Jo binne de fasiliteitsyngenieur fan in datahal fan 1 MW: chillers, in keldwetterlus, UPS-batterijen en in reservegenerator. Waarmte streamt fan servers nei lucht nei wetter nei bûten — en elke watt dy't jo oan koeling útjouwe, komt werom yn de PUE.
Wat jo leare sille
Hoe waarmte troch in fasiliteit beweecht, en wêrom de keldwetterlus jo minuten wint yn in krisis.
Wêrom chillers op hjitte dagen minder effisjint wurde (Carnot-COP) en wat PUE en WUE wirklik mjitte.
Hoe UPS-batterijen en generators oernimme by in netútfal.
Simulator
Tiid 0 min
Ynlaat < 24 °C
Ynlaat ≥ 27 °C
Ynlaat ≥ 32 °C
◎Chiller yn wurking
⟳Chiller start op (5 min)
✕Chiller útfallen (fêstset oant reset)
Regelers
Chiller #1…#n. In nij starte chiller hat 5 min nedich foardat er koelt.
Waarmer wetter = bettere chiller-effisjinsje, mar waarmere serverynlaten.
Batchtaken nei letter útsteld: no minder waarmte en fermogen.
Brûkt kâlde bûtenlucht troch in droege koeler as it kâld genôch is.
Ferdampet wetter om de kondensorlucht te koeljen: bettere effisjinsje, mar wetterferbrûk.
Allinnich nedich as de automatyske start mislearret. Duorret 3 min.
Hellet de feilichheidsútskeakeling fan in chiller op as de steuring kontrolearre is; mooglik fan 15 min nei de útfal ôf.
Yndikatoaren
Ynlaattemperatuer servers
22,4°C
normaal
PUE
1,34
normaal
Fermogen fasiliteit
1076kW
UPS-batterij
100%
normaal
Keldwettertemperatuer
14,0 °C
Chiller-COP
5,1
IT-belêsting
803 kW
Chillers yn wurking
2
Beskikbere chillers (net útfallen)
3
Útfallen chillers (fêstset)
0
Reset nei útfal mooglik oer
0 min
WUE
0,00 L/kWh
CO₂-útstjit
484 kg/h
Trend
Krisissenario's
Nivo 1 · Chiller falt út op de piek
In hjitte middei, 32 °C bûten. IT lûkt 850 kW op twa fan de trije chillers, en it keldwetter rint op 16 °C om enerzjy te besparjen — wêrtroch de serverynlaten mar sa’n 2 K ûnder de troch ASHRAE oanrekommandearre grins sitte. Ien chiller stiet op it punt út te fallen. Hâld de ynlaten binnen it oanrekommandearre berik, hâld it IT-wurk oan de gong en bring de ynstallaasje werom nei folsleine redundânsje.
Ynlaat nea boppe 27 °C
Ynlaat ≤ 25 °C oan it ein (wer normaal)
Gemiddelde IT-belêsting ≥ 750 kW (set servers net gewoan út)
Alle trije chillers oan it ein wer beskikber (útfallen ienheid weromset)
Nivo 2 · Hjittegolf en in demand-response-oprop
De bûtentemperatuer rint op fan 30 °C nei 42 °C. Chillers ferlieze kapasiteit en effisjinsje. Dan docht de netbehearder in demand-response-fersyk: hâld it fasiliteitsfermogen fan dizze lokaasje in heal oere ûnder 900 kW.
Ynlaat nea boppe 27 °C
Gemiddeld fasiliteitsfermogen ≤ 900 kW tidens it fersyk
Gemiddelde IT-belêsting ≥ 720 kW oer it senario
Nivo 3 · Netútfal, generator start net
It net falt út. De generator moat binnen tsien sekonden oernimme — dizze kear docht er dat net. Servers hingje oan UPS-batterijen mei sa'n tsien minuten enerzjy, en de chillers steane út.
Gjin IT-útfal
Batterij nea ûnder 72 %
Ynlaat nea boppe 25 °C
Basis — it model efter de sifers
Elke relaasje dy't de simulator brûkt, mei de boarne. Konstanten dy't as oanname markearre binne, binne yllustrative kalibraasjes.
Enerzjybalâns fan it luchtknooppunt: servers ferwaarmje de lucht, koelspiralen bringe waarmte yn it keldwetter.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Oanname: kapasitânsjes, spiraalgelieding, chillergrutte en batterij-enerzjy binne yllustrative wearden foar in hal fan 1 MW.
Enerzjybalâns fan it wetterknooppunt: de termyske massa fan de lus bufferet it ferskil tusken waarmtebelêsting en chillerkapasiteit.
Chiller-effisjinsje as fêste fraksje fan de Carnot-limyt — se nimt ôf as de bûtenlucht hjitter wurdt. De ferdampertemperatuer folget de wurklike temperatuer fan de keldwetterlus (2 K derûnder), net de ynstelwearde, dus in lus dy’t nei in útfal waarmer wurdt, ferheget de COP efkes.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Oanname: kapasitânsjes, spiraalgelieding, chillergrutte en batterij-enerzjy binne yllustrative wearden foar in hal fan 1 MW.
Power usage effectiveness: totaal fermogen fan de fasiliteit dield troch it IT-fermogen (1,0 is it ideaal).
De UPS-batterij rint leech mei de beskerme belêsting oant de generator oernimt.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Oanname: kapasitânsjes, spiraalgelieding, chillergrutte en batterij-enerzjy binne yllustrative wearden foar in hal fan 1 MW.
Nei elke stroomoerdracht stopje de chillers en moatte se opnij starte.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Útstjit út de yntensiteit fan netstroom, of út diesel as de generator draait.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Oare wurkkonstanten dy't it model brûkt.
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 %Oanname: kapasitânsjes, spiraalgelieding, chillergrutte en batterij-enerzjy binne yllustrative wearden foar in hal fan 1 MW.
Willekeur: in seeded mulberry32-generator; brûkte ferdielingen — unifoarm, eksponinsjeel (omkearde CDF), normaal (Box–Muller), Poisson (Knuth). It seed wurdt toand en is te dielen.