🔋 Տվյալների կենտրոնի էներգիա Կենդանի մոդել

Հիմք — թվերի հետևում գտնվող մոդելը

Սիմուլյատորի օգտագործած յուրաքանչյուր առնչություն՝ իր աղբյուրով։ Ենթադրություն նշված հաստատուններ պատկերավոր չափաբերումներ են։

Օդի հանգույցի էներգիական հաշվեկշիռ՝ սերվերները տաքացնում են օդը, հովացման կծիկները ջերմությունը տեղափոխում են սառեցված ջրին։

C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Ենթադրություն՝ ջերմունակությունները, կծիկի հաղորդականությունը, չիլլերի չափը և մարտկոցի էներգիան 1 MW դահլիճի համար պատկերավոր արժեքներ են։

Ջրի հանգույցի էներգիական հաշվեկշիռ՝ օղակի ջերմային զանգվածը մեղմացնում է ջերմային բեռի և չիլլերի հզորության միջև ճեղքը։

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

Չիլլերի արդյունավետությունը որպես Կառնոյի սահմանի հաստատուն մաս՝ դրսի օդի տաքանալուն զուգընթաց նվազում է։ Գոլորշիացուցիչի ջերմաստիճանը հետևում է սառեցված ջրի օղակի իրական ջերմաստիճանին (դրանից 2 K ցածր), ոչ թե կարգավորվող կետին, ուստի անջատումից հետո տաքացող օղակը կարճ ժամանակով բարձրացնում է COP-ն։

COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Ենթադրություն՝ ջերմունակությունները, կծիկի հաղորդականությունը, չիլլերի չափը և մարտկոցի էներգիան 1 MW դահլիճի համար պատկերավոր արժեքներ են։

Էներգիայի օգտագործման արդյունավետություն՝ օբյեկտի ընդհանուր հզորությունը բաժանած IT հզորության վրա (1.0-ն իդեալականն է)։

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

Ջրի օգտագործման արդյունավետություն՝ գոլորշիացած ջուրը՝ կոնդենսատորի օդը հովացնելու համար անհրաժեշտ էներգիայից։

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

ASHRAE ջերմային շրջանակ սերվերի մուտքի օդի համար։

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

UPS մարտկոցի էներգիան սպառվում է պաշտպանված բեռի հետևանքով, մինչև գեներատորը ստանձնի։

E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Ենթադրություն՝ ջերմունակությունները, կծիկի հաղորդականությունը, չիլլերի չափը և մարտկոցի էներգիան 1 MW դահլիճի համար պատկերավոր արժեքներ են։

Ցանկացած էներգաանցումից հետո չիլլերները կանգ են առնում և պետք է վերագործարկվեն։

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

Արտանետումները ցանցի էլեկտրաէներգիայի ինտենսիվությունից, կամ դիզելից՝ գեներատորի աշխատանքի ժամանակ։

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

Մոդելի կողմից օգտագործվող այլ շահագործման հաստատուններ։

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 %Ենթադրություն՝ ջերմունակությունները, կծիկի հաղորդականությունը, չիլլերի չափը և մարտկոցի էներգիան 1 MW դահլիճի համար պատկերավոր արժեքներ են։

Պատահականություն՝ սերմով mulberry32 գեներատոր, օգտագործվող բաշխումներ՝ հավասարաչափ, էքսպոնենցիալ (հակադարձ CDF), նորմալ (Box–Muller), Պուասոն (Knuth)։ Սերմը ցուցադրվում է և կարող է կիսվել։

Աղբյուրներ

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