خزان تخزين المياه في مركز البيانات: تصميم التخزين متعدد الخدمات والتكرار
تم إنشاؤها اليوم
خزان تخزين المياه لمركز البيانات: تخزين متعدد الخدمات وتصميم التكرارية
خزان تخزين المياه في مركز البيانات الذي يخدم أكثر من غرض واحد يحتاج إلى فصل مادي بين الأغراض قبل أن يحتاج إلى حجم إضافي. فاحتياطي الحريق، ومياه التعويض التشغيلية، والتبريد الطارئ لها قواعد مختلفة في الكميات، وأزمنة استجابة مختلفة، ومخاطر تلوث مختلفة، لذا فإن تقسيم الخزان إلى مناطق بمخارج مستقلة وتحكم في المستوى لكل منطقة يمنع خدمة من سرقة المياه من خدمة أخرى. ثم تُضاف التكرارية على شكل خزانات متوازية بمخارج قابلة للعزل، بحيث يمكن إخراج مسار واحد من الخدمة دون أن يُطلب من المحطة أبدًا العمل على مسار واحد.
تصل مياه المنشأة في مركز البيانات من عدة اتجاهات في وقت واحد: تعويض للدوائر المغلقة، واحتياطي لنظام مكافحة الحرائق، واحتياطي يسمح لمحطة التبريد بالعمل لفترة بعد انقطاع الكهرباء أو فقدان المبرد. كل من هذه يحتاج إلى حجم، وكل منها يحتاجه لسبب مختلف، ولهذا نادرًا ما تظل مسألة التخزين بسيطة عندما يلتقي خزان الحريق وخزان التبريد على نفس القاعدة الخرسانية.
النتيجة المعتادة هي خزان مشترك بتحكم واحد في المستوى، وهو يعمل حتى يطلب حدث واحد خدمتين للمياه في اللحظة نفسها، وعندها يقرر الخزان حسب موضع الصمام لا حسب التصميم. والنتيجة الأخرى هي التزويد المفرط، أي خزان ثانٍ بحجم كامل لكل وظيفة، مع المزيد من الفولاذ والأساسات أكثر مما يمكن للموقع تركيبه.
تحدد هذه المقالة منطق التوزيع لخزان تخزين المياه في مركز البيانات الذي يخدم أكثر من مهمة، وكيفية تقسيم خزان واحد إلى مناطق حيث يكون المشاركة مقبولة، وكيفية بناء التكرار في ترتيب متوازٍ يمكن صيانته دون إيقاف كامل.
أي الخدمات يمكنها مشاركة خزان واحد
تكون المشاركة معقولة بين الخدمات التي لها نفس احتياجات جودة المياه ونفس زمن الاستجابة. وتكون المشاركة مشكلة بين الخدمات التي لها قواعد جودة مختلفة أو أولويات متعارضة.
· تتشارك مياه تعويض العمليات ومياه غسيل المكاتب بشكل جيد: نفس الكيمياء، طلب متوقع، لا وقت استجابة طارئ.
· احتياطي الحريق فئة مختلفة. يتم تحديد كميته من خلال تصميم الحماية ويحدث سحبه في حدث واحد، لذا خلطه مع خدمة يومية يخاطر باستهلاك الاحتياطي بهدوء قبل ذلك الحدث.
· يقع احتياطي التبريد الطارئ أقرب إلى الدائرة المغلقة من حيث الجودة، ويُحدَّد حجمه بناءً على زمن التشغيل بدلاً من صيغة ثابتة. تظل مخاطر التوصيل المتبادل قائمة: منفذ واحد يخدم مضخة حريق ومضخة تبريد يجعل موضع الصمام يحدد أي مهمة تُخدم أولاً.
بالنسبة لخزان تخزين المياه في مركز البيانات، فإن الاختبار العملي بسيط: إذا تعذر تتبع خدمتين إلى مضختين منفصلتين عبر عدادات منفصلة، فإن التصميم لم يكتمل بعد. وحيث يتم تلبية واجبين من خزان واحد، فإن مخرج الخدمة ذات الأولوية الأدنى ينتمي إلى فرع يمكن إغلاقه، ويحتاج الفرع إلى فحص لإيقاف انعكاس الضغط الذي ينقل المياه بين الواجبين.
التقسيم داخل خزان مشترك
حيث يتم قبول المشاركة، ينبغي تقسيم الخزان بدلاً من مجرد إعلانه متعدد الخدمات.
· التقسيم المادي. جدار فاصل بقاع محكم يمنح جسمين مائيين يشتركان في الأساس ولكن ليس في المستوى، لكل منهما مخرجه ومصرفه وفتحة تهويته الخاصة.
