مخزن ذخیره آب برج خنک‌کننده برای مرکز داده: تعادل آب و کنترل خوردگی
ساخته شده در امروز
مخزن ذخیره آب برج خنک‌کننده برای مرکز داده: تعادل آب و کنترل خوردگی
مخزن ذخیره آب برج خنک‌کننده در یک سایت مرکز داده، بافر مایعی را نگه می‌دارد که به یک مدار تبخیری اجازه می‌دهد در برابر دریفت، بلوداون و وقفه‌های آب جبرانی دوام بیاورد. حجم آن از تلاطم، سهم تبخیر و فضای جداسازی مورد نیاز تأسیسات به دست می‌آید؛ عمر آن از کنترل خوردگی می‌آید، زیرا آب اکسیژنه به فولاد لخت سریع‌تر از بیشتر خدمات ساختمانی حمله می‌کند. پوشش‌های سدی، حفاظت فداشونده روی یا انتخاب آلیاژ باید با شیمی آب اندازه‌گیری‌شده مطابقت داده شود، و مخزن باید قابل بازرسی باشد تا از دست رفتن پوشش به‌صورت نرخ ثبت شود.
یک مدار تبخیری در داخل یک تأسیسات مرکز داده، آب بیشتری نسبت به آنچه که چیلرها نگه می‌دارند جابه‌جا می‌کند. کسر کوچکی از جریان در گردش به صورت بخار خارج می‌شود، بخش دیگری به صورت آب تخلیه (blowdown) خارج می‌شود و هر دو نیاز به آب جبرانی دارند. وقتی این آب جبرانی حتی برای یک ساعت متوقف شود، سطح حوضچه پایین می‌آید، پمپ‌ها شروع به کاویتاسیون می‌کنند و مسیر رسیدن به بار IT مدت‌ها قبل از اینکه هر آلارمی از تأسیسات چیلر فعال شود، باریک می‌شود.
مخزنی که این ریتم را جذب می‌کند، اغلب به عنوان یک امر فرعی و با استفاده از هر مخزن همه‌کاره‌ای که سایت از قبل دارد، مشخص می‌شود. این انتخاب به ندرت در سال اول شکست می‌خورد. بلکه به صورت از دست رفتن تدریجی ضخامت دیواره، تخریب پوشش در خط آب، یا مشکل کیفیت آبی که در گزارش تصفیه ظاهر می‌شود نه در خروجی خنک‌کننده، شکست می‌خورد.
این مقاله آنچه را که یک مخزن ذخیره آب برج خنک‌کننده در مرکز داده باید انجام دهد پوشش می‌دهد: چگونه تعادل آب حجم را تعیین می‌کند، چگونه چرخه‌های غلظت و تخلیه شیمی آب را تنظیم می‌کنند، چگونه اکسیژن و میکروب‌ها خوردگی داخل پوسته را هدایت می‌کنند، و کدام مسیر حفاظتی با کدام آنالیز آب سازگار است.
مخزن در واقع چه چیزی را نگه می‌دارد
مخزن ذخیره‌ای برای کل مدار نیست. این مخزن تفاوت بین آنچه مدار تبخیر می‌کند و آنچه سایت می‌تواند تأمین کند را جذب می‌کند.
· تلفات تبخیر. بخار هیچ جامد محلولی را حمل نمی‌کند، بنابراین حجم کاهش می‌یابد و جامدات تغلیظ می‌شوند — عامل غالب در تعادل.
· تخلیه و دریفت. تخلیه آب تغلیظ‌شده را برای کنترل رسوب دفع می‌کند؛ دریفت قطرات را همراه با جریان هوا خارج می‌کند. هر دو حجم را کاهش می‌دهند و هر دو نیاز به آب جبرانی دارند.
· نوسان و تغییرات حرارتی. حجم مدار با دمای آب تغییر می‌کند. مخزنی که نمی‌تواند این نوسان را جذب کند، پمپ‌ها را هر روز در وضعیت مکش متغیر قرار می‌دهد.
