Veri Merkezi Soğutma Sistemlerinde Rüzgar Yönleri ve Bypass Oranı
Veri merkezlerinde, donanım ve sunucuların çalışması sırasında oluşan ısı, soğutma sistemleri aracılığıyla kontrol edilmelidir. Soğutma amaçlı kullanılan ünitelerin yerleşimi büyük veri merkezlerinde çatı üstünde konumlandırılabilir. Ancak, bu yöntemin bypass oranı, verimlilik ve performans açısından önemlidir. Bu nedenle, HAD analizleri, bypass oranının incelenmesi ve optimize edilmesinde kullanılabilir.
Bypass oranını incelediğimiz blog yazımıza bu linkten ulaşabilirsiniz:
HAD analizi (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Analizi), bilgisayar simülasyonları yoluyla akışkanların hareketini ve davranışını modelleme yöntemidir. Bu yöntem, matematiksel denklemler kullanarak, akışkanların hızı, sıcaklığı, basıncı, yoğunluğu ve diğer özellikleri gibi değişkenlerin analizini yapar. HAD analizi, akışkanların davranışlarının daha iyi anlaşılmasına ve optimize edilmesine yardımcı olur. Bu nedenle birçok endüstride, özellikle havacılık, yapı ve ilaç sanayinde geliştirme çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu yazımızda bir veri merkezinin soğutma ünitelerinin yüzey emiş sıcaklılarını ve bypass oranlarını , rüzgar yönü gibi etkenlere bağlı değişimlerini HAD analizi kullanarak inceleyeceğiz. Buradan çıkan sonuçlarla en yüksek bypass oranlarını tespit etmeye çalışacağız.
Örnek bir model kurgulayıp üzerinden senaryolarımızı gerçekleştirelim:
Bir veri merkezinin çatısında 10 adet:
- İklimlendirme Üniteleri (emiş ve atış menfezleri)
- Jeneratör odalarından atılan gazlar için Jeneratör Bacaları
- Jeneratör Fanları
- Jeneratör Taze Hava Emiş Menfezleri yer alır.
Tasarım ve analizler için odaklanacağımız noktalar iklimlendirme ünitelerinin emiş menfezlerinde oluşan sıcaklıklar ve bypass oranlarıdır.
Senaryolardan bağımsız olarak veri merkezinin işletmesinden kaynaklı sınır şartları değerleri oluşturulmalıdır. Bunlar cihazların ve havalandırma elemanlarının hangi debi, sıcaklık ve derişimlerle emiş ve atış yapacağının tanımlanmasıdır.
8 Farklı Rüzgar Yönü Senaryosu
Örnek sistem üzerine uygulanacak dış ortam şartları için sınır koşullarını tanımlayalım:
- 41.5 °C atmosfer sıcaklığı
- 8 Yönden Uygulanacak Rüzgar Profili
Şekil 3’te bulunan rüzgar profilini 8 farklı yönden uygulayarak cihazların yüzey emiş sıcaklıklarının ortalamaları ve bypass oranları tespit edilmiştir.
Şekil 5,6 ve 7’de gösterilen doğu yönünden esen rüzgarların hız, sıcaklık ve yüzey sıcaklıkları dağılımları gösterilmiştir. CFD analizinden aldığımız verilere göre rüzgar yönleri ile iklimlendirme ünitelerinin yüzey emiş sıcaklıklarının ortalamaları hesaplanmıştır.
Şekil 8’de gösterilen grafiğe göre, ortalama yüzey emiş sıcaklıklarının ve bypass oranlarının en yüksek değerleri doğu ve batı rüzgarlarında oluşmaktadır. Bütün yönlerin ortalama değerleri için Tablo 2 incelenebilir.
Kuzey ve Güney yönünden esen rüzgarlar için bypass oranları görece düşük, Doğu ve Batı yönlerinden esen rüzgarlarda bypass oranları yüksektir. Görsel 9’da gösterildiği üzere Doğu-Batı rüzgarları cihazlardan atılan sıcak havayı emiş yüzeylerine doğru sürüklemektedir, buna bağlı olarak bypass oranları artmıştır. Kuzey-Güney Rüzgarları ise cihazlardan atılan sıcak havayı orta bölgede toplamaktadır. Bypass oranı rüzgarın yönüyle doğrudan alakalıdır. Bypass oranının rüzgar yönü ile artıp azalması bir tasarım kriteridir ve bölgedeki hakim rüzgarlar tasarım aşamasında göz önünde bulundurulmalıdır.
Gelecek hafta, rüzgar yönleri ile birlikte profil üzerinden rüzgar şiddetlerini de artırarak tasarımdan kaynaklı bypass oranlarının değişimini inceleyeceğiz.