· تحكم مستقل في المستوى. كل منطقة تحمل جهاز إرسال خاصًا بها، لذا لا يمكن استنزاف الاحتياطي الطارئ من خلال دورة تعويض عادية في المنطقة الأخرى.
· مسارات فيض منفصلة. يمكن أن يؤدي الفيض المشترك إلى دفع الاحتياطي إلى المصرف أثناء اندفاع في مكان آخر، لذا تكون الفيضانات لكل منطقة.
· إمكانية الوصول للتفتيش. يجعل الحاجز الخزان أصعب في الدخول، لذا تنتمي فتحات الوصول على كلا الجانبين إلى التصميم بدلاً من أن تكون حلاً وسطاً لاحقاً.
تغيّر المناطق المقسمة قصة الضغط أيضًا: حجرتان عند مستويين مختلفين هما عمودان ساكنان على نفس الغلاف، ويجب ألا تفرض منطقة طوارئ ممتلئة عمودها على المنطقة التي تستهلك الماء. يصبح خزان تخزين المياه المشترك لمركز البيانات هناك مجموعة أوعية صغيرة، ويجب أن توضح تفاصيل الغلاف ذلك.
التكرار مع الخزانات المتوازية
عادةً ما تكون التكرارية في التخزين أبسط من التكرارية في المضخات: خزانان، كل منهما قادر على استيعاب الحجم المطلوب، متصلان بحيث يمكن لأي منهما خدمة الدائرة بينما يكون الآخر خارج الخدمة.
خيار التصميم | مسار واحد | مسار احتياطي |
عدد الخزانات | وعاء واحد لجميع المهام | وعاءان أو أكثر في مجموعات متوازية |
العزل | لا توجد حالة صمام للإدارة | كل منفذ قابل للعزل لأغراض الصيانة |
نمط الفشل | فقدان الاحتياطي بالكامل | فقدان خط واحد فقط |
الصيانة | خروج الخزان من الخدمة يعني عدم وجود احتياطي | خط واحد قابل للخدمة بينما يحتفظ الآخر بالاحتياطي |
الأنابيب | توصيل مباشر بمجمع مشترك واحد | مجمع مع صمامات ترابط وصمامات عدم رجوع |
القاعدة التشغيلية الكامنة وراء ذلك الجدول هي أن الترتيب الاحتياطي لا يكون احتياطيًا إلا إذا كان العزل قابلاً للوصول قبل الحدث الذي يحميه، لذا توضع صمامات العزل في مسار الصيانة الروتينية بدلاً من أن تكون خلف غرفة المضخات.
· عدد الخزانات وتجميعها. خزانان بنصف الحجم المطلوب، أو خزان كامل الحجم مع مخزن مؤقت أصغر، يناسبان مساحات مواقع مختلفة. الحجم الذي يجب أن ينجو يتبع أسوأ حدث محتمل، وليس المتوسط.
· منطق الترابط. الترابط المغلق عادةً يسمح بالتسليم؛ والمفتوح عادةً يسمح بتفريغ خط دون عزل الدائرة. الحالة المختارة تنتمي إلى منطق التسلسل.
· ترتيب التعبئة. يحتاج كل خط إلى مسار تعبئة خاص به، بحيث لا يعتمد الخط الثاني على امتلاء الأول.
· نطاقات المستوى والإنذار. مع وجود خطين، يتبدل التحكم في المستوى بينهما، ويجب ألا تقع نقطتا التبديل كلتاهما داخل نطاق الإنذار المنخفض.
واجهات مياه الحريق والتبريد الطارئ
الواجهة بين احتياطي الحريق واحتياطي التبريد هي حيث يتم تحديد معظم تصاميم التخزين متعدد الخدمات، إما نحو الفصل أو نحو جسم مشترك يتم التحكم فيه بوضوح.
· الفصل افتراضياً. حيث تحدد قواعد الحماية المعمول بها كمية احتياطي الحريق، تظل تلك الكمية متاحة وقابلة للتحديد في ترتيب التخزين.
· تغيير المهمة. يحتاج الجسم المشترك إلى تغيير محدد: أي مضخة تبدأ أولاً، عند أي مستوى، ومن يتم إخطاره. التغيير غير الموثق يحول الخزان المشترك إلى جدال أثناء الحادث.
