🔋 ഡാറ്റാ സെന്റർ ഊർജ്ജം ലൈവ് മോഡൽ

അടിസ്ഥാനം — സംഖ്യകൾക്ക് പിന്നിലെ മോഡൽ

സിമുലേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഓരോ ബന്ധവും അതിന്റെ ഉറവിടം സഹിതം. അനുമാനങ്ങളായി അടയാളപ്പെടുത്തിയ സ്ഥിരാങ്കങ്ങൾ ഉദാഹരണത്തിനുള്ള കാലിബ്രേഷനുകളാണ്.

എയർ നോഡ് ഊർജ്ജ സന്തുലനം: സെർവറുകൾ വായുവിനെ ചൂടാക്കുന്നു, കൂളിംഗ് കോയിലുകൾ ചൂട് തണുത്ത വെള്ളത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നു.

C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]അനുമാനം: കപ്പാസിറ്റൻസുകൾ, കോയിൽ കണ്ടക്ടൻസ്, ചില്ലർ വലിപ്പം, ബാറ്ററി ഊർജ്ജം എന്നിവ 1 MW ഹാളിനായുള്ള ഉദാഹരണ മൂല്യങ്ങളാണ്.

വാട്ടർ നോഡ് ഊർജ്ജ സന്തുലനം: ലൂപ്പിന്റെ താപ പിണ്ഡം ചൂട് ലോഡും ചില്ലർ ശേഷിയും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ബഫർ ചെയ്യുന്നു.

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

ചില്ലർ കാര്യക്ഷമത കാർണോ പരിധിയുടെ ഒരു സ്ഥിര അംശമായി — പുറത്തെ വായു ചൂടാകുമ്പോൾ അത് കുറയുന്നു. ഇവാപ്പറേറ്റർ താപനില സെറ്റ്പോയിന്റിനെയല്ല, തണുത്ത വെള്ളത്തിന്റെ ലൂപ്പിന്റെ യഥാർത്ഥ താപനിലയെയാണ് (അതിനേക്കാൾ 2 K താഴെ) പിന്തുടരുന്നത്, അതിനാൽ ട്രിപ്പിന് ശേഷം ചൂടാകുന്ന ലൂപ്പ് COP അൽപ്പനേരത്തേക്ക് ഉയർത്തുന്നു.

COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]അനുമാനം: കപ്പാസിറ്റൻസുകൾ, കോയിൽ കണ്ടക്ടൻസ്, ചില്ലർ വലിപ്പം, ബാറ്ററി ഊർജ്ജം എന്നിവ 1 MW ഹാളിനായുള്ള ഉദാഹരണ മൂല്യങ്ങളാണ്.

പവർ യൂസേജ് എഫക്ടീവ്‌നസ്: ആകെ ഫെസിലിറ്റി വൈദ്യുതി ഐടി വൈദ്യുതികൊണ്ട് ഹരിച്ചത് (1.0 ആണ് ആദർശം).

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

വാട്ടർ യൂസേജ് എഫക്ടീവ്‌നസ്; കണ്ടൻസർ വായു തണുപ്പിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഊർജ്ജത്തിൽ നിന്ന് ബാഷ്പീകരിച്ച വെള്ളം.

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

സെർവർ ഇൻലെറ്റ് വായുവിനുള്ള ASHRAE താപ പരിധി.

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

ജനറേറ്റർ ഏറ്റെടുക്കുന്നതുവരെ UPS ബാറ്ററി ഊർജ്ജം സംരക്ഷിത ലോഡിനൊപ്പം തീർന്നുപോകുന്നു.

E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]അനുമാനം: കപ്പാസിറ്റൻസുകൾ, കോയിൽ കണ്ടക്ടൻസ്, ചില്ലർ വലിപ്പം, ബാറ്ററി ഊർജ്ജം എന്നിവ 1 MW ഹാളിനായുള്ള ഉദാഹരണ മൂല്യങ്ങളാണ്.

ഏതെങ്കിലും വൈദ്യുതി മാറ്റത്തിന് ശേഷം ചില്ലറുകൾ നിൽക്കുകയും വീണ്ടും ആരംഭിക്കേണ്ടി വരികയും ചെയ്യും.

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

ഗ്രിഡ് വൈദ്യുതിയുടെ തീവ്രതയിൽ നിന്ന്, അല്ലെങ്കിൽ ജനറേറ്റർ ഓടുമ്പോൾ ഡീസലിൽ നിന്നുള്ള ബഹിർഗമനം.

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

മോഡൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റ് പ്രവർത്തന സ്ഥിരാങ്കങ്ങൾ.

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 %അനുമാനം: കപ്പാസിറ്റൻസുകൾ, കോയിൽ കണ്ടക്ടൻസ്, ചില്ലർ വലിപ്പം, ബാറ്ററി ഊർജ്ജം എന്നിവ 1 MW ഹാളിനായുള്ള ഉദാഹരണ മൂല്യങ്ങളാണ്.

ക്രമരാഹിത്യം: സീഡ് ഉള്ള mulberry32 ജനറേറ്റർ; ഉപയോഗിക്കുന്ന വിതരണങ്ങൾ — യൂണിഫോം, എക്സ്പോണൻഷ്യൽ (ഇൻവേഴ്സ് CDF), നോർമൽ (Box–Muller), പോയിസൺ (Knuth). സീഡ് കാണിക്കുകയും പങ്കിടാൻ കഴിയുകയും ചെയ്യും.

ഉറവിടങ്ങൾ

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