مخازن TES حیاتی برای خنک‌سازی مراکز داده: قابلیت اطمینان در شرایط خرابی
ساخته شده در امروز
مخازن TES حیاتی برای خنک‌سازی مراکز داده: قابلیت اطمینان تحت شرایط خرابی
مخازن TES که برای خنک‌سازی مراکز داده حیاتی هستند، به‌عنوان یک ذخیره غیرفعال عمل می‌کنند. سرمای ذخیره‌شده، تأسیسات را در طول توقف چیلر یا قطعی برق شبکه پوشش می‌دهد تا زمانی که ژنراتورها و واحدهای UPS راه‌اندازی شوند، زیرا یک مخزن آب اتمسفریک برای حفظ فشار به برق خارجی نیازی ندارد و تنها برای گردش به برق نیاز دارد. ظرفیت ذخیره را بر اساس باری که باید دوام بیاورد، دمای خروجی که بار تحمل می‌کند و ساعات خودمختاری، پس از اعمال ضریب قابلیت استفاده ۷۰ تا ۹۰ درصد، تعیین کنید. حالت‌های خرابی که به این ذخیره پایان می‌دهند عبارتند از فروپاشی لایه‌بندی، یخ‌زدگی در نازل‌ها و تکیه‌گاه‌ها، عایق مرطوب و دیفیوزر گیرکرده، نه خود پوسته.
طراحی قابلیت اطمینان با پرسش‌هایی آغاز می‌شود که هیچ‌کس نمی‌خواهد در زمان قطعی بپرسد: تأسیسات تا چه مدت باید با از کار افتادن چیلرها سرد بماند، و تا زمانی که ژنراتورها به فرکانس برسند چه چیزی بار را تحمل می‌کند؟ برای یک تأسیسات متعارف پاسخ مکانیکی است: فلایویل، یو‌پی‌اس، آب سرد اضطراری یا یک منبع تغذیه دوم شهری. افزودن ذخیره‌سازی حرارتی محاسبات را تغییر می‌دهد، زیرا ذخیره سرمایشی از قبل به صورت آب در یک مخزن در ساختمان قرار دارد.
این تغییر مفید است و رایگان نیست. ذخیره‌سازی حالت‌های خرابی خود را معرفی می‌کند: مخزنی که به مخلوطی ولرم لایه‌بندی می‌شود، نازل‌هایی که در پوسته یخ می‌زنند، روکشی که دیوار مرطوب را پنهان می‌کند، پخش‌کننده‌ای که در موقعیت اشتباه گیر می‌کند.
این مقاله شرایط خرابی‌ای را پوشش می‌دهد که یک مخزن سرمایش حیاتی باید از آن جان سالم به در ببرد، نحوه محاسبه زمان کارکرد خودمختار، کدام حالت‌های خرابی آن را کوتاه می‌کنند، و مشخصات فنی چه چیزی را باید الزامی کند.
آنچه مخزن ملزم به انجام آن است
کارخانه را از طریق پنجره انتقال همراهی کنید. خرابی یک سرویس، قطعی چند ثانیه‌ای نیست؛ راه‌اندازی ژنراتور، توالی ATS، حذف بار و بازگشت فید دوم دقیقه‌ها طول می‌کشد و بار حیاتی نباید در آن بازه زمانی دچار انحراف دما شود. سرمای ذخیره‌شده این شکاف را بدون هیچ قطعه متحرکی پوشش می‌دهد.
از توالی راه‌اندازی ژنراتور پشتیبانی کنید. توان اضطراری در مراحل مختلف می‌رسد. پمپ‌های آب سرد، فن‌های برج خنک‌کننده و توان کنترل با تثبیت ژنراتورها بالا می‌آیند و در طول رمپ، مخزن تنها منبع تغذیه‌کننده شاخه حیاتی است.
تریپ چیلر را جذب کنید. خاموش شدن یک چیلر به دلیل فشار پایین مبرد یا خطای VSD امری عادی است و ذخیره‌سازی که فقط برای انتقال ژنراتور اندازه‌گیری شده باشد، کوچک‌تر از مخزن مورد نیاز برای تریپ دو چیلر در یک بعدازظهر گرم است.
دما را حفظ کنید، نه فقط حجم را. یک مخزن تنها زمانی انرژی می‌دهد که خروجی در محدوده طراحی باقی بماند؛ زمانی که خروجی ترکیبی از حد بالا عبور کند، ذخیره مصرف شده در حالی که سرما هنوز در پایین است.
برای مخازن TES که برای خنک‌سازی مراکز داده حیاتی هستند، این وظایف چهار ورودی اندازه‌گذاری را تعیین می‌کنند: بار بقا، پنجره خودمختاری، ضریب قابلیت استفاده و باند خروجی قابل قبول. بار بقا خنک‌سازی مورد نیاز سالن‌های حیاتی است، کمتر از بار کل IT پس از تخلیه سالن‌ها. خودمختاری دقیقه‌هایی برای انتقال یا ساعت‌هایی است اگر ذخیره‌سازی همچنین قطعی کارخانه چیلر را تحمل کند. قابلیت استفاده کیلووات‌ساعت ذخیره‌شده ضربدر ضریب ۷۰ تا ۹۰ درصد است، هرگز ظرفیت پلاک. باند خروجی دمایی است که بار تحمل می‌کند، که تعیین می‌کند چه زمانی ذخیره تمام‌شده تلقی می‌شود.