· فضای نگهداری. اگر یک فیلتر، واحد جریان جانبی یا پمپ باید جدا شود، حجم باقی‌مانده باید مدار را تا بازگشت آن پر نگه دارد.
برای یک مرکز داده با مخزن ذخیره آب برج خنک‌کننده، چهار حجم با هم جمع می‌شوند: حجم موج، تخلیه و دریفت در طولانی‌ترین وقفه آب جبرانی، حجم از دست رفته در حین جداسازی یک جزء، و عمق باقی‌مانده در مکش پمپ. اندازه‌گیری تنها بر اساس جریان گردش، حالت جداسازی را نادیده می‌گیرد.
تعادل آب و سیکل‌های غلظت
تعادل یک حساب جرمی است که قبل از تعیین ابعاد تانک، باید روی کاغذ بیاید. گردش، گرما را به پرکننده منتقل می‌کند بدون تغییر خالص حجم؛ تبخیر و بلوداون مدار را ترک می‌کنند و جامدات را تغلیظ می‌کنند؛ دریفت آب را همراه با جریان هوا خارج می‌کند؛ آب جبرانی سطح را بازیابی می‌کند؛ و کنترل سطح، نقاط تریپ بالا و پایین را تعیین می‌کند.
سیکل‌های غلظت شمارش می‌کنند که جامدات محلول چند بار تغلیظ شده‌اند، و آن‌ها تعیین می‌کنند که آب داخل تانک چقدر مهاجم است.
· سیکل‌های بالاتر به معنای بلوداون کمتر است، بنابراین تقاضای آب کمتر، که برای سایتی با تأمین محدود مناسب است، اما همچنین رسانایی بالاتر و تمایل به رسوب‌گذاری در سطح تانک را به همراه دارد.
· سیکل‌های پایین‌تر به معنای بلوداون بیشتر و زهکشی بیشتر است، با ریسک رسوب‌گذاری کمتر و ریسک خوردگی بالاتر ناشی از تأمین بیشتر اکسیژن و آب تازه.
· هدف از تحلیل آب پیروی می‌کند. آرایش مستعد رسوب‌گذاری به نفع چرخه‌های پایین‌تر است؛ یک منبع محدود به نفع چرخه‌های بالاتر است، معمولاً همراه با فیلتراسیون جانبی و تصحیح pH.
جایی که مخزن همچنین به عنوان بدنه ته‌نشینی یا تعدیل‌کننده عمل می‌کند، هندسه به اندازه حجم اهمیت دارد. مسیر کوتاه بین ورودی برگشتی و مکش پمپ آبی را که مخزن قرار بود ته‌نشین کند مخلوط می‌کند، بنابراین چیدمان ورودی، پخش‌کننده‌ها و بافل‌ها اقلام طراحی هستند، و خروجی که از بخش قابل پیش‌بینی بدنه تخلیه می‌شود کیفیت آب تحویلی را پایدار نگه می‌دارد.
خوردگی در محیط آب اکسیژنه
آب خنک‌کننده باز یکی از تهاجمی‌ترین سرویس‌های رایج در تأسیسات ساختمان است و دلیل آن اکسیژن محلول است.
· مکانیزم. اکسیژن واکنش کاتدی روی فولاد را دپلاریزه می‌کند، بنابراین آب غنی از اکسیژن سریع‌تر از آب بدون اکسیژن خورده می‌شود. اکسیژن از سطح آزاد و از هر برگشت هوادهی‌شده وارد می‌شود و سپس در بدنه توزیع می‌گردد.
· حمله خط آب. خط سطح به‌طور متناوب خیس و خشک می‌شود، به‌طور مداوم با اکسیژن تغذیه می‌شود و جامدات ته‌نشین‌شده را در برابر صفحه به دام می‌اندازد. اگر پوشش فقط برای سرویس غوطه‌ور مشخص شده باشد، این ناحیه ابتدا خراب می‌شود.
