🔋 ڈیٹا سینٹر کی توانائی براہِ راست ماڈل

بنیاد — اعداد کے پیچھے ماڈل

ہر تعلق جو سمیولیٹر استعمال کرتا ہے، اس کے ماخذ کے ساتھ۔ مفروضے کے طور پر نشان زد مستقل توضیحی کیلیبریشنز ہیں۔

ہوا کے نوڈ کا توانائی توازن: سرور ہوا کو گرم کرتے ہیں، کولنگ کوائل حرارت کو ٹھنڈے پانی میں منتقل کرتے ہیں۔

C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]مفروضہ: صلاحیتِ حرارت، کوائل کی موصلیت، چِلر کا سائز اور بیٹری کی توانائی 1 MW کے ہال کے لیے توضیحی قدریں ہیں۔

پانی کے نوڈ کا توانائی توازن: لوپ کی حرارتی کمیت حرارتی بوجھ اور چِلر کی گنجائش کے درمیان فرق کو سہارا دیتی ہے۔

C_w · dT_chw/dt = Q_CRAH − Q_chillers − Q_econ, C_w = 20 m³ × 4186 J/(kg·K)[4]

چِلر کی کارکردگی کارنو حد کے ایک مقررہ حصے کے طور پر — جیسے جیسے باہر کی ہوا گرم ہوتی ہے یہ گرتی ہے۔ ایواپوریٹر کا درجہ حرارت سیٹ پوائنٹ کے بجائے ٹھنڈے پانی کے لوپ کے اصل درجہ حرارت (اس سے 2 K کم) کے ساتھ چلتا ہے، اس لیے ٹرپ کے بعد گرم ہوتا لوپ COP کو تھوڑی دیر کے لیے بڑھا دیتا ہے۔

COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]مفروضہ: صلاحیتِ حرارت، کوائل کی موصلیت، چِلر کا سائز اور بیٹری کی توانائی 1 MW کے ہال کے لیے توضیحی قدریں ہیں۔

پاور یوزیج ایفیکٹیونیس: سہولت کی کل بجلی بمقابلہ آئی ٹی بجلی (1.0 مثالی ہے)۔

PUE = P_facility / P_IT[1][12][8]

واٹر یوزیج ایفیکٹیونیس؛ کنڈینسر کی ہوا ٹھنڈی کرنے کے لیے درکار توانائی سے بخارات بنا پانی۔

WUE = water (L) / IT energy (kWh); evaporation = m_air · c_p · ΔT / h_fg[2][7]

سرور کی داخلی ہوا کے لیے ASHRAE حرارتی دائرہ۔

recommended 18–27 °C · A1 allowable 15–32 °C[3]

یو پی ایس بیٹری کی توانائی محفوظ شدہ بوجھ کے ساتھ ختم ہوتی ہے جب تک جنریٹر کام نہ سنبھال لے۔

E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]مفروضہ: صلاحیتِ حرارت، کوائل کی موصلیت، چِلر کا سائز اور بیٹری کی توانائی 1 MW کے ہال کے لیے توضیحی قدریں ہیں۔

کسی بھی بجلی کی منتقلی کے بعد چِلرز رک جاتے ہیں اور انہیں دوبارہ شروع کرنا پڑتا ہے۔

chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]

گرڈ کی بجلی کی شدت سے اخراج، یا جنریٹر چلنے پر ڈیزل سے۔

CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]

ماڈل کے استعمال کردہ دیگر آپریٹنگ مستقل۔

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 %مفروضہ: صلاحیتِ حرارت، کوائل کی موصلیت، چِلر کا سائز اور بیٹری کی توانائی 1 MW کے ہال کے لیے توضیحی قدریں ہیں۔

بے ترتیبی: سیڈ والا mulberry32 جنریٹر؛ استعمال شدہ تقسیمیں — یکساں، ایکسپونینشل (الٹا CDF)، نارمل (Box–Muller)، پوائسن (Knuth)۔ سیڈ دکھایا جاتا ہے اور شیئر کیا جا سکتا ہے۔

ماخذ

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