مخزن ذخیره آب سرد مرکز داده: پارامترهای طراحی و برنامه‌ریزی ظرفیت
ساخته شده در امروز
مخزن ذخیره آب سرد مرکز داده: پارامترهای طراحی و برنامه‌ریزی ظرفیت
مخزن ذخیره آب سرد یک مرکز داده بر اساس شش پارامتر برنامه‌ریزی می‌شود: ΔT قابل استفاده، کسر قابل استفاده، انرژی ذخیره‌شده در هر متر مکعب، زمان ماند، دمای آب ورودی و ارتفاع چیدمان. ظرفیت قابل استفاده در محدوده ۷۰ تا ۹۰ درصد مقدار نظری کار می‌کند، آب حدود ۱٫۱۶۳ کیلووات‌ساعت در هر متر مکعب در هر کلوین ذخیره می‌کند، و یک بازه ۵ تا ۷ کلوین، ۶ تا ۸ کیلووات‌ساعت در هر متر مکعب می‌دهد. زمان ماند توسط سرعت ورودی ۰٫۵ تا ۱ متر بر ثانیه کنترل می‌شود، نه توسط حجم. ارتفاع، هد استاتیک را تعیین می‌کند که پمپ‌ها و مرز مخزن تحمل می‌کنند، بنابراین به مطالعه چیدمان تعلق دارد نه صرفاً به نقشه مخزن.
برنامه‌ریزی ظرفیت برای یک مخزن ذخیره‌سازی به‌صورت محاسبات ساده آغاز می‌شود و در میانه راه به یک مسئله چیدمان تبدیل می‌گردد. بار و تعرفه یک عدد کیلووات‌ساعت می‌دهند، اختلاف دما یک حجم می‌دهد، و آن حجم باید در یک قطعه زمین، زیر مسیر جرثقیل، پشت اتاق پمپ و درون پی‌ای که هماهنگ با پوسته ساختمان ساخته شده است، جای بگیرد.
فهرست پارامترهای زیر را به این ترتیب کار کنید، زیرا هر مورد مورد بعدی را تغییر می‌دهد: دما، انرژی، هندسه، ارتفاع، سپس تعداد واحدها.
اختلاف دمای قابل‌استفاده و دمای آب ورودی
پنجره دمایی مخزن ذخیره آب سرد مرکز داده اولین تصمیم است، و چیلر به همان اندازه تجهیزات فناوری اطلاعات آن را محدود می‌کند.
· ΔT قابل‌استفاده را روی ۴ تا ۷ کلوین تنظیم کنید. یک پنجره ۶ کلوین از ۵ درجه سانتی‌گراد تا ۱۱ درجه سانتی‌گراد رایج است؛ گسترش به ۷ کلوین حجم را حدود ۱۵٪ کاهش می‌دهد، اما دمای برگشت باید توسط کویل‌ها و اواپراتور پذیرفته شود.
· دمای آب ورودی را روی ۴-۶ درجه سانتی‌گراد ثابت کنید. این نقطه تنظیم دمای آب خروجی چیلر است که با نزدیک‌شدن به محدوده دستگاه محدود می‌شود. چیلری که نمی‌تواند در روز طراحی ۴ درجه سانتی‌گراد را حفظ کند، مخزن را تا سطح گرم‌تری شارژ می‌کند و بی‌سروصدا ظرفیت قابل استفاده را کاهش می‌دهد.
· یک پنجره برای شارژ و دشارژ نگه دارید. مخزنی که در ۵ درجه سانتی‌گراد شارژ و در ۷ درجه سانتی‌گراد دشارژ می‌شود، اختلاف را دو بار از دست می‌دهد؛ یک بار در مخزن و یک بار در لوله.
· ۲ کلوین حاشیه اختلاط را رزرو کنید. آب تغذیه خروجی از مخزن در حالت دشارژ باید در ۶-۸ درجه سانتی‌گراد باشد تا اختلاط در لوله مشترک هرگز حلقه را بالاتر از محدوده ورودی IT نبرد.
دمای ورودی پارامتری است که بدترین aging را دارد. با بزرگ شدن برج‌ها و گسترده‌تر شدن نزدیک‌شدن‌ها با فصل، چیلر از ۴ درجه سانتی‌گراد صرف‌نظر می‌کند و حجم مؤثر بدون اینکه کسی نقطه تنظیم را تغییر دهد، کوچک می‌شود.
