🔋 Energjia e qendrës së të dhënave Model i drejtpërdrejtë
Ti je inxhinieri i objektit të një salle të dhënash 1 MW: çillerë, një qark uji të ftohtë, bateri UPS dhe një gjenerator rezervë. Nxehtësia rrjedh nga serverët te ajri, te uji, te jashtë — dhe çdo vat që shpenzon për ftohje shfaqet në PUE.
Çfarë do të mësosh
Si lëviz nxehtësia nëpër një objekt dhe pse qarku i ujit të ftohtë të jep minuta në një krizë.
Pse çillerat bëhen më pak efikasë në ditët e nxehta (COP i Carnot) dhe çfarë masin vërtet PUE dhe WUE.
Si ia kalojnë njëri-tjetrit bateritë UPS dhe gjeneratorët gjatë një ndërprerjeje të rrjetit.
Simulatori
Koha 0 min
Hyrja < 24 °C
Hyrja ≥ 27 °C
Hyrja ≥ 32 °C
◎Çiller në punë
⟳Çilleri po ndizet (5 min)
✕Çilleri i shkëputur (i bllokuar deri në rivendosje)
Kontrollet
Çiller #1…#n. Një çiller i sapondezur ka nevojë për 5 min para se të ftohë.
Ujë më i ngrohtë = efikasitet më i mirë i çillerit, por hyrje më të ngrohta të serverëve.
Punë në grup të shtyra për më vonë: më pak nxehtësi dhe energji tani.
Përdor ajër të ftohtë të jashtëm përmes një ftohësi të thatë kur është mjaftueshëm i ftohtë.
Avullon ujë për të ftohur ajrin e kondensatorit: efikasitet më i mirë, por konsum uji.
Nevojitet vetëm nëse ndezja automatike dështon. Zgjat 3 min.
Heq shkëputjen e sigurisë së një çilleri pasi defekti të jetë kontrolluar; pranohet nga 15 min pas shkëputjes.
Treguesit
Temperatura e hyrjes së serverit
22,4°C
normale
PUE
1,34
normale
Energjia e objektit
1076kW
Bateria UPS
100%
normale
Temperatura e ujit të ftohtë
14,0 °C
COP i çillerit
5,1
Ngarkesa IT
803 kW
Çillerë në punë
2
Çillerë të disponueshëm (jo të shkëputur)
3
Çillerë të shkëputur (të bllokuar)
0
Rivendosja e mundur pas
0 min
WUE
0,00 L/kWh
Emetimet e CO₂
484 kg/h
Trendi
Skenarë krizash
Niveli 1 · Rënia e çillerit në pik
Një pasdite e nxehtë, 32 °C jashtë. IT tërheq 850 kW me dy nga tre çillerat, dhe uji i ftohtë punon në 16 °C për të kursyer energji — gjë që i lë hyrjet e serverëve vetëm rreth 2 K nën kufirin e rekomanduar ASHRAE. Njëri çiller është gati të shkëputet. Mbaji hyrjet brenda intervalit të rekomanduar, mbaje punën IT në punë dhe ktheje impiantin në tepricë të plotë.
Hyrja kurrë mbi 27 °C
Hyrja ≤ 25 °C në fund (kthim në normalitet)
Ngarkesa mesatare IT ≥ 750 kW (mos i fik thjesht serverët)
Të tre çillerët sërish të disponueshëm në fund (njësia e shkëputur e rivendosur)
Niveli 2 · Vala e të nxehtit dhe një thirrje për reagim ndaj kërkesës
Temperatura e jashtme rritet nga 30 °C në 42 °C. Çillerat humbasin kapacitet dhe efikasitet. Pastaj operatori i rrjetit lëshon një kërkesë për reagim ndaj kërkesës: mbaje energjinë e objektit të këtij vendi nën 900 kW për gjysmë ore.
Hyrja kurrë mbi 27 °C
Energjia mesatare e objektit ≤ 900 kW gjatë kërkesës
Ngarkesa mesatare IT ≥ 720 kW gjatë skenarit
Niveli 3 · Ndërprerje e rrjetit, gjeneratori nuk ndizet
Rrjeti bie. Gjeneratori duhet të marrë përsipër brenda dhjetë sekondave — këtë herë nuk e bën. Serverët janë me bateri UPS me rreth dhjetë minuta energji dhe çillerat janë të fikur.
Pa ndërprerje IT
Bateria kurrë nën 72 %
Hyrja kurrë mbi 25 °C
Baza — modeli pas numrave
Çdo marrëdhënie që përdor simulatori, me burimin e saj. Konstantet e shënuara si supozime janë kalibrime ilustruese.
Bilanci i energjisë së nyjes së ajrit: serverët ngrohin ajrin, spiralet e ftohjes e lëvizin nxehtësinë në ujin e ftohtë.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Supozim: kapacitancat, përçueshmëria e spirales, madhësia e çillerit dhe energjia e baterisë janë vlera ilustruese për një sallë 1 MW.
Bilanci i energjisë së nyjes së ujit: masa termike e qarkut amortizon diferencën midis ngarkesës së nxehtësisë dhe kapacitetit të çillerit.
Efikasiteti i çillerit si një pjesë e fiksuar e kufirit të Carnot — bie sa më i nxehtë të bëhet ajri i jashtëm. Temperatura e avulluesit ndjek temperaturën reale të qarkut të ujit të ftohtë (2 K nën të), jo pikën e caktuar, kështu që një qark që ngrohet pas një shkëputjeje e rrit shkurtimisht COP-në.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Supozim: kapacitancat, përçueshmëria e spirales, madhësia e çillerit dhe energjia e baterisë janë vlera ilustruese për një sallë 1 MW.
Efektiviteti i përdorimit të energjisë: energjia totale e objektit pjesëtuar me energjinë IT (1.0 është ideali).
Energjia e baterisë UPS shkarkohet me ngarkesën e mbrojtur derisa gjeneratori merr përsipër.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Supozim: kapacitancat, përçueshmëria e spirales, madhësia e çillerit dhe energjia e baterisë janë vlera ilustruese për një sallë 1 MW.
Pas çdo transferimi energjie çillerat ndalen dhe duhet të riniset.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Emetimet nga intensiteti i energjisë elektrike të rrjetit, ose nga nafta kur punon gjeneratori.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Konstante të tjera operative të përdorura nga modeli.
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 %Supozim: kapacitancat, përçueshmëria e spirales, madhësia e çillerit dhe energjia e baterisë janë vlera ilustruese për një sallë 1 MW.
Rastësia: një gjenerator mulberry32 me farë; shpërndarjet e përdorura — uniforme, eksponenciale (CDF e anasjellë), normale (Box–Muller), Poisson (Knuth). Fara shfaqet dhe mund të ndahet.