Almacenamiento de agua en centros de datos: tanques contra incendios, de reposición y de refrigeración en un solo sistema
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Almacenamiento de agua en centros de datos: tanques contra incendios, de reposición y de refrigeración en un solo sistema
Un programa de tanques de agua para centros de datos no son tres tanques, es un sistema que cumple tres funciones bajo tres normas diferentes. La reserva de protección contra incendios se evalúa según NFPA 22 en función del volumen que puede entregar realmente durante un período determinado. Los tanques de agua de refrigeración y de proceso se evalúan como tanques de acero recubierto, bajo AWWA D103 para construcción atornillada y AWWA D100 para construcción soldada, con ISO 28765 que cubre la superficie esmaltada en sí. Cualquier recipiente que deba soportar presión, como un almacenamiento térmico de circuito cerrado o un recipiente amortiguador, se evalúa en cambio según ASME Sección VIII. Los tanques, por lo tanto, son independientes en norma y están acoplados en operación, y las decisiones de ingeniería que determinan si funcionan como un sistema residen en las interfaces: cómo se mantiene separada la reserva contra incendios del lado de proceso, de dónde proviene el agua de reposición y cómo se repone, y cómo el nivel, la temperatura y el estado de las bombas pasan entre los tanques, la bomba contra incendios y el sistema de gestión del edificio. Esas decisiones de interfaz se toman antes de pedir cualquier tanque, porque un cambio en una de ellas después del pedido cambia las boquillas, los accesorios, el alcance de control y las cimentaciones de los otros dos para el almacenamiento de agua de tanques de centros de datos
Tres funciones, tres tanques y la norma que respalda cada uno
Los tres cometidos son la reserva de protección contra incendios, el almacenamiento de agua de reposición de la torre de enfriamiento y de agua de proceso, y el recipiente de agua enfriada de amortiguación o de almacenamiento térmico. Las normas difieren porque los problemas difieren. La reserva contra incendios existe para entregar un caudal durante una duración, por lo que la NFPA 22 la rige y la cuestión de aceptación es cuánto volumen utilizable se sitúa por encima de la succión. Los tanques de agua contienen agua, por lo que se aplican la AWWA D103-09 para construcción atornillada y la AWWA D100 para construcción soldada, con la ISO 28765 rigiendo la superficie esmaltada para el tanque de almacenamiento de agua de centros de datos
Un recipiente que debe contener presión es un recipiente a presión, por lo que se aplica la Sección VIII de ASME en su lugar. Por lo tanto, cada tanque llega con su propio expediente de presentación, conjunto de certificados y régimen de inspección, y ninguna declaración sobre uno puede tomarse prestada para otro. Cuando se utiliza vidrio fundido al acero, el esmalte se cuece a una temperatura de 820 a 930 grados Celsius y se aplica con un espesor de 0,25 a 0,45 mm, con una vida útil de diseño de al menos 30 años y una prueba de fuga de 1.500 V para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Por qué las tres funciones no pueden compartir una sola carcasa
Combinar funciones es el error que esta vista del sistema existe para prevenir. Una reserva contra incendios que también sirve como buffer de reposición ya no es una reserva, porque su nivel se convierte en una función de la demanda del proceso en lugar de una cantidad fija mantenida frente a un evento de incendio. La separación también es un requisito químico: el agua de reposición puede portar productos químicos de tratamiento, el agua enfriada circula en circuito cerrado con un régimen de inhibidores, y el agua contra incendios se mantiene estática. La operación da una tercera razón: cada tanque se drena e inspecciona en su propio ciclo, por lo que una envolvente compartida solo sale de servicio cuando las tres funciones están inactivas para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
Las dependencias compartidas que nadie programa
Las interfaces que causan problemas rara vez están entre tanque y tanque. Se sitúan entre el programa del tanque y el resto del sitio, y se dejan abiertas porque ninguna disciplina en particular es responsable de ellas. Cada una debe cerrarse por escrito antes de que se solicite el primer tanque, porque la respuesta cambia el pedido: una fuente de reposición incierta cambia la línea de llenado y el programa de boquillas, y una ruta de señal compartida cambia qué accesorios deben instalarse en fábrica para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Dependencia compartida | Qué vincula | Consecuencia si se deja abierto |
