Anda adalah insinyur fasilitas ruang data 1 MW: chiller, loop air dingin, baterai UPS, dan generator siaga. Panas mengalir dari server ke udara, ke air, lalu ke luar ruangan — dan setiap watt yang Anda pakai untuk pendinginan tampak pada PUE.
Apa yang akan Anda pelajari
Bagaimana panas bergerak di dalam fasilitas, dan mengapa loop air dingin memberi Anda beberapa menit saat krisis.
Mengapa chiller kurang efisien pada hari panas (COP Carnot) dan apa yang sebenarnya diukur PUE dan WUE.
Bagaimana baterai UPS dan generator bergantian saat listrik jaringan padam.
Simulator
Waktu 0 mnt
Inlet < 24 °C
Inlet ≥ 27 °C
Inlet ≥ 32 °C
◎Chiller menyala
⟳Chiller mulai menyala (5 mnt)
✕Chiller trip (terkunci sampai di-reset)
Kontrol
Chiller #1…#n. Chiller yang baru dinyalakan butuh 5 menit sebelum mendinginkan.
Air lebih hangat = efisiensi chiller lebih baik, tetapi inlet server lebih hangat.
Pekerjaan batch ditunda ke nanti: panas dan daya berkurang sekarang.
Memakai udara luar yang dingin melalui dry cooler saat cukup dingin.
Menguapkan air untuk mendinginkan udara kondensor: efisiensi lebih baik, tetapi memakai air.
Hanya perlu jika penyalaan otomatis gagal. Butuh 3 menit.
Menghapus trip pengaman chiller setelah gangguannya diperiksa; diterima mulai 15 mnt setelah trip.
Indikator
Suhu inlet server
22,4°C
normal
PUE
1,34
normal
Daya fasilitas
1076kW
Baterai UPS
100%
normal
Suhu air dingin
14,0 °C
COP chiller
5,1
Beban IT
803 kW
Chiller menyala
2
Chiller tersedia (tidak trip)
3
Chiller trip (terkunci)
0
Reset trip bisa dalam
0 min
WUE
0,00 L/kWh
Emisi CO₂
484 kg/h
Tren
Skenario krisis
Level 1 · Chiller trip saat beban puncak
Sore yang panas, 32 °C di luar. IT menarik 850 kW dengan dua dari tiga chiller, dan air dingin dijalankan pada 16 °C untuk menghemat energi — sehingga inlet server hanya sekitar 2 K di bawah batas rekomendasi ASHRAE. Satu chiller hampir trip. Jaga inlet tetap dalam rentang rekomendasi, jaga pekerjaan IT tetap berjalan, dan kembalikan sistem ke redundansi penuh.
Inlet tidak pernah di atas 27 °C
Inlet ≤ 25 °C di akhir (kembali normal)
Rata-rata beban IT ≥ 750 kW (jangan sekadar mematikan server)
Ketiga chiller kembali tersedia di akhir (unit yang trip sudah di-reset)
Level 2 · Gelombang panas dan panggilan demand response
Suhu luar naik dari 30 °C ke 42 °C. Chiller kehilangan kapasitas dan efisiensi. Lalu operator jaringan mengeluarkan permintaan demand response: jaga daya fasilitas situs ini di bawah 900 kW selama setengah jam.
Inlet tidak pernah di atas 27 °C
Rata-rata daya fasilitas ≤ 900 kW selama permintaan
Rata-rata beban IT ≥ 720 kW sepanjang skenario
Level 3 · Jaringan padam, generator gagal menyala
Jaringan listrik putus. Generator seharusnya mengambil alih dalam sepuluh detik — kali ini tidak. Server berjalan dengan baterai UPS dengan energi sekitar sepuluh menit, dan chiller mati.
Tidak ada pemadaman IT
Baterai tidak pernah di bawah 72 %
Inlet tidak pernah di atas 25 °C
Dasar — model di balik angka
Setiap hubungan yang dipakai simulator, beserta sumbernya. Konstanta yang ditandai sebagai asumsi adalah kalibrasi ilustratif.
Neraca energi simpul udara: server memanaskan udara, koil pendingin memindahkan panas ke air dingin.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Asumsi: kapasitansi, konduktansi koil, ukuran chiller, dan energi baterai adalah nilai ilustratif untuk ruang data 1 MW.
Neraca energi simpul air: massa termal loop menyangga selisih antara beban panas dan kapasitas chiller.
Efisiensi chiller sebagai fraksi tetap dari batas Carnot — turun saat udara luar makin panas. Suhu evaporator mengikuti suhu aktual loop air dingin (2 K di bawahnya), bukan setpoint, sehingga loop yang menghangat setelah trip menaikkan COP sesaat.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Asumsi: kapasitansi, konduktansi koil, ukuran chiller, dan energi baterai adalah nilai ilustratif untuk ruang data 1 MW.
Power usage effectiveness: daya total fasilitas dibagi daya IT (1,0 adalah ideal).
Energi baterai UPS terkuras oleh beban yang dilindungi sampai generator mengambil alih.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Asumsi: kapasitansi, konduktansi koil, ukuran chiller, dan energi baterai adalah nilai ilustratif untuk ruang data 1 MW.
Setelah perpindahan daya apa pun, chiller berhenti dan harus dinyalakan ulang.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Emisi dari intensitas listrik jaringan, atau dari solar saat generator berjalan.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Konstanta operasi lain yang dipakai model.
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 %Asumsi: kapasitansi, konduktansi koil, ukuran chiller, dan energi baterai adalah nilai ilustratif untuk ruang data 1 MW.
Keacakan: generator mulberry32 ber-seed; distribusi yang dipakai — seragam, eksponensial (CDF invers), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seed ditampilkan dan dapat dibagikan.