CFD simulatie van uw datacentrum

Transcriptie

1 CFD simulatie van uw datacentrum Norbert Engelberts

2 Overzicht Introductie Wat is CFD? Case studie server ruimte Conclusie Vragen/ opmerkingen 2

3 Wat is CFD? Computational Fluid Dynamics (CFD) is een numerieke method waarmee stroming, warmte overdracht/ temperaturen en andere fysische verschijnselen inzichtelijk gemaakt kunnen worden. De resultaten van een CFD simulatie kunnen gebruikt worden als onderdeel van het ontwikkel/ ontwerp proces om aan te tonen hoe een product en/ of process zich gedraagd. Dit kan gebruikt worden om problemen inzichtelijk te maken en om te optimaliseren tijdens het ontwerp. CFD kan op elk niveau gebruikt worden van chip tot server ruimte/ gebouw 3

4 Case studie koeling Serverruimte Doel Optimalisatie van de serverruimte door gebruik te maken van 6SigmaRoom van Future Facilities Ltd Uitgangspunten modelering Koeling met buitenlucht met een luchtbehandelings systeem Beide airconditioners staan uit Buiten temperatuur 15 C Totale dissipatie in de server ruimte 33.6kW Lucht hoeveelheden ingesteld op een T uit-in van 10K (ingaand: 24 C, uitgaand: 33 C) Luchthoeveelheden ruimte constant genomen Server/PSU kasten en geinstalleerde apparatuur fictief 4

5 Model 200 huidige situatie Omgevings lucht 15 C Lucht uitlaat naar buiten Buiten lucht inlaat Profitbox lucht behandelings kast (actief) ACU Krone TDAV1021DC (inactief) ACU Uniflair SDA0601A (inactief) Vloer roosters: 100% 50% 100% 50% Scheidings wand met gesloten deur Tegel afmetingen 60cmx60cm 5 50% 100% 50% 100% 50% Verhoogde vloer Server rekken/ cabinets Verlaagd plafon (false ceiling) (transparant gemaakt)

6 Model 200 server rekken Totale dissipatie 33.6kW UPS Server Server 2000W 4000W 4000W Server 4000W Server 4800W Server 4000W Server 4000W Server 4800W UPS 2000W 6

7 Koelconcept met buitenlucht Lucht inlaat van buiten 6000m 3 /h, 15 C Re-circulatie 4000m 3 /h, 33 C Retour lucht 10000m 3 /h, 33 C Lucht na mixing 10000m 3 /h, 22 C Lucht naar buiten 6000m 3 /h, 33 C Lucht behandelings kast Power consumptie ventilator3.4kw Lucht inlaat via een vloer plenum 10000m 3 /h, 23 C 7

8 Model 200 stromings verdeling 8

9 Model 200 temperatuur verdeling Temperatuur midden (plafon/ vloer) 9

10 Model 200 ingaande lucht rekken 22.8C 22.9C 23.1C 23.2C 23.1C 23.6C 23.6C 23.4C 23.2C 10

11 Model 200 Lucht verdeling inlaat Lucht hoeveelheden vloer roosters in m 3 /h Vloer roosters: 100% 50% 100% 50% 50% 100% 50% 100% 50% 11

12 Case studie Serverruimte Overzicht uitgevoerde studies Model Korte beschrijving Scheidings wand Deur open/ dicht Inlaat rooster % open Blind panelen rekken 200 Huidige situatie ja dicht 50%/100% nee 201 Geen scheidingswand nee nvt 30% nee 202 Scheidings wand. Deur open 203 Scheidings wand. Deur dicht 204 Blindpanelen 30% open roosters 205 Blindpanelen 90% open roosters ja open 30% nee ja dicht 30% nee ja dicht 30% ja ja dicht 90% ja 12

13 Model 201 Vloerroosters 30% open geen scheidings muur Geen blindplaten 13

14 Model 201 Overzicht Ambient air 15 C Geen blindpanelen 6 vloer roosters 30% open Verhoogde vloer 5 vloer roosters 30% open 14

15 Model 201 stromings verdeling Model 201 geen wand Model 200 uitgangs situatie 15

16 temperatuur verdeling Model 201 geen tussen wand Model 200 Uitgangs situatie Temperatuur midden (plafon/ vloer) 16

17 Model 201 ingaande lucht rekken 26.0C 25.4C 26.1C 27.4C 32.5C 27.0C 27.0C 26.6C 29.7C 17

18 Model 201 Lucht verdeling inlaat Air flow rates in m 3 /h Vloer roosters: Alle 30% open

19 Model 204 Vloerroosters 30% open scheidings muur Blindplaten rek/ cabinet 1 19

20 Model 204 Overzicht Omgevingslucht 15 C Blind panelen 6 vloer roosters 30% Deur dicht Scheidings wand Verhoogde vloer 20 5 vloer roosters 30%

21 Model 204 lucht verdeling Model 204 Model 200 Baseline 21

22 temperatuur verdeling Model 204 geen wand Model 200 Baseline Temperatuur midden (plafon/ vloer) 22

23 Model 204 ingaande lucht rekken Model 204 Model 200 Model C 25.4C 22.9C 22.8C 22.9C 22.5C 22.6C 23.1C 22.8C 22.9C 23.1C 23.2C 26.1C 27.4C 32.5C 22.9C 23.1C 22.6C 22.6C 23.2C 23.6C 23.6C23.4C 27.0C 27.0C 26.6C 29.7C Model 200 uitgangs positie Model 201, geen wand Model % open, blind platen rek 1 23

24 Model 204 Lucht verdeling inlaat Air flow rates in m 3 /h Vloer roosters: Alle 30% open

25 Overzicht model Conclusie: Een scheidingswand tussen de koude en warmte gang is noodzakelijk. Model 204 geeft de laagste en de meest gelijkmatige ingaande lucht temperatuur. 25

26 Overzicht model vervolg Conclusie: In model 204 met alle roosters 30% open is lucht verdeling over de inlaat-roosters het meest gelijkmatig verdeeld. => Het helemaal openzettten van de roosters (90-100%) levert een onbelans op in de lucht verdeling 26

27 Lucht stroming Model 200 stroming in de kanalen Model 201 stroming zonder tussen wand 27

28 Lucht stroming Model 202 stroming door de open deur Model 204 stroming onder de vloer 28

29 Conclusie Case studie Aangetoond is dat een scheidingswand, blindplaten en alle vloerplaten 30% open zal leiden tot een optimale temperatuur- en luchtverdeling in de serverruimte. Algemeen CFD simulaties geven inzicht in de lucht/ temperatuur verdeling in de zaal. Vooraf kunnen risicos ingeschat en opgelost worden; hotspots in de zaal en in de apparatuur kunnen voorkomen worden Op basis hiervan kunnen vooraf situaties bekeken worden en ontwerpen onderzocht worden die zullen leiden tot de optimale koeling van de apparatuur in de ruimte Geoptimaliseerde koeling zal energie verlagend werken: De ventilatoren in de apparatuur en in de ruimte kunnen op een lager toerental draaien, Minder topkoeling nodig Betere benutting van de ruimte 29

30 Vragen/ opmerkingen Vragen/ opmerkingen 30

31 Details Norbert Engelberts Specialist bij Duurzame Datacenters Optimal Thermal Solutions BV 31