· خوردگی تحت تأثیر میکروبیولوژیکی. باکتری‌ها در رسوب، حفره‌های موضعی زیر رسوبات ایجاد می‌کنند و مخزنی که هرگز تخلیه یا برس‌کشی نمی‌شود از آن‌ها پشتیبانی می‌کند.
دو مسیر حفاظتی استاندارد وجود دارد و انتخاب بر اساس کیفیت آب، دمای سرویس و اینکه مخزن به مدار موجود متصل می‌شود یا خیر، انجام می‌گیرد.
· پوشش‌های سدی. یک آستر پیوندی فولاد را جدا می‌کند. لعاب به صفحه می‌چسبد و سطحی صاف و بی‌اثر ایجاد می‌کند؛ اپوکسی پیوندی-ذوبی روی فولاد آماده‌شده لایه‌ای ضخیم می‌دهد که می‌توان آن را در محل تعمیر کرد. هر یک از این دو نیازمند آماده‌سازی سطح و آزمون عیب‌یابی پیش از پر کردن است، زیرا یک نقص به یک سلول خوردگی موضعی تبدیل می‌شود نه یک الگوی سایش یکنواخت.
· حفاظت آندی فداشونده. فولاد گالوانیزه گرم دارای پوشش روی است که در جاهایی که پوشش خراشیده شده، فولاد را به‌صورت الکتروشیمیایی محافظت می‌کند. این روش برای شیمی متغیر و مخازنی که در حین تعمیرات دستکاری می‌شوند مناسب است، اما مصرف روی به آب بستگی دارد و ضخامت پوشش قابل دستیابی در مقایسه با یک آستر اعمالی محدود است.
کنترل و نگهداری کیفیت آب
مخزن آب را تصفیه نمی‌کند؛ آن را در معرض قرار می‌دهد. تصفیه باید با در نظر گرفتن مخزن مشخص شود، و مخزن باید به‌قدر کافی قابل بازرسی باشد تا بتوان تصفیه را بررسی کرد.
دوزینگ اولین مورد است: بیوساید رشد میکروبی را کنترل می‌کند، بازدارنده رسوب و پراکنده‌کننده رسوبات را کنترل می‌کنند، و تصحیح pH آب را از محدوده خورنده خارج می‌کند. نقطه دوزینگ و زمان تماس داخل تانک تعیین می‌کند که آیا ماده شیمیایی مخلوط می‌رسد یا به صورت توده‌ای. یک حلقه فیلتر جانبی جامداتی را که در کف ته‌نشین می‌شوند و خوردگی زیررسوبی را تغذیه می‌کنند حذف می‌کند.
در سطح مخزن ذخیره آب برج خاموش‌کننده یک مرکز داده، بازرسی چرخه را کامل می‌کند. تخلیه، برس‌کشی و بازرسی در فواصل زمانی ثابت، همراه با ضخامت دیواره در نقاط شبکه‌ای تعریف‌شده، افت پوشش را به نرخی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند، و وصله‌ها باید با سیستم اصلی مطابقت داشته باشند: تعمیر اپوکسی روی سطح لعابی ناپیوستگی برجای می‌گذارد که در بازرسی بعدی نمایان می‌شود. برای مخزن ذخیره آب برج خاموش‌کننده یک مرکز داده، دسترسی به همان اندازه پوشش اهمیت دارد، زیرا مخزنی با یک دریچه کوچک و بدون زهکشی کف به‌ندرت بازرسی می‌شود و وضعیت آن زمانی کشف می‌شود که به نشتی تبدیل شده است.