محاسبه زمان اجرای خودمختار
از بار شروع کنید، نه از مخزن. بار بقا بر حسب کیلووات را در ساعت خودمختاری ضرب کنید تا کیلووات‌ساعت قابل تحویل به دست آید، سپس بر ضریب قابلیت استفاده و بر چگالی محیط تقسیم کنید تا به حجم برسید. در اختلاف دمای ۶ کلوین، آب پیش از اعمال ضریب حدود ۷ کیلووات‌ساعت در هر متر مکعب نگه می‌دارد، بنابراین بار بقای ۲ مگاوات در سه ساعت به حدود ۸۵۰ متر مکعب ذخیره قابل استفاده یا حدود ۱۱۰۰ متر مکعب مخزن نیاز دارد.
سپس نرخ تخلیه را تأیید کنید. ظرفیت در این اندازه‌ها به‌ندرت محدودیت تعیین‌کننده است. قطر نازل، سطح دیفیوزر و وظیفه پمپ تعیین می‌کنند آب سرد با چه سرعتی از مخزن خارج می‌شود؛ مخزنی که خیلی کند تخلیه می‌شود، در حالی که هنوز آب سرد درون آن است به پایان خودمختاری می‌رسد.
شرط بازگشت را بررسی کنید. شارژ کامل نیاز دارد که نیروگاه چیلر بازگشت را در ساعات موجود به محدوده تأمین برساند. اگر شارژ فقط در سپیده‌دم به صورت جزئی برسد، نباید همان ساعات تخلیه به نیروگاه وعده داده شود.
مخزن را صادقانه در مدل قابلیت اطمینان لحاظ کنید. طراحان معمولاً به ذخیره‌سازی یک سهم خودمختار تعریف‌شده در روایت نگهداری همزمان، در کنار مسیر UPS و ژنراتور می‌دهند، نه یک زمان اجرای نامحدود.
شرط | نقش ذخیره‌سازی | مدت زمان برنامه‌ریزی‌شده | ورودی طراحی |
افت تأسیسات، انتقال ژنراتور | منبع سرمایش اولیه | دقیقه | زمان انتقال به‌علاوه حاشیه |
شروع و شیب افزایش ژنراتور | منبع سرمایش اولیه | دقیقه تا شیب افزایش | دسترس‌پذیری توان پمپ |
تریپ چیلر تک | جذب گذرای تأسیسات | دقیقه | مطالعه هم‌زمانی تریپ |
خروج تأسیسات چیلر | سرمایش پشتیبان | ساعت | ضریب قابلیت استفاده و باند خروجی |
خرابی پمپ یا کنترل | پوشش داده نشده | به حساب نیامده | جداسازی و عیب‌یابی |
حالت‌های خرابی که ذخیره را کوتاه می‌کنند
لایه‌بندی فروپاشی، همان مورد خاموش است. برای مخازن TES که برای خنک‌سازی مراکز داده حیاتی هستند، دیفیوزر ورودی باید به‌درستی اندازه‌گذاری و موقعیت‌یابی شود؛ زمانی که اندازه آن کوچک باشد یا در حالت باز گیر کند، جریان برگشتی گرم با لایه سرد مخلوط می‌شود و خروجی زودتر گرم می‌شود. سرعت ورودی طراحی را بین ۰.۵ تا ۱ متر بر ثانیه در نظر بگیرید، دیفیوزر را برای حداکثر جریان اندازه‌گذاری کنید و مخزن را از موانع داخلی که باعث اختلاط می‌شوند دور نگه دارید.
یخ‌زدگی در تکیه‌گاه‌ها و نازل‌ها به‌سرعت به مخزن پایان می‌دهد. یک پل سرد در زین یا یک نازل بدون عایق، سطح محلی را به زیر صفر می‌رساند، آب اطراف یخ می‌زند و انبساط باعث ترک خوردن اتصال یا لوله می‌شود. شکست‌های حرارتی زیر زین‌ها، غلاف‌های عایق‌دار نازل و یک مهر و موم بخار پیوسته، درمان استاندارد هستند.
عایق مرطوب خوردگی را پنهان می‌کند. میعان ورودی به درز روکش، پشم معدنی را مرطوب می‌کند، پشم فشرده می‌شود، تلفات آماده‌به‌کار بالا می‌رود و یک نقطه بدون پوشش در پشت سطحی که هنوز سالم به نظر می‌رسد خورده می‌شود. آب‌بندی بخار و یک روکش تهویه‌شده پوشش را خشک نگه می‌دارند.
