Ön egy 1 MW-os adatterem létesítménymérnöke: hűtőgépek, hűtöttvíz-kör, UPS-akkumulátorok és egy készenléti generátor. A hő a szerverekből a levegőbe, onnan a vízbe, majd a szabadba áramlik — és minden hűtésre költött watt megjelenik a PUE-ben.
Mit fog megtanulni
Hogyan mozog a hő egy létesítményben, és miért ad percekkel több időt a hűtöttvíz-kör egy válság során.
Miért romlik a hűtőgépek hatásfoka meleg napokon (Carnot-COP), és mit mér valójában a PUE és a WUE.
Hogyan adják át egymásnak a terhelést az UPS-akkumulátorok és a generátorok hálózati kiesés esetén.
Szimulátor
Idő: 0 min
Bemenet < 24 °C
Bemenet ≥ 27 °C
Bemenet ≥ 32 °C
◎Hűtőgép működik
⟳Hűtőgép indul (5 min)
✕Hűtőgép leoldott (nyugtázásig reteszelve)
Vezérlők
Chiller #1…#n. Az újonnan indított hűtőgépnek 5 percre van szüksége, mielőtt hűt.
Melegebb víz = jobb hűtőgép-hatásfok, de melegebb szerverbemenetek.
Későbbre halasztott kötegelt feladatok: most kevesebb hő és áram.
Hideg kinti levegőt használ szárazhűtőn át, ha elég hideg van.
Vizet párologtat a kondenzátor levegőjének hűtésére: jobb hatásfok, de vízfelhasználás.
Csak akkor kell, ha az automatikus indítás meghiúsul. 3 percig tart.
A hiba ellenőrzése után törli a hűtőgép védelmi leoldását; a leoldás után 15 perctől fogadja el a rendszer.
Mutatók
Szerver-bemeneti hőmérséklet
22,4°C
normális
PUE
1,34
normális
Létesítményi teljesítmény
1076kW
UPS-akkumulátor
100%
normális
Hűtött víz hőmérséklete
14,0 °C
Hűtőgép COP
5,1
IT-terhelés
803 kW
Működő hűtőgépek
2
Rendelkezésre álló hűtőgépek (nem leoldott)
3
Leoldott hűtőgépek (reteszelve)
0
Leoldás nyugtázásáig hátralévő idő
0 min
WUE
0,00 L/kWh
CO₂-kibocsátás
484 kg/h
Trend
Válsághelyzeti forgatókönyvek
1. szint · Hűtőgép-leoldás csúcsterhelésnél
Meleg délután, kint 32 °C. Az IT 850 kW-ot vesz fel a három hűtőgépből kettőn, a hűtött víz pedig energiatakarékosságból 16 °C-on fut — így a szerverbemenetek csak kb. 2 K-nel vannak az ASHRAE ajánlott felső határa alatt. Az egyik hűtőgép mindjárt leold. Tartsa a bemeneteket az ajánlott tartományon belül, tartsa futásban az IT-munkát, és állítsa vissza a gépészet teljes redundanciáját.
A bemenet soha nem haladja meg a 27 °C-ot
Bemenet ≤ 25 °C a végén (visszatérés a normálishoz)
Átlagos IT-terhelés ≥ 750 kW (ne csak kapcsolja ki a szervereket)
A végén mindhárom hűtőgép ismét rendelkezésre áll (a leoldott egység visszaállítva)
2. szint · Hőhullám és keresletkezelési felhívás
A kinti hőmérséklet 30 °C-ról 42 °C-ra emelkedik. A hűtőgépek elveszítik kapacitásukat és hatásfokukat. Ezután a hálózatüzemeltető keresletkezelési kérést ad ki: tartsa a telephely létesítményi teljesítményét 900 kW alatt fél órán át.
A bemenet soha nem haladja meg a 27 °C-ot
Átlagos létesítményi teljesítmény ≤ 900 kW a kérés alatt
Átlagos IT-terhelés ≥ 720 kW a forgatókönyv során
3. szint · Hálózati kiesés, a generátor nem indul
A hálózat kiesik. A generátornak tíz másodpercen belül át kellene vennie — ezúttal nem teszi. A szerverek UPS-akkumulátoron futnak, nagyjából tíz percnyi energiával, a hűtőgépek pedig sötétek.
Nincs IT-kiesés
Az akkumulátor soha nem esik 72 % alá
A bemenet soha nem haladja meg a 25 °C-ot
Alap — a számok mögötti modell
A szimulátor által használt minden összefüggés a forrásával. A feltevésként jelölt állandók szemléltető kalibrációk.
A levegőcsomópont energiamérlege: a szerverek melegítik a levegőt, a hűtőtekercsek a hőt a hűtött vízbe viszik.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Feltevés: a hőkapacitások, a tekercs vezetése, a hűtőgép mérete és az akkumulátor energiája szemléltető értékek egy 1 MW-os teremhez.
A víz csomópont energiamérlege: a kör hőtömege tompítja a hőterhelés és a hűtőgép kapacitása közötti különbséget.
A hűtőgép hatásfoka a Carnot-határ rögzített hányadaként — a kinti levegő melegedésével csökken. Az elpárologtató hőmérséklete a tényleges hűtöttvíz-kör hőmérsékletét követi (2 K-nel alatta), nem az alapjelet, így egy leoldás után felmelegedő kör rövid időre megemeli a COP-t.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Feltevés: a hőkapacitások, a tekercs vezetése, a hűtőgép mérete és az akkumulátor energiája szemléltető értékek egy 1 MW-os teremhez.
Power usage effectiveness: az összes létesítményi teljesítmény osztva az IT-teljesítménnyel (az ideális érték 1,0).
Az UPS-akkumulátor energiája a védett terheléssel csökken, amíg a generátor át nem veszi.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Feltevés: a hőkapacitások, a tekercs vezetése, a hűtőgép mérete és az akkumulátor energiája szemléltető értékek egy 1 MW-os teremhez.
Bármilyen áramátkapcsolás után a hűtőgépek leállnak, és újra kell indulniuk.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Kibocsátás a hálózati áram szén-dioxid-intenzitásából, vagy dízelből, amikor a generátor üzemel.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
A modell által használt egyéb üzemi állandók.
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 %Feltevés: a hőkapacitások, a tekercs vezetése, a hűtőgép mérete és az akkumulátor energiája szemléltető értékek egy 1 MW-os teremhez.
Véletlenszerűség: magolt mulberry32 generátor; a használt eloszlások — egyenletes, exponenciális (inverz CDF), normális (Box–Muller), Poisson (Knuth). A mag látható és megosztható.