Fuente de agua de reposición | Suministro a tanques de refrigeración y de proceso | Línea de llenado dimensionada según suposición; el tanque no puede rellenarse a la tasa supuesta |
Ruta de suministro eléctrico | Instrumentación a bomba contra incendios y sistemas del sitio | Un fallo de línea única elimina el monitoreo junto con el deber que monitorea |
Aislamiento para mantenimiento | Programa de válvulas, drenaje y derivación | Un tanque no puede vaciarse para inspección sin perder su reserva |
Integración de control y señal | Nivel, temperatura y estado de la bomba | Tanques entregados como islas, integrados en obra a costa del propietario |
Carga común en techo o patio | Pesos de los tanques y acero de acceso sobre una sola losa | Alcance civil diseñado para un tanque, reelaborado para los otros dos |
Secuenciar el diseño para que nada tenga que volver a pedirse
El orden de las decisiones separa un programa que llega una vez de uno que se reordena tres veces. La secuencia va de la función a la norma, al volumen determinante, a la geometría, al material, a los accesorios, a los controles y a las cimentaciones, y cada paso solo vale lo que permite el paso anterior. Un material seleccionado antes de fijar el volumen da una envolvente demasiado pesada o demasiado delgada para la función; unos accesorios seleccionados antes de fijar la geometría dan posiciones de boquillas que chocan con el techo y la escalera. La disciplina es un único documento de base de diseño, citado por cada decisión posterior para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
· Primero el deber y la norma aplicable, antes de cualquier discusión sobre volumen o geometría para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· A continuación, el volumen aplicable, para que el material y la geometría se deriven de una cifra para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Los accesorios y el programa de boquillas antes del alcance de control, no después, para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· La lista de interfaces se emite con la consulta, no se añade en la aclaración de la licitación para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Las cargas de cimentación y acceso se congelan antes de planificar la secuencia de entrega para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Normas por función en una sola tabla
La tabla es el mapa de trabajo del programa: un mapa de alcance más que un mapa de cumplimiento, que indica qué documento rige cada tanque y qué se le pide demostrar, de modo que cada presentación se revisa con el criterio correcto. Dos filas concentran el peso práctico. La fila de reserva contra incendios describe un tanque aceptado por una autoridad competente, un evento de aceptación distinto del de un tanque recubierto aceptado por el ingeniero del propietario. La fila del límite de presión describe los recipientes de amortiguación y almacenamiento, donde la cuestión no es cuánta agua contiene el tanque sino qué contiene bajo presión para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
Función | Norma aplicable | Qué se le pide demostrar | Vía de aceptación |
Reserva de protección contra incendios | NFPA 22 | Capacidad útil por encima del nivel de extracción, accesorios, calefacción, acceso | Autoridad competente |
Agua de reposición para refrigeración y agua de proceso | AWWA D103-09 atornillado, AWWA D100 soldado, ISO 28765 esmaltado | Construcción, diseño estructural y rendimiento del recubrimiento | Ingeniero del propietario frente al envío |
Depósito y almacenamiento de agua enfriada | ASME Sección VIII cuando la carcasa soporta presión | Presión de diseño, espesor de pared, soldaduras y registro de pruebas | Estampado de código y el informe de datos |
Servicio de agua potable o en contacto con agua | NSF/ANSI 61 para componentes y recubrimiento en contacto con agua | Certificación de efectos sobre la salud para componentes en contacto con agua | Certificado de terceros verificado contra la lista |
Materiales según servicio y según condición de presión
