WIA SOOM Simulators

Ma’lumotlar markazi energiyasi Jonli model

Siz 1 MW li ma’lumotlar zalining obyekt muhandisisiz: chillerlar, sovutilgan suv konturi, UPS batareyalari va zaxira generator. Issiqlik serverlardan havoga, havodan suvga, suvdan tashqariga oqadi — sovutishga sarflagan har bir vatt PUE da ko‘rinadi.

Nimani o‘rganasiz

Simulyator

Vaqt 0 daq
Server kirish harorati 22,4 °C · Ishlayotgan chillerlar 2/3 · Uzilgan chillerlar (qulflangan) 0 · UPS batareyasi 100% · 25 °C22,4 °C · IT 803 kW#1#2#3UPS 100%⚡ tarmoq · 🔌🌡 25 °C · COP 5,1 · PUE 1,34
  • Kirish < 24 °C
  • Kirish ≥ 27 °C
  • Kirish ≥ 32 °C
  • Chiller ishlayapti
  • Chiller ishga tushmoqda (5 daq)
  • Chiller uzildi (tiklanguncha qulflangan)

Boshqaruvlar

Chiller #1…#n. Yangi yoqilgan chiller sovitishni boshlashi uchun 5 daqiqa kerak.

Iliqroq suv = chiller samaradorligi yaxshiroq, lekin serverlarning havo kirishi iliqroq.

Keyinga qoldirilgan paketli vazifalar: hozir issiqlik va quvvat kamroq.

Havo yetarlicha sovuq bo‘lganda tashqaridagi sovuq havoni quruq sovutgich orqali ishlatadi.

Kondensator havosini sovutish uchun suvni bug‘latadi: samaradorlik yaxshiroq, ammo suv sarflanadi.

Faqat avtomatik ishga tushish muvaffaqiyatsiz bo‘lsa kerak. 3 daqiqa oladi.

Nosozlik tekshirilgach, chillerning himoya uzilishini bekor qiladi; uzilishdan 15 daqiqa o‘tgach qabul qilinadi.

Ko‘rsatkichlar

Server kirish harorati
22,4°C
normal
PUE
1,34
normal
Obyekt quvvati
1076kW
UPS batareyasi
100%
normal
Sovutilgan suv harorati14,0 °C
Chiller COP5,1
IT yuki803 kW
Ishlayotgan chillerlar2
Mavjud chillerlar (uzilmagan)3
Uzilgan chillerlar (qulflangan)0
Uzilishni tiklash mumkin bo‘lishigacha0 min
WUE0,00 L/kWh
CO₂ emissiyasi484 kg/h

Tendensiya

Server kirish harorati: — °C40,015,0

Inqiroz ssenariylari

1-daraja · Cho‘qqi paytida chiller uzilishi

Issiq tush, tashqarida 32 °C. IT uchta chillerdan ikkitasida 850 kW tortmoqda, energiyani tejash uchun esa sovutilgan suv 16 °C da aylanmoqda — bu server kirishlarini ASHRAE tavsiya etgan chegaradan atigi taxminan 2 K past qoldiradi. Chillerlardan biri uzilish arafasida. Kirishlarni tavsiya etilgan oraliqda saqlang, IT ishini davom ettiring va qurilmani to‘liq zaxiralanishga qaytaring.

  • Kirish hech qachon 27 °C dan oshmasin
  • Oxirida kirish ≤ 25 °C (odatiy holga qaytish)
  • O‘rtacha IT yuki ≥ 750 kW (shunchaki serverlarni o‘chirib qo‘ymang)
  • Oxirida uchala chiller yana mavjud (uzilgan agregat qayta tiklangan)

2-daraja · Issiq to‘lqin va talabga javob chaqiruvi

Tashqi harorat 30 °C dan 42 °C gacha ko‘tariladi. Chillerlar quvvat va samaradorlikni yo‘qotadi. Keyin tarmoq operatori talabga javob so‘rovini beradi: bu obyektning quvvatini yarim soat davomida 900 kW dan past ushlang.

  • Kirish hech qachon 27 °C dan oshmasin
  • So‘rov davomida obyektning o‘rtacha quvvati ≤ 900 kW
  • Ssenariy davomida o‘rtacha IT yuki ≥ 720 kW

3-daraja · Tarmoq o‘chdi, generator ishga tushmadi

Tarmoq o‘chadi. Generator o‘n soniya ichida ishni olishi kerak — bu safar olmaydi. Serverlar taxminan o‘n daqiqalik energiyali UPS batareyalarida, chillerlar esa o‘chiq.

