Optimiza el rendimiento de tus grupos electrógenos comprendiendo las pérdidas de carga en sus locales y su impacto en la continuidad de explotación de tu centro de datos.
Los grupos electrógenos son la última línea de defensa de un centro de datos en caso de fallo de la alimentación principal. Un estudio profundo de las pérdidas de carga en sus locales es primordial para garantizar su disponibilidad y su fiabilidad.
Lo esencial. Estudio CFD de las pérdidas de carga en los locales de grupos electrógenos de un centro de datos en Marcoussis. Los silenciadores acústicos, indispensables contra el ruido, generan importantes pérdidas de carga; revisando los conductos y añadiendo deflectores, el estudio redujo estas pérdidas en más de un 50 %, lo que acelera la descarga en cubierta y disminuye el riesgo de bucle con los aeroenfriadores.
En un centro de datos, los grupos electrógenos son la última línea de defensa en caso de fallo de la alimentación principal. Su funcionamiento óptimo garantiza la continuidad de las operaciones incluso en caso de corte de corriente.
Sin embargo, el rendimiento de estos grupos puede verse comprometido por varios factores, en particular las pérdidas de carga en los locales donde están instalados. Un estudio profundo es por tanto de importancia capital para asegurar la disponibilidad y la fiabilidad de los grupos, y por extensión, del centro de datos en su conjunto.
La energía de un volumen de aire se expresa como una suma de presiones, que constituye la presión total:
Presión debida al peso de la columna de aire: ρgh.
Presión dinámica ligada a la velocidad del aire: ρv²/2.
Presión estática ligada a la presión interna del aire: P.
La pérdida de carga de un componente es la diferencia entre las presiones totales en su entrada y en su salida. Se debe a las resistencias que encuentra el aire a través de los elementos de la red (conductos, codos, compuertas, rejillas…). En los grupos electrógenos, unos silenciadores instalados aguas arriba y aguas abajo limitan las molestias sonoras, pero generan importantes pérdidas de carga adicionales.
Suma de la presión estática, la presión dinámica (ligada a la velocidad) y la presión debida al peso de la columna de aire. La pérdida de carga de un componente es la diferencia de presión total entre su entrada y su salida.
Los estudios CFD de pérdidas de carga permiten una modelización numérica detallada de los flujos y aportan información crucial sobre las zonas de pérdida de carga, de turbulencia y de estancamiento. Permiten identificar los puntos débiles, optimizar el diseño y predecir el efecto de las modificaciones antes de su ejecución física, un método económico.
A recordar. Reducir las pérdidas de carga permite alcanzar velocidades de descarga más elevadas en cubierta, y por tanto reducir el riesgo de bucle con los aeroenfriadores.
La mayoría de las pérdidas de carga en las líneas de extracción de los grupos electrógenos son pérdidas de carga singulares, causadas por cambios bruscos de geometría (codos, estrechamientos, ensanchamientos):
Formación de torbellinos y zonas de turbulencia — los cambios bruscos perturban el flujo y provocan pérdidas de energía.
Aceleración y desaceleración del flujo — el paso entre secciones anchas y estrechas convierte la energía cinética en presión.
Fricción en las paredes — las irregularidades de superficie aumentan la resistencia al flujo.
Estas pérdidas pueden reducirse mediante un diseño adaptado de los conductos: uniones lisas y transiciones progresivas entre secciones.
Pérdida de energía localizada provocada por un cambio brusco de geometría (codo, estrechamiento, ensanchamiento) que crea torbellinos y turbulencia, frente a las pérdidas distribuidas debidas a la fricción a lo largo de las paredes.
El modelo 3D del local técnico se creó a partir de los planos y del modelo 3D del proceso: grupos electrógenos, silenciadores, chimeneas, conductos y plenums se representaron fielmente, respetando su ubicación real.
Las velocidades y presiones procedentes de las simulaciones se analizan para calcular las pérdidas de carga de cada local, evaluando las variaciones de presión total a lo largo del recorrido del aire.
Los silenciadores reducen considerablemente el nivel de decibelios a la salida del conducto. Pero el paso del aire a través de estos dispositivos aumenta las pérdidas de carga (obstrucción, cambios bruscos de dirección, turbulencia). Hay que encontrar por tanto el buen equilibrio entre reducción acústica y reducción de las pérdidas de carga.
Dispositivo de bafles absorbentes colocado aguas arriba y aguas abajo del grupo electrógeno para atenuar el ruido. Eficaz acústicamente, obstruye el flujo y añade pérdidas de carga que hay que equilibrar.
La configuración de los locales provocaba pérdidas de carga excesivas. Se modificaron para reducir la resistencia al flujo, en particular en los silenciadores y en el conducto de descarga. Se instalaron deflectores para hacer los cambios de dirección menos bruscos.
Gracias a estas modificaciones, las pérdidas de carga se redujeron en más de un 50 %. Esta reducción asegura un funcionamiento eficaz de los grupos y permite velocidades de aire más elevadas a la salida del conducto, reduciendo los fenómenos de bucle con los aeroenfriadores en cubierta.
Saber hacer: la simulación CFD externa para los centros de datosSilenciadores, pérdidas singulares y optimización de los conductos: las respuestas a las preguntas de operadores y equipos de diseño.
Porque los grupos electrógenos son la última línea de defensa del centro de datos: pérdidas de carga excesivas comprometen su caudal de aire y por tanto su fiabilidad. La CFD las cuantifica y guía la optimización, como en nuestro proyecto Data Center PA 22.
Una pérdida de energía localizada debida a un cambio brusco de geometría (codo, estrechamiento, ensanchamiento) que genera torbellinos y turbulencia. Predomina en las líneas de extracción de los grupos electrógenos.
Atenúan el ruido con bafles, pero obstruyen el paso del aire e imponen cambios de dirección, lo que crea turbulencia y resistencia. Hay que equilibrar reducción acústica y pérdidas de carga.
Revisando la geometría de los conductos en los silenciadores y en el conducto de descarga, e instalando deflectores para suavizar los cambios de dirección. Las pérdidas disminuyeron así en más de un 50 %.
Menos pérdidas de carga significan velocidades de descarga más elevadas a la salida del conducto. El penacho se proyecta más alto y más lejos, lo que reduce el riesgo de reaspiración por los aeroenfriadores vecinos.
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Estudio CFD de las pérdidas de carga en los locales de grupos electrógenos: modelización 3D de los conductos y silenciadores, análisis de las velocidades y presiones, optimización que reduce las pérdidas en más de un 50 %.
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