La selección de materiales sigue dos preguntas en orden: qué hace el agua y si la carcasa debe soportar presión. El acero revestido de vidrio fundido sirve para agua estática con una atmósfera corrosiva o un requisito de contacto potable, el epoxi curado por fusión sirve para agua de proceso tratada, el acero inoxidable sirve para un límite químico estricto, y el acero galvanizado sirve para almacenamiento general de agua. La condición de presión es el filtro más difícil porque cambia la ruta del código en lugar de la lista de materiales: un tanque atmosférico es un tanque con un francobordo, un venteo y un rebosadero dimensionado para la tasa de llenado, mientras que una carcasa a presión se evalúa bajo ASME Sección VIII para un tanque de almacenamiento de agua de centro de datos
· Vidrio fundido al acero: esmalte cocido a 820-930 grados Celsius, 0,25-0,45 mm, probado contra fugas a 1.500 V para tanque de almacenamiento de agua de centro de datos
· Epoxi unido por fusión: sistema nombrado por norma, con preparación de superficie y detección de discontinuidades especificadas para tanque de almacenamiento de agua de centro de datos
· Acero inoxidable: grado, procedimiento de soldadura y pasivación indicados para tanque de almacenamiento de agua de centro de datos
· Acero galvanizado: sistema de recubrimiento de superficies mojadas y margen de corrosión para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Envolventes a presión: informe de datos e estampado de código de la Sección VIII de ASME para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Integración de control y monitoreo
Un tanque entregado como un armazón con un rebosadero y una ventilación todavía no es una parte operativa de un centro de datos. Se espera que el nivel, la temperatura y el estado de la bomba de los tanques de enfriamiento y de proceso estén disponibles en el sistema de gestión del edificio, y en el sistema de gestión de energía donde se despliegue la medición, en una forma sobre la que la automatización del sitio pueda actuar: una lectura de nivel, una alarma de nivel alto, una alarma de nivel bajo que proteja la bomba, y un estado de bomba en funcionamiento o en falla. La reserva contra incendios funciona por una vía separada: su instrumento de nivel alimenta el control de la bomba contra incendios y la alarma que detiene la bomba cuando la succión cae por debajo del nivel para el almacenamiento de agua del centro de datos.
· Nivel, temperatura y estado de las bombas desde los tanques de enfriamiento y proceso hasta el sistema de gestión del edificio para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Alarmas de nivel alto y nivel bajo con puntos de consigna indicados en el plano del tanque para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Nivel de reserva contra incendios para el control de la bomba contra incendios y su alarma de succión de nivel bajo, por separado para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Tipo de señal y ubicación del controlador indicados en el programa de accesorios para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Responsabilidad de la interfaz de alarmas asignada: proveedor del tanque, contratista de controles o propietario para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Secuenciación de entrega y montaje en un sitio con restricciones
La última interfaz es física. Los tanques se entregan como paneles y anillos, se erigen sobre una base, y el programa se rige por cuántas izadas de grúa caben en la ventana que permite el sitio, cuánto tiempo pueden permanecer los paneles en el área de acopio antes del montaje, y si el segundo tanque puede construirse mientras el primero está en comisionamiento. En un sitio con restricciones, estos son insumos de diseño más que problemas de construcción: un tanque que la grúa no puede alcanzar, o un área de acopio demasiado pequeña para los paneles de un solo casco, cambia la secuencia de montaje y las fechas de entrega. La entrega verificada citada a continuación muestra dos cascos de ese diámetro planificados como un solo ejercicio de izaje para un tanque de almacenamiento de agua de centro de datos
Uno o varios proveedores, y la lista de verificación de especificaciones de todo el sistema
Un solo proveedor para los tres tanques elimina el riesgo de interfaz del comprador y lo concentra en un solo lugar, lo cual importa donde las interfaces son la parte difícil. También significa que un solo programa abarca los tres tanques, por lo que un retraso en el tanque más largo los retrasa a todos. Varios proveedores ofrecen plazos de entrega independientes y cadenas de certificación, y empujan el riesgo de interfaz hacia quien no tiene el contrato, generalmente el comprador. La disyuntiva es concentración del programa frente a propiedad de la interfaz, y en un sitio con múltiples servicios la elección debe ser deliberada para el tanque de almacenamiento de agua de un centro de datos.