کسر قابل استفاده، ذخایر و انرژی ذخیره‌شده
ظرفیت نظری یک مخزن ذخیره آب سرد مرکز داده ساده است؛ ظرفیت قابل استفاده آن چیزی است که نیروگاه واقعاً می‌تواند برداشت کند، و شکاف بین این دو جایی است که تلاش طراحی در آن صرف می‌شود.
۱. معادله انرژی را یک‌بار بنویسید. Q = V × ρ × cp × ΔT، با آب در cp ≈ ۴٫۱۸۶ kJ/kg·K و ρ ≈ ۱۰۰۰ kg/m³، حدود ۱٫۱۶۳ kWh بر متر مکعب بر کلوین، بنابراین یک بازه ۶ کلوینی تقریباً ۷ kWh بر متر مکعب را پیش از هرگونه تلفات ذخیره می‌کند.
۲. کسر قابل استفاده را ۷۰-۹۰٪ در نظر بگیرید. اختلاط در ورودی، ترموکلاین و افزایش حرارت ایستا باقی‌مانده را تشکیل می‌دهند؛ پوسته‌های بلند با چیلر با شارژ سخت در پایین این بازه قرار می‌گیرند.
۳. ذخایر بالا و پایین را اضافه کنید. چند درصد از حجم در هر انتها، ترموکلاین را از نازل‌ها دور نگه می‌دارد و ارزان‌ترین ظرفیتی است که پروژه خریداری خواهد کرد.
برنامه‌ریزی در واحدی که نیروگاه مصرف می‌کند، سرمایش تحویلی بر حسب کیلووات-ساعت در اوج مصرف، سپس به عقب کار کنید. این کار گفتگو را صادقانه نگه می‌دارد زمانی که مخزن دوم بعداً اضافه شود.
زمان ماند، سرعت ورودی و هندسه
زمان ماند مانند یک عدد فرآیندی به نظر می‌رسد، اما در مخزن ذخیره آب سرد یک مرکز داده، نحوه رفتار پوسته را در حالی که پر ایستاده است، کنترل می‌کند.
· سرعت ورودی را در ۰.۵-۱ متر بر ثانیه محدود کنید. دیفیوزر جت را پخش می‌کند؛ بالاتر از این حد، از لایه گرم فرو می‌رود و کل پوسته را در یک شارژ واحد مخلوط می‌کند.
· ارتفاع و حجم را با هم بسنجید. پوسته بلند عمق قابل استفاده بیشتری در هر متر مکعب می‌دهد اما به بلندکردن با جرثقیل بزرگ‌تری نیاز دارد؛ پوسته پهن و کوتاه پرکردن آسان‌تر و لایه‌بندی سخت‌تری دارد.
پیامد عملی این است که هندسه از دیفیوزر و پلات پیروی می‌کند نه از حجم سرتیتر، و این دو پاسخ اغلب چند صد متر مکعب با هم فاصله دارند.
ارتفاع چیدمان، هد استاتیک و برنامه‌ریزی چندمخزنی
ارتفاع پارامتری است که به بقیه طراحی مکانیکی نفوذ می‌کند، زیرا ستون آب در سیستم هیدرولیک وزن مرده است.
· ارتفاع هد استاتیک را تعیین می‌کند. یک ستون آب ۲۰ متری در پایه تقریباً ۱۹۶ کیلوپاسکال است، که پمپ‌ها، پوسته و هر نازلی در داخل مرز فشار باید آن را تحمل کنند.
· فشار پایه طراحی مخزن را هدایت می‌کند. در داخل مرز فشار سیستم، ضخامت، تقویت نازل و تنظیم شیر اطمینان از آن هد تبعیت می‌کنند، و کد و طراحی قابل اجرا همان‌طور که در مشخصات پروژه و قرارداد توافق شده است.
· در صورت امکان، پوسته کوتاه‌تری را ترجیح دهید. این کار بار پی را کاهش می‌دهد، ظرفیت جرثقیل را کم می‌کند و فضای لازم برای واحد دوم را فراهم می‌آورد.
· واحدهای موازی را برنامه‌ریزی کنید. دو مخزن نیم‌اندازه همان حجم را نگه می‌دارند، به‌صورت جداگانه برای بازرسی ایزوله می‌شوند و اجازه می‌دهند واحد دوم در فاز بعدی نصب شود.
