Anda ialah jurutera kemudahan dewan data 1 MW: chiller, gelung air sejuk, bateri UPS dan penjana siap sedia. Haba mengalir dari pelayan ke udara ke air ke luar — dan setiap watt yang anda belanjakan untuk penyejukan akan muncul dalam PUE.
Apa yang akan anda pelajari
Bagaimana haba bergerak melalui kemudahan, dan mengapa gelung air sejuk memberi anda beberapa minit semasa krisis.
Mengapa chiller menjadi kurang cekap pada hari panas (COP Carnot) dan apa yang sebenarnya diukur oleh PUE dan WUE.
Bagaimana bateri UPS dan penjana berserah tugas semasa gangguan grid.
Simulator
Masa 0 min
Masukan < 24 °C
Masukan ≥ 27 °C
Masukan ≥ 32 °C
◎Chiller berjalan
⟳Chiller sedang dimulakan (5 min)
✕Chiller terpelantik (terkunci sehingga set semula)
Kawalan
Chiller #1…#n. Chiller yang baru dimulakan memerlukan 5 min sebelum menyejuk.
Air lebih panas = kecekapan chiller lebih baik, tetapi masukan pelayan lebih panas.
Kerja kelompok ditangguhkan ke kemudian: kurang haba dan kuasa sekarang.
Menggunakan udara luar yang sejuk melalui penyejuk kering apabila cukup sejuk.
Mengewapkan air untuk menyejukkan udara kondenser: kecekapan lebih baik, penggunaan air.
Hanya diperlukan jika permulaan automatik gagal. Mengambil masa 3 min.
Mengosongkan pelantikan keselamatan chiller setelah kerosakan diperiksa; diterima mulai 15 min selepas pelantikan.
Penunjuk
Suhu masukan pelayan
22.4°C
normal
PUE
1.34
normal
Kuasa kemudahan
1076kW
Bateri UPS
100%
normal
Suhu air sejuk
14.0 °C
COP chiller
5.1
Beban IT
803 kW
Chiller berjalan
2
Chiller tersedia (tidak terpelantik)
3
Chiller terpelantik (terkunci)
0
Set semula pelantikan boleh dalam
0 min
WUE
0.00 L/kWh
Pelepasan CO₂
484 kg/h
Aliran
Senario krisis
Tahap 1 · Chiller terhenti semasa puncak
Petang yang panas, 32 °C di luar. IT menarik 850 kW pada dua daripada tiga chiller, dan air sejuk dijalankan pada 16 °C untuk menjimatkan tenaga — ini menyebabkan masukan pelayan hanya kira-kira 2 K di bawah had disyorkan ASHRAE. Salah satu chiller hampir terpelantik. Pastikan masukan kekal dalam julat disyorkan, pastikan kerja IT terus berjalan, dan kembalikan loji kepada redundansi penuh.
Masukan tidak pernah melebihi 27 °C
Masukan ≤ 25 °C pada akhir (kembali normal)
Beban IT purata ≥ 750 kW (jangan sekadar matikan pelayan)
Ketiga-tiga chiller tersedia semula pada akhir (unit terpelantik diset semula)
Tahap 2 · Gelombang haba dan panggilan tindak balas permintaan
Suhu luar meningkat daripada 30 °C kepada 42 °C. Chiller kehilangan kapasiti dan kecekapan. Kemudian pengendali grid mengeluarkan permintaan tindak balas permintaan (demand response): kekalkan kuasa kemudahan tapak ini di bawah 900 kW selama setengah jam.
Masukan tidak pernah melebihi 27 °C
Kuasa kemudahan purata ≤ 900 kW semasa permintaan
Beban IT purata ≥ 720 kW sepanjang senario
Tahap 3 · Gangguan grid, penjana gagal dimulakan
Grid terputus. Penjana sepatutnya mengambil alih dalam masa sepuluh saat — kali ini tidak. Pelayan berada pada bateri UPS dengan kira-kira sepuluh minit tenaga, dan chiller mati.
Tiada gangguan IT
Bateri tidak pernah di bawah 72 %
Masukan tidak pernah melebihi 25 °C
Asas — model di sebalik angka
Setiap hubungan yang digunakan simulator, beserta sumbernya. Pemalar yang ditandakan sebagai andaian ialah penentukuran ilustrasi.
Imbangan tenaga nod udara: pelayan memanaskan udara, gegelung penyejuk memindahkan haba ke dalam air sejuk.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Andaian: kemuatan, konduktans gegelung, saiz chiller dan tenaga bateri ialah nilai ilustrasi untuk dewan 1 MW.
Imbangan tenaga nod air: jisim terma gelung menampan jurang antara beban haba dan kapasiti chiller.
Kecekapan chiller sebagai pecahan tetap had Carnot — ia menurun apabila udara luar menjadi lebih panas. Suhu penyejat mengikut suhu sebenar gelung air sejuk (2 K di bawahnya), bukan titik set, jadi gelung yang menjadi panas selepas pelantikan menaikkan COP buat seketika.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Andaian: kemuatan, konduktans gegelung, saiz chiller dan tenaga bateri ialah nilai ilustrasi untuk dewan 1 MW.
Keberkesanan penggunaan kuasa: jumlah kuasa kemudahan dibahagi kuasa IT (1.0 ialah yang ideal).
Tenaga bateri UPS susut bersama beban yang dilindungi sehingga penjana mengambil alih.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Andaian: kemuatan, konduktans gegelung, saiz chiller dan tenaga bateri ialah nilai ilustrasi untuk dewan 1 MW.
Selepas sebarang pemindahan kuasa, chiller berhenti dan mesti dimulakan semula.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Pelepasan daripada keamatan elektrik grid, atau daripada diesel apabila penjana berjalan.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Pemalar operasi lain yang digunakan oleh 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 %Andaian: kemuatan, konduktans gegelung, saiz chiller dan tenaga bateri ialah nilai ilustrasi untuk dewan 1 MW.
Keberawakan: penjana mulberry32 berbenih; taburan yang digunakan — seragam, eksponen (CDF songsang), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Benih dipaparkan dan boleh dikongsi.