· Servicio, norma aplicable y edición para cada uno de los tres tanques para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Volumen aplicable, restricciones geométricas y capacidad utilizable para cada tanque para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Sistema de recubrimiento y certificación de superficies en contacto con el agua para servicio de agua tratada o potable para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Lista completa de accesorios con tipo de señal y puntos de ajuste de alarma para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Lista de interfaces: fuente de reposición, ruta de suministro, aislamiento, cargas compartidas para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Alcance de suministro por tanque como solo tanque, tanque más techo, o alcance instalado para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Secuencia de entrega y montaje con el acceso al sitio asumido para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
· Ruta de aceptación por tanque, incluida cualquier visita de la autoridad para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Estudio de caso del proyecto
Entrega de referencia para esta función, citada de la biblioteca de proyectos verificados. Nivel de coincidencia B. Una entrega de múltiples tanques en un solo sitio, citada para mostrar cómo se organizan varios tanques independientes para su entrega y montaje en un terreno limitado. No es un proyecto de centro de datos, y ningún parámetro de tanque del mismo se utiliza como requisito del proyecto aquí, como se detalla para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
ID del proyecto | País | Producto | Capacidad | Recuento de tanques | Dimensiones | Finalización | Alcance del suministro |
CH-FIRE-08930 | China | Tanque atornillado de acero revestido de vidrio (GFS) | 8.930 m3 | 2 | φ19,87 × 14,4 m (H) por tanque | No registrado en la fuente disponible | No registrado |
Una entrega de múltiples tanques en un solo sitio, citada para mostrar cómo se organizan varios tanques independientes para su entrega y montaje en un terreno limitado. No es un proyecto de centro de datos, y ningún parámetro de tanque del mismo se utiliza como requisito del proyecto aquí, como se detalla para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
Preguntas frecuentes
P1. ¿Cuáles son los tres tanques de agua que necesita un centro de datos?
Una reserva de protección contra incendios, un almacén de agua de reposición para torres de enfriamiento y agua de proceso, y un tanque de amortiguación de agua enfriada o de almacenamiento térmico. La reserva contiene agua para un evento de incendio, el almacén de reposición cubre la pérdida de agua de la planta y una interrupción, y el tanque de amortiguación o de almacenamiento absorbe las transitorias del circuito o desplaza la carga de enfriamiento. Cada uno se dimensiona a partir de un cálculo diferente para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
P2. ¿Por qué deben ser tanques separados?
Una reserva que también sirve como amortiguador ya no se mantiene contra un evento de incendio, y las tres funciones normalmente conllevan químicas de agua diferentes. Cada tanque también tiene su propio ciclo de inspección y drenaje, por lo que una envolvente compartida solo puede salir de servicio cuando las tres funciones están desactivadas, y un fallo en una función elimina las otras para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
P3. ¿Qué dependencias compartidas se pasan por alto con más frecuencia?
La fuente de agua de reposición, la ruta de suministro eléctrico, la filosofía de aislamiento para mantenimiento, la interfaz de control y señal, y el caso de carga compartida del techo o patio. Cada uno cambia el tamaño de la línea de llenado, los accesorios, el alcance del control o el alcance civil, por lo que cada uno debe cerrarse antes del pedido para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
P4. ¿Cómo evita la secuenciación del diseño el retrabajo?
Congelando cada decisión antes de la que depende de ella: función a norma a volumen determinante a geometría a material a accesorios a controles a cimentación. El costoso retrabajo del tanque casi siempre es un cambio tardío del programa de boquillas, el tipo de techo o la lista de accesorios, todos económicos de corregir en papel y costosos una vez que los paneles están recubiertos para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
P5. ¿Qué norma se aplica a cada función?
NFPA 22 para la reserva de protección contra incendios, donde la cuestión es cuánto volumen utilizable se sitúa por encima de la succión. AWWA D103-09 para tanques atornillados y AWWA D100 para tanques soldados recubiertos, con ISO 28765 para la superficie esmaltada. ASME Sección VIII para cualquier recipiente que deba soportar presión. NSF/ANSI 61 para componentes en contacto con agua potable para tanques de almacenamiento de agua de centros de datos
P6. ¿Cómo se eligen los materiales según la función y la condición de presión?
La química del agua determina la familia de recubrimiento: vidrio fundido al acero para agua estática, contacto con agua potable o atmósferas agresivas, epoxi curado por fusión para agua de proceso tratada, acero inoxidable para un límite químico estricto, galvanizado para almacenamiento general. La condición de presión determina entonces la vía normativa: un tanque atmosférico se evalúa como tanque, una envolvente a presión según ASME Sección VIII para tanques de almacenamiento de agua de centros de datos
P7. ¿Cómo se integran los controles y la monitorización?