  • IT to‘xtashi yo‘q
  • Batareya hech qachon 72 % dan past bo‘lmasin
  • Kirish hech qachon 25 °C dan oshmasin

Asos — raqamlar ortidagi model

Simulyator ishlatadigan har bir bog‘lanish, manbasi bilan. Taxmin deb belgilangan doimiylar misol kalibrlashlardir.

Havo tuguni energiya balansi: serverlar havoni isitadi, sovutish g‘altaklari issiqlikni sovutilgan suvga o‘tkazadi.
C_air · dT_air/dt = P_IT + P_fans − Q_CRAH, Q_CRAH = UA · (T_air − T_chw)[4][11]Taxmin: issiqlik sig‘imlari, g‘altak o‘tkazuvchanligi, chiller o‘lchami va batareya energiyasi 1 MW zal uchun misol qiymatlardir.
Suv tuguni energiya balansi: konturning issiqlik massasi issiqlik yuki va chiller quvvati orasidagi farqni yumshatadi.
C_w · dT_chw/dt = Q_CRAH − Q_chillers − Q_econ, C_w = 20 m³ × 4186 J/(kg·K)[4]
Chiller samaradorligi Karno chegarasining qat’iy ulushi sifatida — tashqi havo isigan sari u pasayadi. Bug‘latgich harorati belgilangan qiymatga emas, sovutilgan suv konturining haqiqiy haroratiga (undan 2 K past) ergashadi, shuning uchun uzilishdan keyin isigan kontur COP ni qisqa muddatga oshiradi.
COP = 0.45 · T_evap / (T_cond − T_evap), T_evap = T_chw − 2 K, T_cond = T_air,out + 12 K [K][5]Taxmin: issiqlik sig‘imlari, g‘altak o‘tkazuvchanligi, chiller o‘lchami va batareya energiyasi 1 MW zal uchun misol qiymatlardir.
Quvvatdan foydalanish samaradorligi: obyektning umumiy quvvati bo‘lingan IT quvvatiga (1,0 — ideal).
PUE = P_facility / P_IT[1][12][8]
Suvdan foydalanish samaradorligi; kondensator havosini sovutish uchun kerak bo‘lgan energiyadan bug‘langan suv.
WUE = water (L) / IT energy (kWh); evaporation = m_air · c_p · ΔT / h_fg[2][7]
Server kirish havosi uchun ASHRAE issiqlik doirasi.
recommended 18–27 °C · A1 allowable 15–32 °C[3]
UPS batareya energiyasi generator ishni o‘z zimmasiga olgunicha himoyalangan yuk bilan birga kamayadi.
E_batt(t+Δt) = E_batt − (P_IT + P_fans + P_pumps)/η_UPS · Δt (energy balance); generator ≤ 10 s[6]Taxmin: issiqlik sig‘imlari, g‘altak o‘tkazuvchanligi, chiller o‘lchami va batareya energiyasi 1 MW zal uchun misol qiymatlardir.
Har qanday quvvat o‘tkazilgandan keyin chillerlar to‘xtaydi va qayta ishga tushirilishi kerak.
chiller restart after any power transfer = 5 min (quick-start; typical 10–15 min)[11]
Elektr tarmog‘i intensivligidan yoki generator ishlaganda dizel yoqilg‘isidan chiqadigan emissiyalar.
CO₂ = P_facility × grid intensity (≈450–650 g/kWh in the scenarios); diesel ≈ 2.69 kg CO₂/L[9][10][13]
Model ishlatadigan boshqa ekspluatatsiya doimiylari.
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 %Taxmin: issiqlik sig‘imlari, g‘altak o‘tkazuvchanligi, chiller o‘lchami va batareya energiyasi 1 MW zal uchun misol qiymatlardir.

Tasodifiylik: seedli mulberry32 generatori; ishlatilgan taqsimotlar — tekis, eksponensial (teskari CDF), normal (Box–Muller), Puasson (Knuth). Seed ko‘rsatiladi va ulashiladi.

Manbalar

  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

Buni kasb sifatida kim qiladi

Ta’limiy model — operatsion qarorlar uchun emas. Haqiqiy obyektlar har bir doimiyni o‘z jihozi va ma’lumotlariga moslab kalibrlaydi.