مخزن اضطراری آب سرد برای مرکز داده: تعیین ظرفیت برای قطع برق
ساخته شده در امروز
مخزن ذخیره آب سرد اضطراری برای مرکز داده: اندازه‌گذاری برای قطع برق
یک مرکز داده با مخزن ذخیره آب سرد اضطراری برای فاصله بین قطعی برق شهری و برق اضطراری پایدار طراحی می‌شود، نه برای خنک‌سازی تمام‌روزه IT. آن را بر اساس زمان کلید انتقال، پنجره تثبیت ژنراتور، توان پمپ و فن در حالت آماده‌به‌کار، و نردبان کاهش بار تعریف‌شده اندازه‌گیری کنید. سرمای قابل‌استفاده حدود ۱٫۱۶۳ کیلووات‌ساعت بر متر مکعب بر کلوین dT قابل‌استفاده است که برای اختلاط و افزایش گرما به ۷۰ تا ۹۰ درصد کاهش می‌یابد، که معمولاً ۱۰ تا ۴۵ دقیقه بار محافظت‌شده را فراهم می‌کند.
تیم‌های عملیاتی پس از قطعی برق شهری به‌ندرت ابتدا با کمبود آب سرد مواجه می‌شوند؛ آن‌ها با کمبود حاشیه طراحی مواجه می‌شوند. چیلرها قطع می‌شوند، ژنراتورها روشن می‌شوند، و حلقه به‌اندازه کافی فشار خود را از دست می‌دهد که یک واحد توزیع هوای اتاق کامپیوتر آبی بالاتر از نقطه تنظیم خود بازمی‌گرداند. یک مرکز داده با مخزن ذخیره آب سرد اضطراری این توالی را تغییر می‌دهد: مخزن سرما را نگه می‌دارد تا نیروگاه دوباره راه‌اندازی شود، بنابراین باند تأمین حفظ می‌شود و بار حیاتی هیچ انحرافی نمی‌بیند.
محاسبه پشت آن، حسابی بی‌زرق‌وبرق است: زمان تعویض کلید انتقال، پنجره تثبیت ژنراتور، توان راه‌اندازی مجدد پمپ‌های توزیع، و نردبان قطع باری که ابتدا رک‌های غیرضروری را حذف می‌کند. اگر این موارد را نادیده بگیرید، کشتی روی کاغذ بیش‌ازحد بزرگ یا آن‌قدر کوچک است که اهمیتی نداشته باشد. آنچه در ادامه می‌آید شامل توالی تعیین اندازه، هیدرولیکی که با چیلرهای متوقف کار می‌کند، و اقلام مشخصاتی است که فروشگاه را در سالنی بدون سرنشین سرد نگه می‌دارد.
دقیقه‌ها واقعاً کجا سپری می‌شوند
هر تمرین معتبر تعیین اندازه با فهرست کردن رویدادهای بین خرابی برق شهری و لحظه‌ای که نیروگاه به کنترل خودکار بازمی‌گردد آغاز می‌شود.
۱. تشخیص و قطع. یک تأسیسات دو مسیره ممکن است فیدر عادی را در عرض چند ثانیه قطع کند؛ خطاهای برنامه‌ریزی‌نشده طبق جدول زمانی‌ای که هیچ‌کس کنترل نمی‌کند بازیابی می‌شوند.
۲. روشن شدن ژنراتور و برقدار شدن باس. دیزل‌ژنراتورها برای رسیدن به سرعت و ولتاژ نامی به زمان نیاز دارند. پمپ‌های توزیع و کندانسور روی UPS کار می‌کنند یا به‌صورت متوالی راه‌اندازی می‌شوند و ده‌ها ثانیه به این زمان اضافه می‌کنند.
۳. راه‌اندازی مجدد چیلر و توالی پیشرو-پیرو. حتی با وجود برق، خروجی تأسیسات به‌صورت پلهای افزایش می‌یابد، بنابراین چند دقیقه طول می‌کشد تا به ظرفیت کامل برسد.
۴. تخلیه مخزن. در این فاصله، سرمای ذخیره‌شده تنها عاملی است که فضا را خنک می‌کند.
هدف طراحی این است که ذخیره‌سازی از تشخیص تا بازیابی نیروگاه را پوشش دهد، با حاشیه‌ای برای ژنراتوری که در راه‌اندازی شکست می‌خورد. در جایی که هر دو فیدر تحت تأثیر قرار می‌گیرند، هدف به یک ژنراتور دوم یا یک تیم خدمات شهری گسترش می‌یابد.