مشخصات فنی
آیتم | مقدار یا گزینه معمول | عامل تصمیم‌گیری |
حجم تانک | موج‌گیر به علاوه تخلیه به علاوه فضای اضافی جداسازی | جریان گردش و برنامه نگهداری |
محدوده سطح طراحی | باند نرمال با نقاط تنظیم آلارم بالا و پایین | پایداری مکش پمپ و ایمنی سرریز |
سرریز و تخلیه | سرریز به مسیر ایمن، تخلیه با اندازه مناسب برای تخلیه کامل | زهکشی سایت و خطر یخ‌زدگی |
آرایش ورودی | بازگشت زیر سطح کاری با دیفیوزر یا بافل | کنترل ته‌نشینی و اختلاط |
سیستم پوشش | مینای لعابی، پوشش اپوکسی پیوندی ذوبی، یا روی گالوانیزه گرم | شیمی آب، دما، سیاست تعمیر |
ضخامت پوشش | ۰٫۲۵ تا ۰٫۴۵ میلی‌متر مینای ذوبی؛ ۱۸۰ تا ۲۸۰ میکرومتر اپوکسی پیوندی ذوبی | ضخامت لایه و روش بازرسی |
آزمون هالیدی | ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم روی پانل‌های مینا قبل از حمل | کیفیت پوشش قابل تأیید قبل از پر کردن |
دسترسی و ابزار دقیق | دریچه آدم‌رو در سطح کف، ترانسمیتر سطح، پروب رسانایی | دسترسی بازرسی و کنترل تصفیه |
مطالعه موردی پروژه
مخازن پیچ‌ومهره‌ای با قطر بزرگ که آب نگهداری‌شده را ذخیره می‌کنند، به خدمات آب شهری تحویل داده شده‌اند که شیمی آن سخت‌تر از مدار خنک‌کننده است. این مراجع، مقیاس و انتخاب پوشش در آب تهاجمی را نشان می‌دهند، نه کار مرکز داده.
خلاصه مطالعه موردی پروژه
پروژه | محصول | ظرفیت | ابعاد | تکمیل |
فاضلاب شهری عربستان سعودی | مخزن GFS با گنبد آلومینیومی | ۱۱٬۰۲۰ متر مکعب | ۵ واحد، قطر ۲۴.۰۶ متر در ارتفاع ۴.۸۵ متر | ۲۰۲۳-۲۰۲۶ |
فاضلاب شهری امارات متحده عربی | مخزن GFS | طبق محدوده پروژه | طبق محدوده پروژه | ۲۰۲۳-۲۰۲۶ |
در حالی که پروژه‌های مرجع تحویل‌شده ما در بخش آب و فاضلاب شامل محدوده‌های فوق هستند، محدوده TES مرکز داده با همان استانداردها مهندسی می‌شود.
قابلیت مهندسی Center Enamel
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 تکمیل کرده 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 تک‌واحدی 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.
مسیر خوردگی برای حلقه‌های باز
· حلقه‌های باز برج خنک‌کننده اکسیژن محلول و آب جبرانی وارد می‌کنند که عامل اصلی خوردگی در پوسته فولاد کربنی است؛ انتخاب مواد و پوشش بر اساس دفعات تغییر سطح آب تعیین می‌شود.
· پوسته‌های گالوانیزه از حفاظت فداشوندگی روی برای آب جبرانی و آب آتش‌نشانی حساس به قیمت استفاده می‌کنند، در حالی که پوسته‌های لعابی یا اپوکسی در جایی که آب بازچرخانی و تصفیه می‌شود ترجیح داده می‌شوند.
· برنامه‌های آب معادل فاضلاب شهری عربستان و امارات با ظرفیت ۱۱٬۰۲۰ مترمکعب (پنج مخزن با قطر ۲۴٫۰۶ متر) و مخازن تأسیساتی کوچک‌تر، تبار پوسته‌های آب با قطر بزرگ را نشان می‌دهند که حلقه‌های خنک‌کننده از آن بهره می‌گیرند.
