SoSo CAD
Bilimsel makalePDF2025

Binaya Entegre Bir Uç Veri Merkezinden Atık Isı Geri Kazanımını Maksimize Etmek

Özgün başlık Maximizing waste heat recovery from a building-integrated edge data center

Scientific Reports (Springer Science and Business Media LLC) · Mustafa Kuzay, Ender Demirel ve diğerleri

DS Technologies, RISE ve Empa araştırmacıları, İsviçre'de Empa'nın NEST gösterim binasındaki tek raflı hava soğutmalı bir uç veri merkezini inceledi: raf içi soğutma serpantinleri düşük ve orta sıcaklıklı bina ısı şebekelerini besliyor.

Belgeyi okuİndir (PDF, 4,1 MB)Özgün kaynağa git

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Bu sayfada

Özet

Küçük veri merkezleri ticari ve hizmet binalarının enerji sistemlerine entegre edilip sunucuların ürettiği atık ısıyı yakalayabilir, çevresel etkileri azaltabilir ve enerji verimliliğini artırabilir. Çalışma, hava soğutmalı sunuculardan oluşan bir uç veri merkezinde iş yükü dağılımını optimize ederek soğutma serpantinlerinden atık ısı yakalamayı maksimize eden yeni bir metodoloji sunuyor. Doğrulanmış hızlı ısıl değerlendirme yaklaşımıyla çıkış sıcaklıklarının maksimizasyonu algoritması (MOTA) geliştirildi. Pilot veri merkezi, ECO-Qube ve HEATWISE AB projelerinde kullanılan karma kullanımlı dikey enerji bölgesi olan Empa'nın NEST modüler araştırma binasında barındırılıyor.

Soğutma sisteminin parametreleri (hava ve su debileri, serpantin etkinliği) deneysel olarak karakterize edildi. Oda ve serpantinin doğrulanmış çok bölgeli CHT sayısal modeli kuruldu ve serpantinden ısı transferi etkinlik-NTU yöntemiyle modellendi. Hızlı ısıl değerlendirme (FTE) sunucu çıkış sıcaklığı tahmin edicisinin ortalama sapması 1,06 °C (%95 GA 0,64-1,48 °C), Bland-Altman uyum sınırları -0,84 ile 2,97 °C idi.

Rastgele dağıtılmış iş yüklerine göre MOTA atık ısı geri kazanımını %17,1'e kadar iyileştiriyor. Serpantin su debisini optimize etmek soğutma sistemine aktarılan soğutma yükünü %53,2'ye kadar azaltıyor. MOTA'nın yüksek dönüş havası sıcaklıkları besleme ve dönüş havası farkını genişletiyor, soğutma ünitesi verimini artırıyor ve evsel kullanım için gereken ısı pompası sıcaklık yükseltmesini azaltıyor.

Sınırlar: doğrulama sabit koşullarda tek raflı, homojen, hava soğutmalı bir mikro veri merkezinde yapıldı; büyük heterojen kümelere ve çipe doğrudan soğutmaya uygulanabilirlik kanıtlanmış değil.

Öne çıkan noktalar

  1. Pilot veri merkezi, ECO-Qube ve HEATWISE AB projelerinde kullanılan karma kullanımlı dikey enerji bölgesi olan Empa'nın NEST modüler araştırma binasında barındırılıyor.
  2. Hızlı ısıl değerlendirme (FTE) sunucu çıkış sıcaklığı tahmin edicisinin ortalama sapması 1,06 °C (%95 GA 0,64-1,48 °C), Bland-Altman uyum sınırları -0,84 ile 2,97 °C.
  3. Rastgele dağıtılmış iş yüklerine göre MOTA atık ısı geri kazanımını %17,1'e kadar iyileştiriyor.
  4. Serpantin su debisini optimize etmek soğutma sistemine aktarılan soğutma yükünü %53,2'ye kadar azaltıyor.
  5. MOTA'nın yüksek dönüş havası sıcaklıkları besleme ve dönüş havası farkını genişletiyor, soğutma ünitesi verimini artırıyor ve evsel kullanım için gereken ısı pompası sıcaklık yükseltmesini azaltıyor.
  6. Doğrulama sabit koşullarda tek raflı, homojen, hava soğutmalı bir mikro veri merkezinde yapıldı; büyük heterojen kümelere ve çipe doğrudan soğutmaya uygulanabilirlik kanıtlanmış değil.

Tasarımda kullanımı

  • Binaya entegre bir uç veri merkezinde iş yükünü sunuculara çıkış sıcaklıkları azami (standart sınırlar içinde) olacak şekilde dağıtın; rastgele dağılıma göre geri kazanılabilir ısı %17,1'e kadar arttı.
  • Raf içi serpantin su debisini optimize edin; soğutma sistemine aktarılan soğutma yükü %53,2'ye kadar azaldı.
  • Yüksek dönüş havası sıcaklığının ısı pompası sıcaklık yükseltmesini azalttığını bina sıcak su tasarımında kullanın; sonuçları tek raflı homojen hava soğutmalı yerleşim için geçerli sayın.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

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

SoSo CAD

Tasarım kararlarının maliyetini karşılaştırın

SoSo CAD’de ekipman maliyetlerini, enerji giderlerini ve toplam sahip olma maliyetini (TCO) girdileriniz ve varsayımlarınızla değerlendirin.

Demo iste
SoSo CAD maliyet çalışma alanında CAPEX ve TCO tahminleri

Kimler okumalı

Binaya entegre uç veri merkezlerinde atık ısı geri kazanımı ve iş yükü yerleşimi tasarlayan mühendisler.

Belgenin bölümleri

  1. Giriş
  2. Sonuçlar (soğutma serpantini karakterizasyonu, çok bölgeli CHT modeli doğrulaması, FTE tahmin edicisi, MOTA ile atık ısı geri kazanımı, serpantin su debisi optimizasyonu)
  3. Tartışma
  4. Yöntemler (deneysel kurulum, etkinlik-NTU yöntemi, OpenFOAM CHT modeli, MOTA algoritması)

İlgili standartlar

  • ASHRAE TC 9.9 thermal guidelines

Belgeyi okuyun

edge-dc-building-waste-heat-recovery-2025.pdf

PDF · 4,1 MB · İngilizce

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

İndir (PDF, 4,1 MB)Tarayıcıda aç

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

Yayın bilgileri

Yazarlar
Mustafa Kuzay; Ender Demirel; Cagatay Yilmaz; Binod Prasad Koirala; Philipp Heer
Yayıncı
Scientific Reports (Springer Science and Business Media LLC)
Yıl
2025
Cilt
15
Sayı
1
Sayfalar
38724
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Açık lisans — indirilebilir
Lisans
CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz
Lisans kanıtı
doi.org
Özgün lisans notu (İngilizce)

Article states it is open access under a Creative Commons Attribution (CC BY / CC BY 4.0) licence (verified in PDF text).

Künye

Mustafa Kuzay; Ender Demirel; Cagatay Yilmaz; Binod Prasad Koirala; Philipp Heer (2025). Maximizing waste heat recovery from a building-integrated edge data center. Scientific Reports (Springer Science and Business Media LLC). 15(1), 38724. https://doi.org/10.1038/s41598-025-22498-x

SürdürülebilirlikHava akışıİşletme

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.