SIMULASI THERMAL SHORT CIRCUITING OUTDOOR CONDENSER MENGGUNAKAN ANSYS FLUENT
Penulis: Riqy Rizqyandra – CAE Engineer PT Optimaxx Prima Teknik (2024)
PENDAHULUAN
Agar sebuah server dapat bekerja secara optimal dibutuhkan sistem pendingin untuk membuat panas yang dihasilkan oleh masing-masing rak server. Di ruangan server terdapat sebuah unit bernama CRAC (Computer Room Air Conditioning) yang berfungsi untuk mendinginkan. Dengan kata lain CRAC ini sebuah evaporator yang tugasnya mengambil panas dan menghembuskan udara dingin ke ruang server. Sama seperti siklus refrigerant/pendingin pada umumnya jika ada evaporator pasti ada condenser. Condenser ini terletak di luar ruangan biasanya di samping Gedung server atau di atas Gedung server.
Pada tulisan kali ini , penulis akan berfokus kepada analisis aliran di condenser. Khususnya aliran udara panas yang dikeluarkan oleh condenser. Udara panas yang dibuang oleh condenser tidak boleh masuk kembali ke dalam intake condenser. Jika hal ini terjadi maka dapat menurunkan perfoma dari condenser tersebut. Hal tersebut biasa disebut dengan thermal short circuiting. Untuk mengetahui hal tersebut maka diperlukan simulasi CFD.
Simulasi kali ini penulis akan mensimulasikan exhaust udara dari condenser untuk melihat apakah ada potensi thermal short circuiting atau tidak. Simulasi ini disertai dengan adanya angin. Angin akan berhembus dari arah timur, utara, barat, dan selatan.
PRE-PROCESSING
Jumlah condenser yang akan disimulasi berjumlah 6 unit. Gambar 4 menunjukan tampak atas dari condenser yaitu bagian exhaust. Bagian bawah dari kotak condenser tersebut merupakan intake condenser.
SETUP
Dalam mendesain suatu heat exchanger terdapat temperature difference dimasing-masing fluidanya. Dalam konteks simulasi condenser ini, kita perlu mengetahui nominal temperature difference dari udara yang dikeluarkan oleh condenser. Disini penulis mengambil temperature difference dari udara sebesar 10℃. Artinya udara yang dikeluarkan oleh condenser akan bernilai 10℃ lebih panas dibanding udara sekitar. Misal ambient temperature sebesar 30℃ (intake temperature) maka akan dikeluarkan sebesar 40℃.
User juga perlu menyiapkan berapa heat load dari condenser tersebut. Dari heat load tersebut nanti kita bisa mengetahui berapa jumlah udara yang diintake oleh condenser.
POST-PROCESSING
Gambar 8 menunjukan kontur temperature di setiap intake condenser. Temperature udara yang dihisap oleh condenser sebesar . Akibat adanya angin maka akan ada exhaust udara panas yang terhisap kembali oleh intake.
Besar temperature udara yang terhisap kembali dapat dilihat pada gambar 8 di atas. Terdapat thermal short circuiting sebesar . Thermal short circuiting terbanyak dapat dilihat pada arah angin . Intake nomor 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, dan 11 mengalami thermal short circuiting pada arah angin . Besarnya thermal short circuiting ini hanya sebesar lebih panas dari ambient temperature. Hal ini masih dalam batas toleransi, biasanya kita mengizinkan maksimum thermal short circuiting jangan sampai 50% dari temperature risenya. Dengan kata lain, dalam konteks ini maksimum thermal short circuiting yang diizinkan adalah sebesar lebih panas dari ambient temperature.
Gambar 9 di atas merupakan kontur temperature dan vector kecepatan exhaust condenser pada saat angin berhembus dari 0℃. Dari contoh kontur di atas dapat dilihat bahwa tidak ada udara panas yang terhisap kembali pada intake condenser. Hal ini dapat dilihat pada bagian bawah condenser memiliki temperature sama dengan ambient temperature yaitu 27℃.
Referensi
[1] Xianwei Huang, Lin Chen, Lijun Yang, Xiaoze Du, and Yongping Yang, 2019. “Cooling Performance Enhancement of Air-Cooled Condensers by Guiding Air Flow,” Energies, MPDI, Open Access Journal.
[2] Brice Rogié, Jonas Kjær Jensen, Svenn Ole Kjøller Hansen, and Wiebke Brix Markussen. “Analysis of Cold Air Recirculation in the Evaporators of Large-Scale Air-Source Heat Pumps Using CFD Simulations,” Energies, MPDI, Open Access Journal.
0 comments