WIA SOOM Simulators

डेटा सेन्टर ऊर्जा लाइभ मोडेल

तपाईं 1 MW डेटा हलको सुविधा इन्जिनियर हुनुहुन्छ: चिलर, चिल्ड-वाटर लुप, UPS ब्याट्री र स्ट्यान्डबाइ जेनेरेटर। ताप सर्भरबाट हावामा, हावाबाट पानीमा र बाहिर बग्छ — र कूलिङमा तपाईंले खर्चेको हरेक वाट PUE मा देखिन्छ।

तपाईंले के सिक्नुहुनेछ

सिमुलेटर

समय 0 मि
सर्भर इनलेट तापक्रम 22.4 °C · चलिरहेका चिलर 2/3 · ट्रिप भएका चिलर (लच गरिएको) 0 · UPS ब्याट्री 100% · 25 °C22.4 °C · IT 803 kW#1#2#3UPS 100%⚡ ग्रिड · 🔌🌡 25 °C · COP 5.1 · PUE 1.34
  • इनलेट < 24 °C
  • इनलेट ≥ 27 °C
  • इनलेट ≥ 32 °C
  • चिलर चलिरहेको
  • चिलर सुरु हुँदै (5 मि)
  • चिलर ट्रिप भयो (रिसेट नगरेसम्म बन्द)

नियन्त्रण

चिलर #1…#n। नयाँ सुरु गरिएको चिलरलाई चिसो पार्न 5 मिनेट लाग्छ।

तातो पानी = चिलरको राम्रो दक्षता, तर सर्भरको इनलेट तातो।

ब्याच काम पछिका लागि सारिए: अहिले कम ताप र बिजुली।

बाहिरको हावा पर्याप्त चिसो हुँदा ड्राइ कूलरबाट प्रयोग गर्छ।

कन्डेन्सरको हावा चिसो पार्न पानी वाष्पीकरण गर्छ: राम्रो दक्षता, तर पानीको प्रयोग।

स्वचालित सुरुवात असफल भएमा मात्र आवश्यक। 3 मिनेट लाग्छ।

गल्ती जाँच भइसकेपछि चिलरको सुरक्षा ट्रिप हटाउँछ; ट्रिपको 15 min पछिदेखि स्वीकार गरिन्छ।

सूचक

सर्भर इनलेट तापक्रम
22.4°C
सामान्य
PUE
1.34
सामान्य
सुविधा बिजुली
1076kW
UPS ब्याट्री
100%
सामान्य
चिल्ड-वाटर तापक्रम14.0 °C
चिलर COP5.1
IT भार803 kW
चलिरहेका चिलर2
उपलब्ध चिलर (ट्रिप नभएका)3
ट्रिप भएका चिलर (लच गरिएको)0
ट्रिप रिसेट सम्भव हुन बाँकी0 min
WUE0.00 L/kWh
CO₂ उत्सर्जन484 kg/h

प्रवृत्ति

सर्भर इनलेट तापक्रम: — °C40.015.0

सङ्कट परिदृश्य

स्तर 1 · उच्चतम मागको बेला चिलर ट्रिप

तातो अपराह्न, बाहिर 32 °C। तीनमध्ये दुई चिलरमा IT ले 850 kW लिन्छ, र ऊर्जा बचाउन चिल्ड वाटर 16 °C मा चल्छ — जसले सर्भर इनलेटलाई ASHRAE को सिफारिस गरिएको सीमासम्म करिब 2 K मात्र मार्जिन छोड्छ। एउटा चिलर ट्रिप हुन लागेको छ। इनलेटलाई सिफारिस गरिएको दायराभित्र राख्नुहोस्, IT काम चलिरहन दिनुहोस्, र प्लान्टलाई पूर्ण रिडन्डेन्सीमा फर्काउनुहोस्।

  • इनलेट कहिल्यै 27 °C भन्दा माथि नजाओस्
  • अन्त्यमा इनलेट ≤ 25 °C (सामान्यमा फर्किएको)
  • औसत IT भार ≥ 750 kW (सर्भर बन्द मात्र नगर्नुहोस्)
  • अन्त्यमा तीनै चिलर फेरि उपलब्ध (ट्रिप भएको इकाई रिसेट)

स्तर 2 · तातो लहर र डिमान्ड-रेस्पोन्स कल

बाहिरको तापक्रम 30 °C बाट 42 °C सम्म बढ्छ। चिलरले क्षमता र दक्षता गुमाउँछन्। त्यसपछि ग्रिड सञ्चालकले डिमान्ड-रेस्पोन्स अनुरोध गर्छ: यो साइटको सुविधा बिजुली आधा घण्टा 900 kW भन्दा कम राख्नुहोस्।