پوسته‌های موازی همچنین روایت عملیاتی را تغییر می‌دهند: یکی می‌تواند تخلیه و بازرسی شود در حالی که دیگری بار را حمل می‌کند، که همان چیزی است که یک پنجره تعمیراتی در جایی که قابلیت نگهداری همزمان در مبنای طراحی گنجانده شده، نیاز دارد.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار یا انتخاب معمول | اثر طراحی |
ΔT قابل استفاده | 4-7 K، شارژ 5 °C تا 11 °C | انرژی ذخیره شده در هر متر مکعب |
دمای آب ورودی | ۴-۶ درجه سانتی‌گراد از چیلرها | نرخ شارژ و نزدیکی چیلر |
دمای عرضه تخلیه | ۶-۸ درجه سانتی‌گراد | حاشیه اختلاط برای باند فناوری اطلاعات |
کسر قابل استفاده | ۷۰-۹۰٪ مقدار نظری | حجم ناخالص برای یک وظیفه مشخص |
چگالی انرژی ذخیره‌شده | ≈ ۱.۱۶۳ کیلووات‌ساعت بر متر مکعب بر کلوین | برآورد حجم در مرحله مفهوم |
سرعت ورودی | ۰.۵-۱ متر بر ثانیه از طریق دیفیوزر | کیفیت ترموکلاین |
تعداد واحدها | یکی، یا دو عدد به صورت موازی برای بازرسی | ایزوله‌سازی، مرحله‌بندی، نگهداری |
مورد پروژه
کار مرجع تحویل‌شده ما در بخش آب و فاضلاب شامل سفارش‌های بزرگ چندواحدی است که به‌تدریج طی چندین سال تحویل داده شده‌اند، از جمله تأسیسات زیر. دامنه TES مرکز داده با همان استانداردها مهندسی شده است.
خلاصه مورد پروژه
پروژه | محصول | ظرفیت | ابعاد | تکمیل |
چین (سین‌کیانگ) - فاضلاب صنعتی (P-K) | ۰۱ مخزن پیچ‌ومهره‌ای GFS | ۳۰,۴۶۹ متر مکعب در ۲۷ مخزن | قطرهای مختلط | ۲۰۲۳-۲۰۲۶ |
چین (هبی) - فاضلاب دارویی (P-K) | ۰۲ مخزن اپوکسی پودری فیوژن‌باند (FBE) | ۳۲,۳۶۳ متر مکعب | φ36,600 × 24,600 mm به‌علاوه φ18,340 × 24,600 mm | اوت 2026 |
سفارش ۲۷ واحدی از این نوع همانند یک مرکز داده است که پوسته‌های ذخیره‌سازی را به‌صورت موازی روی یک هدر مشترک اجرا می‌کند: قطرها متناسب با زمین ترکیب می‌شوند، واحدها در دسته‌های مختلف تحویل داده می‌شوند و هر پوسته در حین کارکرد سایرین قابل ایزوله شدن است. آنچه منتقل می‌شود، پانل‌های هم‌اندازه، نصب تدریجی در سایت و پوششی است که پانل به پانل قبل از روکش‌کاری آزمایش می‌شود.
قابلیت مهندسی مرکز لعاب
سنتر انامل (شرکت فناوری شيجياژوانگ ژنگژونگ) از سال ۲۰۰۸ مخازن ذخیره‌سازی پیچ‌ومهره‌ای را طراحی و تولید کرده است. این شرکت به‌عنوان نخستین تولیدکننده مخازن شیشه-ذوب‌شده-به-فولاد (GFS) در چین، نزدیک به ۲۰۰ اختراع مرتبط با انامل دارد، سالانه حدود ۳۰۰,۰۰۰ ورق فولادی پوشش‌داده‌شده با انامل تولید می‌کند، بیش از ۳۰,۰۰۰ پروژه نصب‌شده را به انجام رسانده و مخازن خود را به بیش از ۱۰۰ کشور عرضه می‌کند. پایگاه تولید جدید به مساحت ۱۵۰,۰۰۰ مترمربع برای افزایش ظرفیت تولید اضافه شد و مخازن تک تا ظرفیت ۶۰,۰۰۰ مترمکعب عرضه می‌شوند. تولید تحت استانداردهای ISO 9001 و ISO 45001 انجام می‌شود، با گواهینامه‌های محصول شامل NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI و EUROCODE، و طراحی با ارجاع به AWWA D103-09، AWWA C550 و NFPA در مواردی که کاربرد ایجاب می‌کند.
