SoSo CAD
Bilimsel makalePDF2025

İki Avrupa Veri Merkezinde CFD Modellemesi ile Enerji Verimliliği Artışı

Özgün başlık Energy efficiency enhancement in two European data centers through CFD modeling

Scientific Reports (Springer Science and Business Media LLC) · Onur Muhammed Sarikaya, Mustafa Kuzay ve diğerleri

EU HEATWISE projesinden iki küçük pilot sunucu odası (Polonya'da PSNC, Danimarka'da Aalborg Üniversitesi) için OpenFOAM tabanlı CFD modelleri kuruldu, ölçümlerle doğrulandı ve KPI rehberliğinde adım adım iyileştirmelerin etkisi hesaplandı.

Belgeyi okuİndir (PDF, 4,2 MB)Özgün kaynağa git

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Bu sayfada

Özet

AB'nin yeni raporlama düzeni veri merkezi verimliliğini anahtar performans göstergeleriyle (KPI) değerlendirmeye odaklanıyor; çalışma bu KPI'ların CFD benzetimiyle nasıl hesaplanıp iyileştirmeleri yönlendirebileceğini soruyor. PSNC, 2 raflı ve 9 aktif sunuculu, tavana monte ünitelerle soğutulan açık koridorlu mikro veri merkezi; AAU 6 raflı, 21 aktif sunuculu ve iki fan-coil ünitesiyle soğutuluyor. AAU ölçümleri 16 kalibre Dantec 54R103 anemometre (0-5 m/s, ±%5) ve PT100 sensörleri (kurulum belirsizliği 0,21 °C) kullandı; PSNC iki gün boyunca 10 dakikada bir örneklenen IPMI verisi kullandı.

Türbülans k-omega SST ile modellendi. Sunucular momentum ve ısı kaynaklı, Darcy-Forchheimer gözenekli dirençli (gözeneklilik 0,5) açık kutu modelleri, soğutma üniteleri ideal gaz yasasından kaldırma kuvvetli sabit debili kara kutu sınırlarıydı. Beş seviyeli ağ çalışmasından sonra Mesh3 seçildi; nihai ağlar 1.652.180 hücre (PSNC) ve 1.066.351 hücre (AAU), y+ yaklaşık 1,1 ile 9,8. Simüle ve ölçülen sunucu giriş sıcaklıkları arasındaki ortalama mutlak fark PSNC için 1,3 °C, AAU için 1,6 °C idi; hava akışı 90 derece döndürülmüş bir sunucunun yakınında hata daha büyüktü.

KPI sınırları ASHRAE önerilen 18-27 °C ve izin verilen 15-32 °C giriş sıcaklıklarıydı. PSNC iyileştirmesi (tavan havalandırma ünitelerini kaldırma, sıcak/soğuk kapama oluşturacak ayırıcılar ekleme, kullanılmayan sunucu yüzlerini kapatma) RHI'da %50 ve RI'da %31 iyileşme verdi. AAU iyileştirmesi (rafları yeniden konumlandırma, ayırıcılar, kullanılmayan bölmeleri kapatma) RTI'da %75 ve RHI'da %18 iyileşme verdi. Hava akışı iyi organize olsa bile besleme havası önerilen minimumun altındaysa RCI-HI düşebiliyor; bu nedenle besleme sıcaklığı ve debisi kapamadan ayrı ayarlanmalı.

Sınırlar: iki küçük pilot oda (2 ve 6 raf); sonuçlar büyük salonlara doğrudan aktarılamaz. Çalışma, KPI rehberli iyileştirme iş akışı olarak AB Enerji Verimliliği Direktifi raporlama düzenine uyuyor.

Öne çıkan noktalar

  1. PSNC 2 raflı ve 9 aktif sunuculu, tavana monte ünitelerle soğutulan açık koridorlu mikro veri merkezi; AAU 6 raflı, 21 aktif sunuculu ve iki fan-coil ünitesiyle soğutuluyor.
  2. AAU ölçümleri 16 kalibre Dantec 54R103 anemometre (0-5 m/s, ±%5) ve PT100 sensörleri (kurulum belirsizliği 0,21 °C) kullandı; PSNC iki gün boyunca 10 dakikada bir örneklenen IPMI verisi kullandı.
  3. Türbülans k-omega SST; sunucular Darcy-Forchheimer gözenekli dirençli (gözeneklilik 0,5) açık kutu modelleri; soğutma üniteleri sabit debili kara kutu sınırları.
  4. Beş seviyeli ağ çalışmasından sonra Mesh3 seçildi: 1.652.180 hücre (PSNC), 1.066.351 hücre (AAU), y+ yaklaşık 1,1-9,8.
  5. Simüle ve ölçülen sunucu giriş sıcaklıkları arasındaki ortalama mutlak fark PSNC için 1,3 °C, AAU için 1,6 °C; hava akışı 90 derece döndürülmüş sunucu yakınında hata daha büyük.
  6. KPI sınırları: ASHRAE önerilen 18-27 °C, izin verilen 15-32 °C giriş sıcaklığı.
  7. PSNC iyileştirmesi RHI'da %50, RI'da %31 iyileşme; AAU iyileştirmesi RTI'da %75, RHI'da %18 iyileşme verdi.
  8. Besleme havası önerilen minimumun altındaysa hava akışı iyi organize olsa bile RCI-HI düşebilir; besleme sıcaklığı ve debisi kapamadan ayrı ayarlanmalı.