دو قاعده همه چیز را در پایین‌دست شکل می‌دهند: مخزن به جای جایگزینی توان اضطراری، آن را پل می‌زند و بار را در محدوده دمایی خود نگه می‌دارد تا تجهیزات راه‌اندازی شوند، و تنها لایه سرد در پایین مخزن به حساب می‌آید، نه کل موجودی سیال.
محاسبه زمان اجرا، گام به گام
۵. ذخیره‌سازی ناخالص سرمای ذخیره‌شده. Q = V x rho x cp x dT. برای آب، حاصل‌ضرب rho در cp حدود ۱٫۱۶۳ کیلووات‌ساعت بر متر مکعب بر کلوین است، بنابراین یک بازه ۶ کلوینی تقریباً ۷٫۰ کیلووات‌ساعت بر متر مکعب می‌دهد.
۶. کسر قابل استفاده را اعمال کنید. لایه‌بندی، اختلاط دیفیوزر و جذب حرارت پوسته، مقدار قابل برداشت را کاهش می‌دهند. متخصصان ضریب کاهش ۷۰ تا ۹۰ درصد را در نظر می‌گیرند؛ هنگام تخلیه سریع، رقم پایین‌تر را انتخاب کنید.
۷. بار وظیفه را تعریف کنید. در طول رویداد، این بار اوج فناوری اطلاعات نیست. باری است که باید دوام بیاورد: رک‌های اصلی به‌همراه توان فن و پمپ موردنیاز برای جابه‌جایی آب از میان آن‌ها.
۸. سهم گرانش را کم کنید. با یک مخزن اتمسفریک بالای بار، بخشی از جریان تنها از ارتفاع تأمین می‌شود در حالی که پمپ‌ها خاموش هستند، که بار ژنراتور را کاهش می‌دهد.
۹. تقسیم کنید. زمان اجرا برابر است با کیلووات‌ساعت قابل استفاده تقسیم بر کیلووات وظیفه.
مثال کاربردی: ۴,۰۰۰ کیلووات بار محافظت‌شده، ۶ کلوین dT قابل استفاده، کسر قابل استفاده ۰.۸، هدف ۲۰ دقیقه. حجم = ۴,۰۰۰ × (۲۰/۶۰) / (۱.۱۶۳ × ۶ × ۰.۸) = ۲۳۹ مترمکعب، پیش از جریان پمپ، تلفات آماده‌به‌کار و ذخیره خرابی دوم. این رقم در کنار یک مخزن پیک‌سایی کوچک به نظر می‌رسد، که همین نکته است: اندازه‌گذاری اضطراری ارزان‌تر از جابه‌جایی بار است زیرا پنجره زمانی دقیقه است، نه ساعت.
مرحله‌بندی حذف بار و کف سرد
مخزنی که باید یک قطعی طولانی را پوشش دهد، نیاز دارد باری که پشت آن قرار دارد به‌صورت کنترل‌شده کاهش یابد، در غیر این صورت منبع سرما به‌سرعت مصرف می‌شود و دمای اتاق افزایش می‌یابد.
بلوک بار | اقدام در هنگام قطع برق شهری | سهم از بار فناوری اطلاعات |
رک‌های تولید اصلی | برقدار و خنک باقی می‌ماند | ۴۰ تا ۶۰ درصد |
استیجینگ، دسته‌ای، گزارش‌گیری | پس از ۵ دقیقه حذف می‌شود | ۱۵ تا ۲۵ درصد |
تحلیل‌های غیرتولیدی | بلافاصله حذف می‌شود | ۱۰ تا ۲۰ درصد |
فضای اداری و پشتیبانی | خاموش، یا روی یک حلقه جداگانه | ۵ تا ۱۵ درصد |
کف سرد کمترین دمای تأمینی را تعیین می‌کند که نیروگاه ممکن است به آن نزدیک شود، با حاشیه انجماد. در طول تخلیه، دمای برگشتی بالا می‌رود و dT مفید کوچک می‌شود، بنابراین طراحان یک سقف تأمین تعیین می‌کنند، معمولاً ۱۲ تا ۱۵ درجه سانتی‌گراد برای شرایط اضطراری، که بالاتر از آن بلوک‌های بیشتر حذف می‌شوند.
هیدرولیکی که جریان را بدون کار کردن چیلرها حفظ می‌کند
نحوه قرارگیری مخزن در داخل مرز فشار تعیین می‌کند که چه مقدار توان اضطراری مورد نیاز است.
