1 MW'lık bir veri salonunun tesis mühendisisiniz: soğutucular, bir soğutulmuş su döngüsü, UPS bataryaları ve bir yedek jeneratör. Isı sunuculardan havaya, havadan suya, sudan dış ortama akar — ve soğutmaya harcadığınız her watt PUE'ye yansır.
Neler öğreneceksiniz
Isının bir tesiste nasıl hareket ettiği ve soğutulmuş su döngüsünün krizde neden size dakikalar kazandırdığı.
Soğutucuların sıcak günlerde neden daha az verimli olduğu (Carnot COP) ve PUE ile WUE'nin gerçekte neyi ölçtüğü.
Şebeke kesintisinde UPS bataryaları ile jeneratörlerin nasıl devir teslim yaptığı.
Simülatör
Zaman 0 dk
Giriş < 24 °C
Giriş ≥ 27 °C
Giriş ≥ 32 °C
◎Soğutucu çalışıyor
⟳Soğutucu başlatılıyor (5 dk)
✕Soğutucu devre dışı (sıfırlanana kadar kilitli)
Kontroller
Soğutucu #1…#n. Yeni başlatılan bir soğutucunun soğutmaya başlaması 5 dk sürer.
Daha sıcak su = daha iyi soğutucu verimi, ama sunucu girişleri daha sıcak.
Toplu işler sonraya ertelenir: şimdi daha az ısı ve güç.
Yeterince soğuk olduğunda dış havayı kuru soğutucudan geçirerek kullanır.
Kondenser havasını soğutmak için su buharlaştırır: daha iyi verim, ama su kullanımı.
Yalnızca otomatik başlatma başarısız olursa gerekir. 3 dk sürer.
Arıza kontrol edildikten sonra soğutucunun güvenlik kesmesini temizler; devre dışı kalmadan 15 dk sonrasından itibaren kabul edilir.
Göstergeler
Sunucu giriş sıcaklığı
22,4°C
normal
PUE
1,34
normal
Tesis gücü
1076kW
UPS bataryası
100%
normal
Soğutulmuş su sıcaklığı
14,0 °C
Soğutucu COP
5,1
BT yükü
803 kW
Çalışan soğutucular
2
Kullanılabilir soğutucular (devre dışı olmayan)
3
Devre dışı kalan soğutucular (kilitli)
0
Arıza sıfırlamasına kalan süre
0 min
WUE
0,00 L/kWh
CO₂ emisyonu
484 kg/h
Eğilim
Kriz senaryoları
Seviye 1 · Pikte soğutucu arızası
Sıcak bir öğleden sonra, dışarıda 32 °C. BT, üç soğutucudan ikisiyle 850 kW çekiyor ve enerji tasarrufu için soğutulmuş su 16 °C'de dolaşıyor — bu da sunucu girişlerini ASHRAE önerilen sınırının yalnızca yaklaşık 2 K altında bırakıyor. Soğutuculardan biri birazdan devre dışı kalacak. Girişleri önerilen aralıkta tutun, BT işlerini sürdürün ve tesisi yeniden tam yedekliliğe döndürün.
Giriş hiçbir zaman 27 °C'nin üzerine çıkmasın
Sonunda giriş ≤ 25 °C (normale dönüş)
Ortalama BT yükü ≥ 750 kW (sunucuları öylece kapatmayın)
Sonunda üç soğutucunun tümü yeniden kullanılabilir (devre dışı kalan ünite sıfırlanmış)
Seviye 2 · Sıcak hava dalgası ve talep yanıtı çağrısı
Dış sıcaklık 30 °C'den 42 °C'ye yükselir. Soğutucular kapasite ve verim kaybeder. Sonra şebeke işletmecisi bir talep yanıtı isteği yayınlar: bu tesisin güç tüketimini yarım saat boyunca 900 kW altında tutun.
Giriş hiçbir zaman 27 °C'nin üzerine çıkmasın
İstek süresince ortalama tesis gücü ≤ 900 kW
Senaryo boyunca ortalama BT yükü ≥ 720 kW
Seviye 3 · Şebeke kesintisi, jeneratör başlamıyor
Şebeke düşer. Jeneratörün on saniye içinde devreye girmesi gerekir — bu sefer girmez. Sunucular yaklaşık on dakikalık enerjisi olan UPS bataryalarında ve soğutucular kapalı.
BT kesintisi yok
Batarya hiçbir zaman %72'nin altına düşmesin
Giriş hiçbir zaman 25 °C'nin üzerine çıkmasın
Dayanak — sayıların ardındaki model
Simülatörün kullandığı her bağıntı, kaynağıyla birlikte. Varsayım olarak işaretlenen sabitler örnek kalibrasyonlardır.
Hava düğümü enerji dengesi: sunucular havayı ısıtır, soğutma serpantinleri ısıyı soğutulmuş suya aktarır.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Varsayım: kapasitanslar, serpantin iletkenliği, soğutucu boyutu ve batarya enerjisi 1 MW'lık bir salon için örnek değerlerdir.
Su düğümü enerji dengesi: döngünün termal kütlesi, ısı yükü ile soğutucu kapasitesi arasındaki farkı tamponlar.
Soğutucu verimi, Carnot sınırının sabit bir oranı olarak — dış hava ısındıkça düşer. Evaporatör sıcaklığı ayar noktasını değil, soğutulmuş su döngüsünün gerçek sıcaklığını izler (onun 2 K altında); bu yüzden bir devre dışı kalmadan sonra ısınan döngü COP'yi kısa süreliğine yükseltir.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Varsayım: kapasitanslar, serpantin iletkenliği, soğutucu boyutu ve batarya enerjisi 1 MW'lık bir salon için örnek değerlerdir.
Güç kullanım etkinliği: toplam tesis gücünün BT gücüne oranı (1,0 idealdir).
UPS batarya enerjisi, jeneratör devreye girene kadar korunan yükle birlikte tükenir.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Varsayım: kapasitanslar, serpantin iletkenliği, soğutucu boyutu ve batarya enerjisi 1 MW'lık bir salon için örnek değerlerdir.
Her güç geçişinden sonra soğutucular durur ve yeniden başlatılmalıdır.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Şebeke elektriğinin yoğunluğundan veya jeneratör çalışırken dizelden kaynaklanan emisyonlar.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Modelin kullandığı diğer işletme sabitleri.
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 %Varsayım: kapasitanslar, serpantin iletkenliği, soğutucu boyutu ve batarya enerjisi 1 MW'lık bir salon için örnek değerlerdir.
Rastgelelik: tohumlu bir mulberry32 üreteci; kullanılan dağılımlar — düzgün, üstel (ters CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Tohum gösterilir ve paylaşılabilir.