  • इनलेट कहिल्यै 27 °C भन्दा माथि नजाओस्
  • अनुरोधको अवधिमा औसत सुविधा बिजुली ≤ 900 kW
  • परिदृश्यभरि औसत IT भार ≥ 720 kW

स्तर 3 · ग्रिड आउटेज, जेनेरेटर सुरु हुँदैन

ग्रिड गिर्छ। जेनेरेटरले दस सेकेन्डभित्र जिम्मा लिनुपर्ने हो — यसपटक लिँदैन। सर्भर करिब दस मिनेटको ऊर्जासहित UPS ब्याट्रीमा छन् र चिलर बन्द छन्।

  • IT बन्द नहोस्
  • ब्याट्री कहिल्यै 72 % भन्दा तल नजाओस्
  • इनलेट कहिल्यै 25 °C भन्दा माथि नजाओस्

आधार — सङ्ख्याको पछाडिको मोडेल

सिमुलेटरले प्रयोग गर्ने हरेक सम्बन्ध, यसको स्रोतसहित। मान्यताका रूपमा चिह्नित स्थिरांक उदाहरणीय क्यालिब्रेसन हुन्।

हावा नोडको ऊर्जा सन्तुलन: सर्भरले हावा तताउँछन्, कूलिङ कोइलले ताप चिल्ड वाटरमा सार्छन्।
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]मान्यता: धारिता, कोइल कन्डक्टेन्स, चिलरको आकार र ब्याट्री ऊर्जा 1 MW हलका लागि उदाहरणीय मान हुन्।
पानी नोडको ऊर्जा सन्तुलन: लुपको तापीय द्रव्यमानले ताप भार र चिलर क्षमताबीचको अन्तरलाई सम्हाल्छ।
C_w · dT_chw/dt = Q_CRAH − Q_chillers − Q_econ, C_w = 20 m³ × 4186 J/(kg·K)[4]
चिलरको दक्षता कार्नो सीमाको निश्चित अंशका रूपमा — बाहिरको हावा तातेपछि यो घट्छ। इभ्यापोरेटरको तापक्रमले सेटपोइन्ट होइन, चिल्ड-वाटर लुपको वास्तविक तापक्रम (त्यसभन्दा 2 K तल) पछ्याउँछ, त्यसैले ट्रिपपछि तातिने लुपले COP केही बेरका लागि बढाउँछ।
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]मान्यता: धारिता, कोइल कन्डक्टेन्स, चिलरको आकार र ब्याट्री ऊर्जा 1 MW हलका लागि उदाहरणीय मान हुन्।
Power usage effectiveness: कुल सुविधा बिजुली भागिएको IT बिजुली (1.0 आदर्श हो)।
PUE = P_facility / P_IT[1][12][8]
Water usage effectiveness; कन्डेन्सरको हावा चिसो पार्न आवश्यक ऊर्जाका लागि वाष्पीकृत पानी।
WUE = water (L) / IT energy (kWh); evaporation = m_air · c_p · ΔT / h_fg[2][7]
सर्भर इनलेट हावाका लागि ASHRAE तापीय दायरा।
recommended 18–27 °C · A1 allowable 15–32 °C[3]
जेनेरेटरले जिम्मा नलिँदासम्म UPS ब्याट्रीको ऊर्जा सुरक्षित भारसँगै घट्दै जान्छ।
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]मान्यता: धारिता, कोइल कन्डक्टेन्स, चिलरको आकार र ब्याट्री ऊर्जा 1 MW हलका लागि उदाहरणीय मान हुन्।
कुनै पनि बिजुली स्थानान्तरणपछि चिलर रोकिन्छन् र फेरि सुरु गर्नुपर्छ।
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
ग्रिड बिजुलीको तीव्रताबाट, वा जेनेरेटर चल्दा डिजेलबाट हुने उत्सर्जन।
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
मोडेलले प्रयोग गरेका अन्य सञ्चालन स्थिरांक।
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 %मान्यता: धारिता, कोइल कन्डक्टेन्स, चिलरको आकार र ब्याट्री ऊर्जा 1 MW हलका लागि उदाहरणीय मान हुन्।

अनियमितता: सिड भएको mulberry32 जेनेरेटर; प्रयोग गरिएका वितरण — एकसमान, घातीय (उल्टो CDF), सामान्य (Box–Muller), पोइसन (Knuth)। सिड देखाइन्छ र साझा गर्न सकिन्छ।

स्रोत

  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

यो काम पेसाका रूपमा को गर्छ

शैक्षिक मोडेल — सञ्चालन निर्णयका लागि होइन। वास्तविक साइटले हरेक स्थिरांक आफ्नै उपकरण र तथ्याङ्कअनुसार मिलाउँछन्।