Du är driftingenjör för en datahall på 1 MW: kylmaskiner, en kylvattenslinga, UPS-batterier och en reservgenerator. Värmen går från servrarna till luften, till vattnet och ut i det fria – och varje watt du lägger på kyla syns i PUE.
Vad du kommer att lära dig
Hur värme rör sig genom en anläggning, och varför kylvattenslingan ger dig minuter i en kris.
Varför kylmaskiner blir mindre effektiva på varma dagar (Carnot-COP) och vad PUE och WUE egentligen mäter.
Hur UPS-batterier och generatorer lämnar över vid ett elavbrott.
Simulator
Tid 0 min
Intag < 24 °C
Intag ≥ 27 °C
Intag ≥ 32 °C
◎Kylmaskin i drift
⟳Kylmaskin startar (5 min)
✕Kylmaskin utlöst (låst till återställning)
Reglage
Kylmaskin nr 1…n. En nystartad kylmaskin behöver 5 min innan den kyler.
Varmare vatten = bättre verkningsgrad hos kylmaskinen, men varmare serverintag.
Batchjobb som skjuts på framtiden: mindre värme och effekt just nu.
Använder kall utomhusluft via en torrkylare när det är tillräckligt kallt.
Förångar vatten för att kyla kondensorluften: bättre effektivitet men högre vattenanvändning.
Behövs bara om den automatiska starten misslyckas. Tar 3 min.
Kvitterar en kylmaskins säkerhetsutlösning när felet har kontrollerats; accepteras från 15 min efter utlösningen.
Indikatorer
Serverintagets temperatur
22,4°C
normal
PUE
1,34
normal
Anläggningens effekt
1076kW
UPS-batteri
100%
normal
Kylvattentemperatur
14,0 °C
Kylmaskinens COP
5,1
IT-last
803 kW
Kylmaskiner i drift
2
Tillgängliga kylmaskiner (ej utlösta)
3
Utlösta kylmaskiner (låsta)
0
Återställning möjlig om
0 min
WUE
0,00 L/kWh
CO₂-utsläpp
484 kg/h
Trend
Krisscenarier
Nivå 1 · Kylmaskin löser ut vid topplast
En het eftermiddag, 32 °C ute. IT drar 850 kW på två av tre kylmaskiner, och kylvattnet går på 16 °C för att spara energi – vilket lämnar serverintagen bara cirka 2 K under ASHRAE:s rekommenderade gräns. En kylmaskin är på väg att lösa ut. Håll intagen inom det rekommenderade intervallet, håll IT-arbetet igång och för tillbaka anläggningen till full redundans.
Intaget aldrig över 27 °C
Intag ≤ 25 °C vid slutet (tillbaka till normalläge)
Genomsnittlig IT-last ≥ 750 kW (stäng inte bara av servrar)
Alla tre kylmaskiner tillgängliga igen vid slutet (utlöst aggregat återställt)
Nivå 2 · Värmebölja och en begäran om efterfrågeflexibilitet
Utomhustemperaturen stiger från 30 °C till 42 °C. Kylmaskinerna förlorar kapacitet och verkningsgrad. Sedan skickar nätoperatören en begäran om efterfrågeflexibilitet: håll den här anläggningens effekt under 900 kW i en halvtimme.
Intaget aldrig över 27 °C
Genomsnittlig anläggningseffekt ≤ 900 kW under begäran
Genomsnittlig IT-last ≥ 720 kW under scenariot
Nivå 3 · Elavbrott, generatorn startar inte
Elnätet faller bort. Generatorn ska ta över inom tio sekunder – men den gör det inte den här gången. Servrarna går på UPS-batterier med ungefär tio minuters energi, och kylmaskinerna är släckta.
Inget IT-avbrott
Batteriet aldrig under 72 %
Intaget aldrig över 25 °C
Underlag – modellen bakom siffrorna
Varje samband simulatorn använder, med källa. Konstanter markerade som antaganden är illustrativa kalibreringar.
Energibalans för luftnoden: servrarna värmer luften och kylbatterierna för över värmen till kylvattnet.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Antagande: kapacitanser, batteriledningsförmåga, kylmaskinens storlek och batterienergin är illustrativa värden för en hall på 1 MW.
Energibalans för vattennoden: slingans termiska massa buffrar skillnaden mellan värmelast och kylmaskinskapacitet.
Kylmaskinens verkningsgrad som en fast andel av Carnot-gränsen – den sjunker när utomhusluften blir varmare. Förångartemperaturen följer kylvattenslingans faktiska temperatur (2 K under den), inte börvärdet, så en slinga som värms upp efter en utlösning höjer COP kortvarigt.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Antagande: kapacitanser, batteriledningsförmåga, kylmaskinens storlek och batterienergin är illustrativa värden för en hall på 1 MW.
Power usage effectiveness: anläggningens totala effekt delat med IT-effekten (1,0 är idealet).
UPS-batteriets energi töms med den skyddade lasten tills generatorn tar över.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Antagande: kapacitanser, batteriledningsförmåga, kylmaskinens storlek och batterienergin är illustrativa värden för en hall på 1 MW.
Efter varje effektöverföring stannar kylmaskinerna och måste startas om.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Utsläpp från elnätets intensitet, eller från diesel när generatorn går.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Andra driftkonstanter som modellen använder.
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 %Antagande: kapacitanser, batteriledningsförmåga, kylmaskinens storlek och batterienergin är illustrativa värden för en hall på 1 MW.
Slumpmässighet: en seedad mulberry32-generator; fördelningar som används – likformig, exponentiell (invers CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seeden visas och kan delas.