juuri käynnistetty jäähdytyskone tarvitsee 5 min ennen kuin se jäähdyttää.
Lämpimämpi vesi = parempi jäähdytyskoneen hyötysuhde, mutta lämpimämmät palvelinten tuloilmat.
Myöhemmäksi siirretyt eräajot: nyt vähemmän lämpöä ja tehoa.
Käyttää kylmää ulkoilmaa kuivajäähdyttimen kautta, kun on riittävän kylmä.
Haihduttaa vettä lauhduttimen ilman jäähdyttämiseksi: parempi hyötysuhde, mutta vedenkulutusta.
Tarvitaan vain, jos automaattinen käynnistys epäonnistuu. Kestää 3 min.
Kuittaa jäähdytyskoneen turvalaukaisun, kun vika on tarkistettu; hyväksytään aikaisintaan 15 min laukeamisen jälkeen.
Mittarit
Palvelimen tuloilman lämpötila
22,4°C
normaali
PUE
1,34
normaali
Laitoksen teho
1076kW
UPS-akku
100%
normaali
Jäähdytysveden lämpötila
14,0 °C
Jäähdytyskoneen COP
5,1
IT-kuorma
803 kW
Käynnissä olevat jäähdytyskoneet
2
Käytettävissä olevat jäähdytyskoneet (ei lauenneet)
3
Lauenneet jäähdytyskoneet (lukittu)
0
Laukeaman kuittaus mahdollista
0 min
WUE
0,00 L/kWh
CO₂-päästöt
484 kg/h
Trendi
Kriisiskenaariot
Taso 1 · Jäähdytyskone laukeaa huippukuormalla
Kuuma iltapäivä, ulkona 32 °C. IT ottaa 850 kW kolmesta jäähdytyskoneesta kahdella, ja jäähdytysvesi kiertää energian säästämiseksi 16 °C:sena — jolloin palvelinten tuloilma on vain noin 2 K ASHRAEn suositusrajan alapuolella. Yksi jäähdytyskone on aikeissa laueta. Pidä tuloilmat suositellulla alueella, pidä IT-työ käynnissä ja palauta laitos täyteen varmennukseen.
Tuloilma ei koskaan yli 27 °C
Tuloilma ≤ 25 °C lopussa (palannut normaaliksi)
Keskimääräinen IT-kuorma ≥ 750 kW (älä vain sammuta palvelimia)
Kaikki kolme jäähdytyskonetta taas käytettävissä lopussa (lauennut kone kuitattu)
Taso 2 · Helleaalto ja kysyntäjoustopyyntö
Ulkolämpötila nousee 30 °C:sta 42 °C:seen. Jäähdytyskoneet menettävät kapasiteettia ja hyötysuhdetta. Sitten verkkoyhtiö antaa kysyntäjoustopyynnön: pidä tämän laitoksen teho alle 900 kW puolen tunnin ajan.
Tuloilma ei koskaan yli 27 °C
Laitoksen keskimääräinen teho ≤ 900 kW pyynnön aikana
Keskimääräinen IT-kuorma ≥ 720 kW koko skenaarion ajan
Taso 3 · Verkkokatko, generaattori ei käynnisty
Verkko katkeaa. Generaattorin pitäisi ottaa kuorma kymmenessä sekunnissa — tällä kertaa se ei ota. Palvelimet ovat UPS-akuilla, joissa on energiaa noin kymmeneksi minuutiksi, ja jäähdytyskoneet ovat sammuneet.
Ei IT-katkosta
Akku ei koskaan alle 72 %
Tuloilma ei koskaan yli 25 °C
Perusta — lukujen takana oleva malli
Kaikki simulaattorin käyttämät yhteydet lähteineen. Oletuksiksi merkityt vakiot ovat havainnollistavia kalibrointeja.
Jäähdytyskoneen hyötysuhde kiinteänä osuutena Carnot’n rajasta — se laskee ulkoilman lämmetessä. Höyrystimen lämpötila seuraa jäähdytysvesikierron todellista lämpötilaa (2 K sen alapuolella), ei asetusarvoa, joten laukeamisen jälkeen lämpenevä kierto nostaa COP:tä hetkellisesti.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Oletus: lämpökapasiteetit, patterin lämmönjohtavuus, jäähdytyskoneen koko ja akun energia ovat havainnollistavia arvoja 1 MW:n salille.
Power usage effectiveness: laitoksen kokonaisteho jaettuna IT-teholla (1,0 on ihanne).
UPS-akun energia kuluu suojatulla kuormalla, kunnes generaattori ottaa vastuun.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Oletus: lämpökapasiteetit, patterin lämmönjohtavuus, jäähdytyskoneen koko ja akun energia ovat havainnollistavia arvoja 1 MW:n salille.
Jokaisen sähkönsyötön vaihdon jälkeen jäähdytyskoneet pysähtyvät ja niiden on käynnistyttävä uudelleen.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Päästöt sähköverkon hiili-intensiteetistä tai dieselistä, kun generaattori käy.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Muut mallin käyttämät käyttövakiot.
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 %Oletus: lämpökapasiteetit, patterin lämmönjohtavuus, jäähdytyskoneen koko ja akun energia ovat havainnollistavia arvoja 1 MW:n salille.
Satunnaisuus: siemenellä alustettu mulberry32-generaattori; käytetyt jakaumat — tasainen, eksponentiaalinen (käänteinen kertymäfunktio), normaali (Box–Muller), Poisson (Knuth). Siemen näytetään ja se on jaettavissa.