مشخصات و بانک‌های موازی
· حجم، ΔT قابل استفاده و تلفات ایستا در مرحله مشخصات تعیین می‌شوند، و هندسه مخزن، ارتفاع ورودی/خروجی و ضخامت عایق بر اساس این سه عدد انتخاب می‌شوند نه به عنوان یک قلم کاتالوگ ثابت تحویل داده شوند.
· انتخاب شامل پوسته‌های GFS، اپوکسی پیوندی و فولاد ضد زنگ است؛ فولاد ضد زنگ 304/316L لیست کوتاه است جایی که شیمی سیال پوسته فولاد کربنی پوشش‌دار را رد می‌کند.
· تحویل موازی چند مخزنی روش استاندارد ما برای رسیدن به ظرفیت بسیار بزرگ است: طرح فاضلاب صنعتی سین‌کیانگ 27 مخزن با مجموع 30,469 متر مکعب در 2026-05 تحویل داد، و طرح تقطیر سیچوان 14,655 متر مکعب در 2023-09.
سوالات متداول
س۱: چرا کسر قابل استفاده تنها بخشی از حجم نظری است؟
پ۱: بخشی از پوسته هرگز سرد قابل استفاده نیست: ترموکلاین در میانه، به‌علاوه ذخایر کوچک در دو انتها برای دور نگه داشتن آن از نازل‌ها. با توجه به اختلاط ورودی و افزایش حرارت ایستا، انتظار ۷۰-۹۰٪ را داشته باشید و هر دو رقم را ذکر کنید.
س۲: آیا پوسته بلندتر سرمای بیشتری ذخیره می‌کند؟
پ۲: به ازای هر متر مکعب، خیر، زیرا آب بر اساس جرم و دما ذخیره می‌شود نه ارتفاع. پوسته بلندتر عمق قابل استفاده بیشتری می‌دهد، اما هد استاتیک، بار فونداسیون و بالابر جرثقیل را افزایش می‌دهد.
س۳: زمان ماند مناسب چقدر است؟
پ۳: به اندازه کافی طولانی که پوسته بدون تغییر حرارتی یا بیولوژیکی معنادار ساکن بماند، و به اندازه کافی کوتاه که دیفیوزر هنوز لایه را کنترل کند. دوره آب ساکن را مشخص کنید نه یک رقم هدف، سپس ترموکلاین را تأیید کنید.
س۴: آیا پروژه باید یک مخزن یا دو مخزن را برنامه‌ریزی کند؟
پ۴: دو پوسته نیم‌اندازه همان حجم را نگه می‌دارند، برای بازرسی به‌طور مستقل جدا می‌شوند، و اجازه می‌دهند بعداً یک واحد دوم با همان هزینه به‌علاوه یک هدر مشترک بزرگ‌تر و لوله‌کشی بیشتر اضافه شود.
س۵: دمای آب ورودی چگونه برنامه را تغییر می‌دهد؟
پ۵: نرخ شارژ را تعیین می‌کند. اگر چیلرها نتوانند دمای ۴-۶ درجه سانتی‌گراد را حفظ کنند، مخزن گرم‌تر پر می‌شود، کسر قابل استفاده کاهش می‌یابد و حجم ناخالص باید برای همان ساعات اوج رشد کند.
برنامه‌ریزی ظرفیت برای مخزن ذخیره آب سرد یک مرکز داده یک زنجیره است: پنجره دما، انرژی ذخیره‌شده، کسر قابل استفاده، هندسه، ارتفاع، سپس تعداد واحد. ارتفاع موردی است که بیشتر اوقات تا دیروقت رها می‌شود، زیرا بر هد پمپ، بار فونداسیون و مرز فشار تأثیر می‌گذارد.
با یک مهندس صحبت کنید
بار اوج فناوری اطلاعات، ساعاتی که باید پوشش داده شود، دمای رفت و برگشت، و نمودار همراه با محدودیت ارتفاع آن را برای ما ارسال کنید. ما یک طرح ظرفیت تولید خواهیم کرد که حجم قابل استفاده و ناخالص، کسر قابل استفاده برای هندسه پیشنهادی، زمان ماند، هد استاتیک در پایه پوسته و تعداد واحدها را نشان دهد، سپس یک برگه مشخصات شامل قطر، ارتفاع مستقیم، فونداسیون و عایق‌کاری. برای پروژه‌های مرحله‌ای، بپرسید که چگونه پوسته دوم روی هدر مشترک ایزوله می‌شود.
واتس‌اپ