Μέθοδοι εξοικονόμησης ενέργειας και λειτουργίας κλιμαστικών διατάξεων κέντρου υπολογιστικών δεδομένων - Data center

Καπερώνης, Γεώργιος; Kaperonis, Georgios

dc.contributor.author	Καπερώνης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Kaperonis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2024-04-24T10:31:05Z
dc.date.available	2024-04-24T10:31:05Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59280
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26976
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Data center	en
dc.subject	HVAC	en
dc.subject	Energy saving	en
dc.title	Μέθοδοι εξοικονόμησης ενέργειας και λειτουργίας κλιμαστικών διατάξεων κέντρου υπολογιστικών δεδομένων - Data center	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Συστήματα Βιομηχανικής Ψύξης	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-16
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης ενός υπερσύγχρονου κέντρου δεδομένων (data center) με υπολογιστική ισχύ 1 GW, το οποίο βρίσκεται εντός Νομού Αττικής. Το κέντρο δεδομένων προσφέρει υπηρεσίες πληροφορικής και επικοινωνιών σε εταιρείες και ιδιώτες σε όλη τη χώρα. Στο πλαίσιο της εργασίας, προτείνονται και αξιολογούνται τεχνολογίες και λύσεις για την εξοικονόμηση ενέργειας και τη μείωση των εκπομπών CO2. Η τρέχουσα υποδομή του κέντρου δεδομένων περιλαμβάνει συστήματα ψύξης υπό μορφή έμμεσης εξατμιστικής ψύξης με EFC (indirect Evaporative Free Cooling)και αντλιών θερμότητας / κλιματιστικών τύπου split. Ως εναλλακτικές λύσεις, προτείνονται και μελετώνται λύσεις σχετικά με το κέλυφος του κτηρίου, τα σενάρια θα είναι σχετικά με τα υλικά θερμομόνωσης όπως η εξηλασμένη πολυστερίνη (XPS) και οι πλάκες πολυουρεθάνης (PUR), καθώς και σε σχέση τριπλούς ενεργειακούς υαλοπίνακες με αέριο αργκόν στο διάκενο. Επιπλέον προτείνονται λύσεις σχετικά με τα Η/Μ συστήματα, τα συστήματα αυτά είναι εγκατάσταση φωτοβολταϊκού συστήματος και εγκατάσταση κάθετων γεωθερμικών αντλιών ώστε να συνδυαστούν με τα υφιστάμενα Η/Μ συστήματα, έχοντας ως τελικό αποτέλεσμα, το υφιστάμενο κτήριο να αναβαθμιστεί σε ένα πιο αποδοτικό ενεργειακά κτήριο. Ωστόσο, παρά τα οφέλη των φωτοβολταϊκών συστημάτων, αυτά δεν μπορούν να καλύψουν πλήρως τις υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις του κέντρου δεδομένων, λόγω των περιορισμένων επιφανειών για την εγκατάσταση των φωτοβολταϊκών πλαισίων και της μεταβλητής ηλιακής ακτινοβολίας. Παρ' όλα αυτά, η χρήση των φωτοβολταϊκών συστημάτων μπορεί να συμβάλει στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας από το δίκτυο της ΔΕΔΔΗΕ και τη μείωση των εκπομπών CO2. Όμως, τα φ/β συστήματα μπορούν να βοηθήσουν στη σταθεροποίηση της παροχής ενέργειας, καθώς τα data centers απαιτούν συνεχή και αξιόπιστη παροχή ρεύματος για τη λειτουργία τους.. Για την αξιολόγηση της ενεργειακής απόδοσης των προτεινόμενων τεχνολογιών, χρησιμοποιείται το λογισμικό OpenStudio, το οποίο βασίζεται στο EnergyPlus, ένα προηγμένο εργαλείο προσομοίωσης ενεργειακής απόδοσης κτηρίων. Το OpenStudio επιτρέπει τη δημιουργία και την ανάλυση των ενεργειακών μοντέλων του κέντρου δεδομένων και τη σύγκριση των διαφόρων σεναρίων βελτίωσης. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων δείχνουν ότι η εφαρμογή των κάθετων γεωθερμικών αντλιών θερμότητας μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας σε σχέση με τις τα άλλα σενάρια επεμβάσεων. Η εγκατάσταση τριπλών υαλοπινάκων με αργκόν και της χρήσης υλικών θερμομόνωσης όπως το XPS και το PUR, μπορεί να βελτιώσει τη θερμική απόδοση του κτηρίου, μειώνοντας τη θερμική εισροή και τις απαιτήσεις ψύξης. Ωστόσο, οι προσομοιώσεις με το OpenStudio θα δείξουν ότι η εξωτερική μόνωση και τα ενεργειακά παράθυρα δεν αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης σε Data Centers. Με βάση τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, προτείνονται και συζητούνται πιθανές στρατηγικές για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης του κέντρου δεδομένων. Οι προτάσεις περιλαμβάνουν την εφαρμογή των προτεινόμενων τεχνολογιών, την αναβάθμιση της υπάρχουσας υποδομής και την παρακολούθηση της ενεργειακής απόδοσης μέσω της συνεχούς αξιολόγησης και βελτίωσης. Σύμφωνα με την ανάλυση κύκλου κόστους ζωής ( Life Cycle Cost Analysis – LCCA) εξάγεται ότι η επένδυση σε μια γεωθερμική αντλία θερμότητας είναι μια βιώσιμη και κερδοφόρα λύση για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης ενός κέντρου δεδομένων σε βάθος 25 ετών. Τέλος, η παρούσα διπλωματική εργασία υπογραμμίζει τη σημασία της ενεργειακής απόδοσης για τη βιωσιμότητα των κέντρων δεδομένων και την ανάγκη εφαρμογής καινοτόμων τεχνολογιών για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης. Μέσω της αξιολόγησης των προτεινόμενων τεχνολογιών και της εφαρμογής τους στο κέντρο δεδομένων της Αθήνας, η εργασία προσφέρει μια πολύτιμη συμβολή στην περιβαλλοντική και οικονομική βιωσιμότητα των κέντρων δεδομένων στην Ελλάδα και πέραν αυτής.	el
heal.advisorName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνάκος, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	105 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false