Tasarımda kullanımı

  • İyileştirme iş akışını KPI rehberli kurun: doğrulanmış CFD modeliyle RCI, RHI, RTI ve geri dolaşım indeksini hesaplayıp rafları yeniden konumlandırma, ayırıcı, kullanılmayan bölme kapatma ve kötü yerleşmiş havalandırma ünitelerini kaldırma adımlarını sırayla test edin.
  • CFD doğrulamasında simüle ve ölçülen sunucu giriş sıcaklığı farkını (burada 1,3-1,6 °C) kabul kriteri olarak kaydedin ve hava akışı döndürülmüş sunucu yakınında daha yüksek hata bekleyin.
  • RCI-HI düşük çıktığında kapamanın yanı sıra besleme sıcaklığını ve debisini ayrı ayarlayın; besleme önerilen minimumun altında olabilir.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

Ayda bir: yeni eklenen kaynaklar, Türkiye mevzuatındaki değişiklikler ve yaklaşan veri merkezi etkinlikleri.

SoSo CAD

Soğutma kapasitenizi tasarımla birlikte kontrol edin

SoSo CAD’de zonların ısı yükünü, kullanılabilir kapasitesini ve en büyük ünite kaybındaki kapasite dengesini inceleyin.

Demo iste
SoSo CAD soğutma çalışma alanında zon yükleri ve kapasite dengesi

Kimler okumalı

Küçük ve orta ölçekli veri odalarında KPI rehberli hava akışı iyileştirmesi ve AB Enerji Verimliliği Direktifi raporlaması hazırlayan mühendisler.

Belgenin bölümleri

  1. Giriş
  2. Metodoloji (pilot veri merkezlerinde deneysel çalışmalar)
  3. Sonuçlar ve tartışmalar (sayısal modelin deneysel verilerle doğrulanması)
  4. Sonuçlar

İlgili standartlar

  • ASHRAE TC 9.9 Thermal Guidelines for Data Processing Environments
  • EU Energy Efficiency Directive (EU) 2023/1791
  • EU Code of Conduct on Data Centre Energy Efficiency

Belgeyi okuyun

cfd-two-european-dcs-2025.pdf

PDF · 4,2 MB · İngilizce

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

İndir (PDF, 4,2 MB)Tarayıcıda aç

Belge, lisansı yeniden dağıtıma izin verdiği için özgün haliyle ve değiştirilmeden sunulmaktadır.

Yayın bilgileri

Yazarlar
Onur Muhammed Sarikaya; Mustafa Kuzay; Ender Demirel; Simon Pommerencke Melgaard; Jesper Ellerbaek Nielsen; Rasmus Lund Jensen; Ariel Oleksiak; Wojciech Szeliga
Yayıncı
Scientific Reports (Springer Science and Business Media LLC)
Yıl
2025
Cilt
15
Sayı
1
Sayfalar
24952
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Açık lisans — indirilebilir
Lisans
CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz
Lisans kanıtı
www.nature.com
Özgün lisans notu (İngilizce)

PDF open-access statement: licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Künye

Onur Muhammed Sarikaya; Mustafa Kuzay; Ender Demirel; Simon Pommerencke Melgaard; Jesper Ellerbaek Nielsen; Rasmus Lund Jensen; Ariel Oleksiak; Wojciech Szeliga (2025). Energy efficiency enhancement in two European data centers through CFD modeling. Scientific Reports (Springer Science and Business Media LLC). 15(1), 24952. https://doi.org/10.1038/s41598-025-11048-0

Hava akışıPerformans göstergeleriSoğutma

Konuyla ilgili etkinlikler

Etkinlik takvimini inceleyin

İçerik ve tüm hakları eser sahiplerine aittir. SoSo CAD yalnızca künye, kendi hazırladığı özet ve kaynağa bağlantı sunar; kaynakların içeriğinden sorumlu değildir.