۱۰. مخزن اتمسفریک، جریان هد-رانده. آب سرد تحت گرانش خارج می‌شود و توسط گرانش یا یک پمپ اضطراری کوچک برمی‌گردد، بنابراین پمپ اصلی نیروگاه برای گردش مورد نیاز نیست. این آرایش پشت بیشتر طرح‌های مخزن ذخیره آب سرد اضطراری مرکز داده است که باید جریان را در طول از دست رفتن کامل چیلرها حفظ کنند.
۱۱. مخزن تحت فشار در محدوده تأسیسات. ضخامت جداره، تقویت نازل، فلنج‌ها و شیرهای اطمینان برای فشار و دمای طراحی محاسبه می‌شوند؛ جریان هنوز به پمپ‌هایی روی باس اضطراری نیاز دارد.
۱۲. عایق‌کاری و پلهای حرارتی. پشم معدنی با روکش آلومینیومی یا فولاد رنگی، همراه با جزئیات تکیه‌گاه‌ها و نفوذها برای قطع مسیر حرارتی.
در هر دو آرایش، ورودی و خروجی به دیفیوزرها و بافل‌ها نیاز دارند، و سرعت ورودی در حد ۰.۵ تا ۱ متر بر ثانیه یا کمتر باقی می‌ماند تا ترموکلاین تیز بماند.
مشخصات فنی
جدول زیر نقاط تنظیم و اقلام انتخابی برای یک مرکز داده با مخزن ذخیره آب سرد اضطراری را فهرست می‌کند.
قلم | مقدار یا گزینه معمول | یادداشت |
حجم هندسی | بر اساس هدف زمان اجرا تعیین می‌شود | ۲۳۹ متر مکعب در مثال محاسبه‌شده |
dT قابل استفاده | ۵ تا ۷ کلوین، برای مثال ۶ درجه سانتی‌گراد تا ۱۲ درجه سانتی‌گراد | حجم را به‌صورت خطی هدایت می‌کند |
کسر قابل استفاده | ۷۰ تا ۹۰ درصد | پوشش‌دهی و اتلاف حرارت |
دمای رفت، نرمال | ۵ تا ۷ درجه سانتی‌گراد | نقطه تنظیم معمول آب سرد |
دمای رفت، سقف اضطراری | ۱۲ تا ۱۵ درجه سانتی‌گراد | بالاتر از این، بار کاهش می‌یابد |
کلاس فشار مخزن | اتمسفریک یا تحت فشار | ضخامت جداره و تقویت‌ها را تعیین می‌کند |
سرعت ورودی | ۰.۵ تا ۱ متر بر ثانیه | از لایه‌بندی محافظت می‌کند |
عایق‌کاری | پشم معدنی، آلومینیوم یا روکش فولاد رنگی | جزئیات پل حرارتی در تکیه‌گاه‌ها |
محافظت در برابر یخ‌زدگی | کابل حرارتی یا گردش آماده‌به‌کار | برای دوره‌های عدم اشغال مورد نیاز است |
هدف زمان کارکرد | ۱۰ تا ۴۵ دقیقه | برای خرابی ژنراتور دوم تمدید کنید |
مطالعه موردی پروژه
در حالی که پروژه‌های مرجع تحویل‌شده ما در بخش آب و فاضلاب شامل آب آتش‌نشانی و ذخیره آب آشامیدنی است، محدوده TES مرکز داده با همان استانداردها مهندسی می‌شود. یک مرجع مرتبط، تأسیسات آب آتش‌نشانی در سیچوان، چین است.
مورد | جزئیات |
پروژه | سیچوان، چین — ذخیره‌سازی آب آتش‌نشانی |
محصول | 01 GFS، مخزن پیچ‌ومهره‌ای شیشه-ذوب-به-فولاد |
ظرفیت | ۸,۹۳۰ متر مکعب در دو مخزن |
ابعاد | فی ۱۹.۸۷ متر × ۱۴.۴ متر، ۲ واحد |
تکمیل | 2023-11 |
وظیفه در یک جنبه که در اینجا مهم است قابل مقایسه است: مخزن سیال قابل استفاده را برای یک رویداد کم‌فراوانی و پرپیامد با دوره‌های بیکاری طولانی بین رویدادها نگه می‌دارد. یک ذخیره خنک‌کننده اضطراری همین مشخصات را دارد، بنابراین هندسه صفحه، اتصالات پیچ‌شده و انتخاب پوشش از همان منطق مهندسی پیروی می‌کنند.
قابلیت مهندسی Center Enamel
سنتر انامل (شرکت فناوری شیه‌جیاژوانگ 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 شده است 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 کند.