· مصدر التعويض والمناخ. كلا الواجبين يُستمدان من نفس الإمداد، لذا إذا فشل الإمداد يفرغ كلا الخطين ولا يكفي التكرار على مستوى الخزان وحده. الخزان الخارجي غير المُدفأ الذي يحتفظ باحتياطي الحريق يحتاج additionally إلى تفصيل تصريف أو تدفئة، ويحتاج احتياطي التبريد الطارئ إلى نفس الاهتمام لسبب إضافي واحد: الماء الاحتياطي الدافئ أقل قيمة من الماء الاحتياطي البارد.
بالنسبة لخزان تخزين المياه في مركز البيانات، فإن واجب التبريد الطارئ هو الأكثر إضافة متأخرة، لأنه يعتمد على حساب زمن التشغيل بدلاً من كود الحماية. إضافته لاحقًا تعني عادةً إضافة مخرج ثانٍ ونطاق مستوى ثانٍ وربما خط ثانٍ، وهو قرار أرخص بكثير عند تحديد مواصفات الخزان.
المواصفات الفنية
البند | القيمة أو الخيار النموذجي | سبب التحديد |
تخصيص الواجب | مناطق منفصلة أو خطوط منفصلة لكل واجب | تعارض الأولويات وفصل الجودة |
حجم احتياطي الحريق | وفقًا لتصميم الحماية المعمول به | يُحدد بنطاق الحماية، وليس بالتقدير |
حجم التبريد الطارئ | من زمن التشغيل المطلوب ومتطلبات الدائرة | يحدد الماء البارد القابل للاستخدام عند فرق درجة الحرارة التصميمي |
تقسيم المناطق | قاطع سفلي محكم، ومخرج ومصرف مستقلان | يمنع تصريف إحدى الوحدات لوحدة أخرى |
التحكم في المستوى | جهاز إرسال لكل منطقة مع إنذارات عالية ومنخفضة | يستبدل نقطة ضبط واحدة مشتركة |
الترابط | مفتوح عادةً أو مغلق عادةً، مع صمامات عدم رجوع | يحدد سلوك التسليم |
وصلة التعويض | مسار تعبئة مستقل لكل خط | يزيل الاعتماد بين الخطوط |
التهوية والفيض والوصول | لكل منطقة، بالإضافة إلى مدخل لكل منطقة وأرضية قابلة للفحص | يتجنب تصريف الاحتياطي، ويحافظ على إمكانية الفحص |
قبة أو غطاء | قبة من الألومنيوم، أو غطاء مثبت بمسامير، أو قمة مفتوحة | وصول الصيانة والحماية من الطقس |
حالة المشروع
تُظهر عمليات تسليم الخزانات المتعددة ذات الأقطار الكبيرة المثبتة بالبراغي إلى خدمة مياه الصرف الصحي البلدية كيف يتم تخطيط مجموعة خزانات متكررة وملؤها وتشغيلها في موقع واحد.
ملخص حالة المشروع
المشروع | المنتج | السعة | الأبعاد | الإنجاز |
سيتشوان، الصين مياه الصرف الصحي البلدية | خزان GFS | 17,420 م³ عبر 10 خزانات | وفقًا لنطاق المشروع | 2023-2024 |
مياه الصرف الصحي البلدية في جيانغسو، الصين | خزان GFS | 4,093 م³ عبر خزانين | وفقًا لنطاق المشروع | 2023-2024 |
بينما تشمل مشاريعنا المرجعية المسلّمة في قطاع المياه ومياه الصرف الصحي النطاقات المذكورة أعلاه، فإن نطاق تخزين الطاقة الحرارية (TES) لمراكز البيانات مصمم وفقًا لنفس المعايير.
القدرة الهندسية لشركة Center Enamel
سنتر إنامل (شركة شيجياتشوانغ تشنغتشونغ للتكنولوجيا المحدودة) تقوم بتصميم وتصنيع خزانات التخزين المثبتة بالبراغي منذ عام 2008. وباعتبارها أول شركة مصنعة لخزانات الفولاذ المدمج بالزجاج (GFS) في الصين، تمتلك الشركة ما يقرب من 200 براءة اختراع متعلقة بالمينا، وتنتج حوالي 300,000 لوح فولاذي مطلي بالمينا سنويًا، وقد أكملت أكثر من 30,000 مشروع مركب وتورّد خزاناتها إلى أكثر من 100 دولة. تمت إضافة قاعدة الإنتاج الجديدة التي تبلغ مساحتها 150,000 م² لرفع الطاقة الإنتاجية، ويتم توريد الخزانات الفردية بسعة تصل إلى 60,000 م³. تتم عمليات التصنيع وفقًا لمعايير ISO 9001 وISO 45001، مع شهادات المنتجات بما في ذلك NSF/ANSI 61 وWRAS وFDA وLFGB وCE (EN 1090) وISO 28765 وFM وBSCI وEUROCODE، ويتم التصميم بالرجوع إلى AWWA D103-09 وAWWA C550 وNFPA حيثما يتطلب التطبيق ذلك.