پرسش‌های متداول
پ۱: آیا مخزن ذخیره باید داخل حوضچه برج خنک‌کننده قرار گیرد؟
پ۱: خیر. بسیاری از نیروگاه‌ها از حوضچه برای حجم کم و از یک مخزن جداگانه برای موج‌گیر، فضای جداسازی و ته‌نشینی استفاده می‌کنند. مخزن جداگانه بازرسی و تعمیر را آسان‌تر می‌کند و حوضچه را برای هندسه پرکننده آزاد نگه می‌دارد.
پ۲: چند چرخه غلظت باید هدف‌گذاری شود؟
A2: هیچ رقم جهانی وجود ندارد. سه تا پنج برای بسیاری از مدارها با درمان متعارف مناسب است؛ هدف از تحلیل ترکیب و شاخص مقیاس‌بندی پیروی می‌کند. این موضوع در سند تعادل قرار می‌گیرد، نه کپی‌شده از کارخانه دیگر.
Q3: آیا لعاب برای آب خنک‌کننده مناسب است؟
A3: لعاب یک پوشش بازدارنده با پوشش استاندارد تا pH ۳-۱۱ و فرمولاسیون‌های ویژه خارج از آن محدوده است. برای آب با خورندگی متوسط تا بالا و مخازنی که در بازه بازرسی ثابت سرویس می‌شوند مناسب است؛ آب خارج از محدوده باید ابتدا بررسی شود.
Q4: چرا پوشش ابتدا در خط آب خراب می‌شود؟
A4: در آنجا ورق به‌طور متناوب خیس و خشک می‌شود، اکسیژن به‌طور مداوم تجدید می‌شود و جامدات ته‌نشین‌شده در تماس با فولاد باقی می‌مانند. این امر سریع‌ترین حمله موضعی را ایجاد می‌کند، بنابراین مشخصات باید ناحیه پاشش را پوشش دهد و نه فقط سطح غوطه‌ور.
Q5: آیا مخزن گالوانیزه نیز به آستر نیاز دارد؟
A5: نه لزوماً. روی فولاد را به‌صورت فداشونده محافظت می‌کند، بنابراین ناحیه خراشیده تا زمانی که روی باقی بماند پوشیده می‌ماند. جایی که آب روی را سریع مصرف می‌کند، لعاب یا اپوکسی پیوندی ذوبی محافظ اصلی بهتری است.
Q6: آیا آسیب پوشش را می‌توان در طول خاموشی تعمیر کرد؟
A7: بله، اپوکسی پیوندی ذوبی در محل تعمیر می‌شود، با همان آماده‌سازی سطح مانند کاربرد اولیه و آزمایش مجدد پیش از بازگشت به سرویس، بنابراین تعمیر به تاریخچه پوشش می‌پیوندد.
دو تصمیم، مرکز داده مخزن ذخیره آب برج خنک‌کننده را شکل می‌دهد: حجمی که از موج، وقفه آب جبرانی و فضای اضافی جداسازی به دست می‌آید، و مسیر محافظتی که بر اساس شیمی آب اندازه‌گیری‌شده انتخاب می‌شود نه هزینه اولیه. اکسیژن، دریفت و میکروب‌ها به‌طور مداوم روی پوسته اثر می‌گذارند، بنابراین مخزنی که قابل بازرسی نیست، یا ناسازگاری پوشش دارد، خیلی پیش از تعویض نیاز به تعمیر پیدا می‌کند.
با یک مهندس صحبت کنید
جریان گردش، آنالیز آب جبرانی و سیکل‌های غلظت پیشنهادی را ارسال کنید، و ما یک توصیه اندازه‌گذاری مخزن و پوشش با نقاط تنظیم سطح، آرایش ورودی و دسترسی بازرسی برای مرکز داده مخزن ذخیره آب برج خنک‌کننده شما بازمی‌گردانیم. برای بازسازی، درخواست مقایسه کنار به کنار گزینه‌های لعاب، اپوکسی پیوندی و گالوانیزه گرم در برابر شیمی اندازه‌گیری شده خود کنید.
واتس‌اپ