ذخیره غیرفعال در سطح پایین
· اندازه‌گذاری اضطراری معمولاً توسط زمان سوئیچ‌اور مسیر آماده‌به‌کار به‌علاوه بار کاهش‌یافته پس از بارزدایی هدایت می‌شود، و مخزن باید هنوز سرمایش را زمانی که سطح خودش پایین است ارائه دهد.
· یک مخزن اتمسفریک برای آزاد کردن سرمای باقی‌مانده خود نیازی به هوای ابزار دقیق، کنترل فضای گازی و فشاردهی فعال ندارد، که مسیر خرابی را ساده نگه می‌دارد.
· ذخیره آب آتش‌نشانی سیچوان با ۸٬۹۳۰ مترمکعب و مخازن آب شهری امارات، نزدیک‌ترین نمونه‌های مشابه در سوابق ما برای ذخیره‌سازی‌ای هستند که تنها نیازش این است که وقتی تأمین عادی وجود ندارد، حاضر باشد.
پرسش‌های متداول
س۱: آیا مخزن اضطراری باید برای بار کامل IT یا بار محافظت‌شده اندازه‌گذاری شود؟
پ۱: فقط بار محافظت‌شده. اندازه‌گذاری برای اوج کامل، مخزن بزرگ‌تری برای یک شرایط نادر تولید می‌کند و تفاوت آن بهتر است صرف یک نردبان کاهش بار شود که آنچه مخزن حمل می‌کند را کم می‌کند.
س۲: آیا مخزن جایگزین UPS یا ژنراتور می‌شود؟
پ۲: هیچ‌کدام. ژنراتورها در چند ثانیه تا چند دقیقه شروع به کار می‌کنند و UPS قدرت کنترل را قبل از اینکه آن‌ها بار را بردارند حفظ می‌کند. مخزن حاشیه‌ای برای ژنراتوری که در تلاش اول شروع به کار نمی‌کند اضافه می‌کند.
س۳: چه مدت زمان اجرا کافی است؟
پ۳: از طرح انتقال تبعیت می‌کند. یک کارخانه که به‌طور قابل‌اعتماد در کمتر از ۱۵ دقیقه برق را بازیابی می‌کند به مخزن ذخیره آب سرد اضطراری کوچک‌تری نسبت به یکی که باید از شروع ناموفق جان سالم به در ببرد نیاز دارد. اهداف معمولاً ۲۰ تا ۴۵ دقیقه به‌علاوه ذخیره هستند.
س۴: آیا یک مخزن می‌تواند هم‌زمان به اضطراری و کاهش اوج خدمت کند؟
A4: بله، و این رایج است. مخزن بر اساس بزرگ‌تر از دو وظیفه اندازه‌گذاری می‌شود، و سپس حالت اضطراری حداقل حجم و سقف دما را تعیین می‌کند.
Q5: چه کاهش ظرفیتی باید برای انرژی ذخیره‌شده نظری اعمال شود؟
A5: ۷۰ تا ۹۰ درصد برای تلفات لایه‌بندی، اختلاط دیفیوزر، و افزایش حرارت از طریق پوسته و عایق. هنگامی که تخلیه نسبت به زمان چرخش مخزن سریع است، حد پایین را در نظر بگیرید.
اندازه‌گیری مخزن ذخیره آب سرد اضطراری برای مرکز داده به معنای اندازه‌گیری یک بازه زمانی کوتاه و تطبیق آن با سرمای قابل استفاده است. این بازه از سوئیچینگ انتقال، پاسخ ژنراتور و راه‌اندازی مجدد تأسیسات ناشی می‌شود؛ سرما از حجم، اختلاف دما و کاهش ظرفیتی که لایه‌بندی واقعی را منعکس می‌کند به دست می‌آید. هر دو را در یک صفحه قرار دهید و حجم حاصل می‌شود، در حالی که نردبان کاهش بار حاشیه را قابل پیش‌بینی می‌کند.
ارزش آن زمان اجرای نامحدود نیست. این است که حلقه هرگز در حین بازگشت نیروگاه از محدوده دمایی خود خارج نمی‌شود، که راه‌اندازی مجدد را به یک توالی کنترل‌شده به جای آبشاری از تجهیزات قطع‌شده تبدیل می‌کند.
با یک مهندس صحبت کنید
هدف قطع شما، بار فناوری اطلاعات محافظت‌شده در طول رویداد، و دمای تأمینی که می‌توانید در حین راه‌اندازی مجدد کارخانه تحمل کنید را ارسال کنید. ما یک محاسبه زمان اجرا، حجم مورد نیاز و dT قابل استفاده، و یک برگه مشخصات شامل کلاس فشار، عایق‌بندی و چیدمان نازل را بازمی‌گردانیم.
واتس‌اپ