المهام المشتركة والمظلة العلوية
· يمكن لخزان مادي واحد أن يخدم مهامًا منظمة في أوقات مختلفة من اليوم إذا كانت المداخل والمخارج ومنطق المستوى منفصلة، وهكذا تشترك مياه المعالجة والاحتياطي الناري والتبريد الطارئ في مساحة واحدة.
· تحافظ القبة الألومنيومية أو الأغطية المسطحة على مياه الأمطار والحطام خارج الخزان المشترك وتقلل من تكرار الفحص لكل وحدة من الحجم المخزن.
· يُظهر مخطط سيتشوان البلدي المكون من عشرة خزانات بإجمالي 17,420 م³ (2024-07) والزوج البلدي في جيانغسو بسعة 4,093 م³ بنوكًا متعددة الخزانات حيث تُدار عدة مهام من قبل المالك مقابل المشغل عبر موقع واحد.
الأسئلة الشائعة
س1: هل يمكن لخزان واحد حقًا حمل الاحتياطي الناري والتبريد الطارئ؟
A1: يمكن ذلك، ولكن فقط مع تقسيم فعلي للمناطق، ومنافذ منفصلة، وتحكم منفصل في المستوى. وبدون ذلك، تتنافس احتياجات التعويض اليومية مع احتياطي كان يُفترض ألا يُمس، وينتهي كلا الواجبين ناقصين.
س2: هل خزان واحد كبير أفضل من خزانين أصغر؟
ج2: يكلف أقل في الأساسات والأنابيب ويحتفظ بحجم قابل للاستخدام أكبر لكل وحدة من الفولاذ، لكن أي عمل داخلي يوقف الاحتياطي. يكلف خطان أكثر ويسمحان بصيانة أحدهما بينما يحتفظ الآخر به.
س3: كيف يتم تقدير حجم التبريد الطارئ؟
ج3: من زمن التشغيل وتدفق الدائرة، مع التعديل حسب فرق درجة الحرارة القابل للاستخدام وفقدان حرارة الخزان. يجب تسجيل الافتراضات حتى يمكن مراجعة الرقم مع نمو الحمل.
س4: ما الذي يتغير إذا كانت الخزانات في الخارج في مناخ بارد؟
ج4: تحتاج مسارات التصريف والحماية من التجمد للمياه المحتجزة إلى إجابة مناخية، كما أن الاحتياطي الناري في خزان غير مُدفأ يتصرف بشكل مختلف. كما أن التخزين الخارجي يعرض الهيكل لدورات حرارية أكثر من الخزان الداخلي.
س5: هل يحتاج الخزان المشترك إلى صمامات عدم رجوع؟
ج5: نعم، حيث يلتقي واجبان على مجمع مشترك، تمنع صمامات عدم الرجوع أو صمام مزدوج مع تجاوز أحد الخدمات من دفع المياه إلى الأخرى. يجب رسم الترتيب مع منطق التبديل.
س6: من يحدد كمية الاحتياطي الناري؟
A6: التصميم الوقائي المطبق للموقع، وليس لمورد الخزان. يجب أن توضح الرسومات مكان وجود هذه الكمية في ترتيب التخزين وكيفية الحفاظ على توفرها.
خزان تخزين مياه لمركز بيانات يُستخدم لعدة أغراض هو مشكلة توزيع قبل أن يكون مشكلة حجم. افصل بين المهام المتعارضة، وحدد مناطق للمهام المشتركة، وامنح كل منطقة منفذًا خاصًا بها ومستوى ومصرفًا، ثم أضف خطوطًا متوازية مع عزل يمكن الوصول إليه بحيث لا تؤدي الصيانة أبدًا إلى إزالة آخر احتياطي.
تحدث إلى مهندس
أرسل المهام التي تريدها في خزان واحد، وكمية احتياطي الحريق من تصميم الحماية الخاص بك، ومدة التشغيل التبريدي الطارئ، وسنعيد إليك تقسيم المناطق وترتيب القطارات مع نقاط ضبط المستوى وصمامات الربط وتفاصيل الوصول لخزان تخزين المياه في مركز البيانات الخاص بك. إذا كانت المنشأة تزن خزانًا كبيرًا واحدًا مقابل قطارين، فاطلب كليهما مع آثارهما على الصيانة.
واتساب