🔋 डेटा सेंटर ऊर्जा लाइव मॉडल

आधार — आँकड़ों के पीछे का मॉडल

सिमुलेटर द्वारा प्रयुक्त हर संबंध, उसके स्रोत के साथ। मान्यता के रूप में चिह्नित स्थिरांक उदाहरणात्मक अंशांकन हैं।

एयर नोड का ऊर्जा संतुलन: सर्वर हवा को गर्म करते हैं, कूलिंग कॉइल गर्मी को चिल्ड वॉटर में पहुँचाते हैं।

C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]मान्यता: धारिताएँ, कॉइल चालकता, चिलर का आकार और बैटरी ऊर्जा 1 MW हॉल के लिए उदाहरणात्मक मान हैं।

जल नोड का ऊर्जा संतुलन: लूप का तापीय द्रव्यमान ऊष्मा लोड और चिलर क्षमता के अंतर को बफ़र करता है।

C_w · dT_chw/dt = Q_CRAH − Q_chillers − Q_econ, C_w = 20 m³ × 4186 J/(kg·K)[4]

चिलर की दक्षता कार्नो सीमा के एक निश्चित अंश के रूप में — बाहर की हवा गर्म होने पर यह घटती है। इवेपोरेटर का तापमान सेटपॉइंट के बजाय चिल्ड-वॉटर लूप के वास्तविक तापमान (उससे 2 K नीचे) का पालन करता है, इसलिए ट्रिप के बाद गर्म होता लूप COP को थोड़ी देर के लिए बढ़ा देता है।

COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]मान्यता: धारिताएँ, कॉइल चालकता, चिलर का आकार और बैटरी ऊर्जा 1 MW हॉल के लिए उदाहरणात्मक मान हैं।

पावर यूसेज इफ़ेक्टिवनेस: कुल सुविधा बिजली को IT बिजली से भाग दें (1.0 आदर्श है)।

PUE = P_facility / P_IT[1][12][8]

वॉटर यूसेज इफ़ेक्टिवनेस; कंडेंसर की हवा को ठंडा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा से वाष्पित हुआ पानी।

WUE = water (L) / IT energy (kWh); evaporation = m_air · c_p · ΔT / h_fg[2][7]

सर्वर इनलेट हवा के लिए ASHRAE तापीय सीमा।

recommended 18–27 °C · A1 allowable 15–32 °C[3]

जनरेटर के संभालने तक UPS बैटरी की ऊर्जा संरक्षित लोड के साथ घटती जाती है।

E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]मान्यता: धारिताएँ, कॉइल चालकता, चिलर का आकार और बैटरी ऊर्जा 1 MW हॉल के लिए उदाहरणात्मक मान हैं।

किसी भी बिजली स्थानांतरण के बाद चिलर बंद हो जाते हैं और उन्हें फिर से शुरू करना पड़ता है।

chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]

ग्रिड बिजली की तीव्रता से, या जनरेटर चलने पर डीज़ल से, उत्सर्जन।

CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]

मॉडल द्वारा प्रयुक्त अन्य संचालन स्थिरांक।

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 %मान्यता: धारिताएँ, कॉइल चालकता, चिलर का आकार और बैटरी ऊर्जा 1 MW हॉल के लिए उदाहरणात्मक मान हैं।

यादृच्छिकता: सीड वाला mulberry32 जनरेटर; प्रयुक्त बंटन — समान, घातांकीय (प्रतिलोम CDF), सामान्य (Box–Muller), प्वासों (Knuth)। सीड दिखाया जाता है और साझा किया जा सकता है।

स्रोत

1. ISO/IEC 30134-2:2016 Data centres — Key performance indicators — Part 2: Power usage effectiveness (PUE) — ISO/IEC, 2016
2. ISO/IEC 30134-9:2022 Data centres key performance indicators — Part 9: Water usage effectiveness (WUE) — ISO/IEC, 2022
3. ASHRAE TC 9.9 — Thermal Guidelines for Data Processing Environments (recommended inlet 18–27 °C; class A1 allowable 15–32 °C) — ASHRAE, 2021
4. F. P. Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: lumped capacitance, Q = UA·ΔT — Wiley, 2011
5. Y. A. Çengel, M. A. Boles — Thermodynamics: An Engineering Approach — Carnot COP of refrigerators, COP = T_L/(T_H − T_L) — McGraw-Hill, 2019
6. NFPA 110 — Standard for Emergency and Standby Power Systems (Type 10: power restored within 10 s) — NFPA
7. IAPWS — enthalpy of vaporization of water (≈2442 kJ/kg at 25 °C, 2257 kJ/kg at 100 °C) — IAPWS / NIST Chemistry WebBook
8. Directive (EU) 2023/1791 (Energy Efficiency Directive) Art. 12 and Commission Delegated Regulation (EU) 2024/1364 — data-centre reporting — EUR-Lex, 2023–2024
9. Ember — Global Electricity Review 2025: world average grid carbon intensity 473 gCO₂/kWh (2024) — Ember, 2025
10. IPCC AR5 WG3 Annex III — life-cycle emissions of electricity supply technologies (median gCO₂eq/kWh) — IPCC, 2014
11. Schneider Electric (APC) White Paper 179 — Data Center Temperature Rise During a Cooling System Outage — Schneider Electric
12. Uptime Institute Global Data Center Survey 2025 — average annual PUE 1.54 — Uptime Institute, 2025
13. U.S. EPA — Greenhouse Gas Emissions from a Typical Passenger Vehicle: 10,180 g CO₂ per gallon of diesel (≈2.69 kg/L) — U.S. EPA