El nivel, la temperatura y el estado de las bombas de los tanques de refrigeración y de proceso se envían al sistema de gestión del edificio y, cuando existe, al sistema de gestión energética, con alarmas de nivel alto y bajo indicadas en el plano del tanque. La reserva de incendios funciona por separado: su instrumento de nivel alimenta el control de la bomba contra incendios y la alarma de succión para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
P8. ¿Cómo se secuencian la entrega y el montaje en una obra con espacio limitado?
Desde la maniobra de la grúa y la zona de acopio, no desde el cronograma del tanque. El número de maniobras que caben en la ventana de la obra, cuánto tiempo pueden permanecer los paneles antes del montaje y si la segunda envolvente puede construirse mientras se pone en servicio la primera son datos de diseño que modifican las fechas de entrega, tal como se detalla para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
P9. ¿Qué contiene una lista de verificación de especificaciones de todo el sistema?
Ocho elementos: el deber, la norma y la edición para cada tanque; el volumen de gobierno, las restricciones geométricas y la definición de capacidad utilizable; el sistema de revestimiento y la certificación de superficie mojada donde se almacena agua tratada o potable; la lista de accesorios con tipos de señal y puntos de ajuste de alarma; la lista de interfaces; el alcance de suministro por tanque; la secuencia de entrega y montaje; y la ruta de aceptación para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Los tres tanques de agua del centro de datos son independientes en cuanto a norma y están acoplados en su funcionamiento, y esa combinación fija cuándo debe cerrarse el diseño. NFPA 22, las normas de tanques recubiertos con ISO 28765 y ASME Sección VIII aceptan cada una un documento diferente por una vía diferente, por lo que ninguna declaración de cumplimiento única cubre el conjunto. Las decisiones que determinan si los tanques funcionan juntos son las decisiones de interfaz: la separación de la reserva contra incendios del lado de proceso, la fuente de agua de reposición y la lógica de reabastecimiento, la filosofía de aislamiento, las rutas de control y señal, y la carga compartida de cubierta o patio. Cada una es barata de corregir sobre el papel y costosa de corregir después de la fabricación, porque cada una cambia las boquillas, los accesorios auxiliares, el alcance de control y las cimentaciones de tanques ya pedidos. El orden correcto es cerrar las interfaces y emitirlas junto con la consulta para el tanque de almacenamiento de agua del centro de datos
Hablar con un ingeniero
Envíe las tres funciones con los medios involucrados, los estándares y ediciones que aplica su proyecto, los volúmenes de gobierno ya calculados o la base de demanda que pretende utilizar, las restricciones del sitio, incluido el acceso de la grúa y el área de acopio, la fuente de agua de reposición y su presión, la ruta de suministro eléctrico para la instrumentación, la filosofía de aislamiento y la interfaz del sistema de control. Devolveremos una especificación del sistema que cubra el mapa de funciones a estándares, la lista de dependencias compartidas e interfaces, la selección de materiales por función y condición de presión, los accesorios y el cronograma de señales, la secuencia de entrega y montaje frente a la ventana del sitio, y la lista de verificación del recinto para la consulta del tanque de almacenamiento de agua del centro de datos.
Acerca de Center Enamel
Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) es un fabricante profesional dedicado al diseño y fabricación de tanques de almacenamiento atornillados desde 2008. La gama de productos incluye tanques de vidrio fundido a acero (GFS), tanques de epoxi unido por fusión (FBE), tanques de acero inoxidable, tanques de acero galvanizado y cubiertas de cúpula geodésica de aluminio, junto con soporte técnico EPC y accesorios para tanques. La producción se realiza bajo ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001, y la gama de productos está certificada según NSF/ANSI 61, WRAS, CE y EN 1090, ISO 28765, AWWA D103-09 y NFPA donde la aplicación lo requiera. La empresa posee cerca de 200 patentes de esmaltado, opera una base de producción de 150.000 m2, produce aproximadamente 300.000 placas de acero recubiertas de esmalte al año, ha completado más de 30.000 proyectos instalados y ha enviado tanques a más de 100 países. La capacidad de diseño de ingeniería abarca volúmenes de tanques de hasta 60.000 m3, según se detalla para el tanque de almacenamiento de agua de centros de datos.
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