لوازم جانبی وابسته به برق پیش از پوسته از کار می‌افتند. ترانسمیترهای سطح، شیرهای خروجی موتوری، محرک‌های دیفیوزر و میکسرها همگی به برق نیاز دارند، بنابراین هر لوازم جانبی برقی روی باس اضطراری با موقعیت تعریف‌شده در هنگام قطع برق قرار می‌گیرد. یک درین که یخ بزند یا یک بخاری ردیابی که تغذیه‌اش را از دست بدهد، مخزن را در بدترین لحظه از سرویس خارج می‌کند.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار یا گزینه معمول |
وظیفه | پشتیبان انتقال ژنراتور، جذب تریپ چیلر، خودمختاری کوتاه |
بار بقا | کیلووات طراحی سرمایش فقط برای سالن‌های حیاتی |
خودمختاری | دقیقه برای انتقال، ساعت در صورت اعتبار با قطع کارخانه |
ضریب قابلیت استفاده | ۷۰-۹۰ درصد انرژی ذخیره‌شده نظری |
باند رفت / برگشت | رفت ۵-۷ درجه سانتی‌گراد، برگشت ۱۲-۱۴ درجه سانتی‌گراد |
نوع مخزن | نزدیک به اتمسفر، یا تحت فشار در صورت تعیین در طراحی |
سرعت ورودی | ۰.۵-۱ متر بر ثانیه در دیفیوزر |
کنترل پل سرد | شکست حرارتی زین، آستین‌های نازل عایق‌شده، مهر و موم بخار |
لوازم جانبی برقی | ترانسمیتر سطح، شیر موتوری، محرک روی باس اضطراری |
ایزولاسیون | شیرهای ایزولاسیون رفت و برگشت به همراه بای‌پس مخزن |
پذیرش | کیلووات-ساعت تحویلی و دمای خروجی در یک انتقال واقعی |
مخازن TES حیاتی برای خنک‌سازی مراکز داده بر اساس این جدول قبل از درخواست قیمت از فروشنده مشخص می‌شوند، به طوری که استقلال، قابلیت استفاده و آزمون پذیرش همگی در یک سند تعریف شده باشند.
مطالعه موردی پروژه
فیلد | مقدار |
پروژه | ذخیره آب آتش‌نشانی سیچوان چین (P-C) |
محصول | ۰۱ مخزن فولادی با پوشش شیشه‌ای ذوب‌شده |
ظرفیت | ۸,۹۳۰ متر مکعب مجموع |
ابعاد | ۲ مخزن، قطر ۱۹.۸۷ متر، ارتفاع ۱۴.۴ متر |
تکمیل | نوامبر ۲۰۲۳ |
در حالی که پروژه‌های مرجع تحویل‌شده ما در بخش آب و فاضلاب شامل این محدوده آب آتش‌نشانی است، محدوده TES مرکز داده با همان استانداردها مهندسی می‌شود. دو مخزن پیچ‌ومهره‌ای با قطر ۱۹.۸۷ متر که برای نگهداری مطمئن آب بدون سیستم تحت فشار برقی ساخته شده‌اند، همان استدلال قابلیت اطمینان یک ذخیره آب سرد است: یک مخزن بزرگ نزدیک به فشار اتمسفر که محتوای آن توسط محیط و عایق‌بندی نگهداری می‌شود نه توسط یک دستگاه فعال.
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.
رفتار ذخیره غیرفعال
· یک مخزن اتمسفریک به‌خودی‌خود هیچ پمپ، کنترل فضای گازی یا مرز تحت فشار ندارد؛ وقتی نیروگاه برق را از دست می‌دهد، سرمای ذخیره‌شده هنوز آنجاست، که دقیقاً همان ویژگی قابلیت اطمینانی است که یک سالن حیاتی برای مأموریت می‌خرد.
· پوسته‌های فولاد کربنی لعاب‌دار یا جوش‌شده با عایق‌بندی استاندارد این ویژگی را در کل حجم ذخیره‌سازی حفظ می‌کنند، و یک پوسته پیچ‌ومهره‌ای را می‌توان محفظه به محفظه بازرسی کرد در حالی که بقیه در سرویس باقی می‌ماند.
· مخازن آب آتش‌نشانی و آب اضطراری در سوابق ما، مانند جفت مخزن سیچوان با ظرفیت ۸٬۹۳۰ مترمکعب، به همین دلیل وجود دارند: ذخیره باید در زمانی که سایر زیرسیستم‌ها از کار افتاده‌اند در دسترس باقی بماند.
پرسش‌های متداول
پ۱: آیا یک مخزن ذخیره واقعاً می‌تواند یک مرکز داده را بدون برق شبکه خنک نگه دارد؟
A1: بله، برای یک بازه زمانی مشخص. یک مخزن اتمسفریک بدون هیچ دستگاه فعالی سرما را نگه می‌دارد؛ فقط گردش نیاز به برق دارد و آن هم روی باس اضطراری کار می‌کند. آن را با خودمختاری‌ای که مطالعه اندازه‌بندی می‌دهد اعتبار بده، نه با زمان اجرای نامحدود.
Q2: چگونه خودمختاری را برای انتقال ژنراتور اندازه‌بندی کنم؟
A2: بار سرمایش بقا را در زمان انتقال بر حسب ساعت به‌علاوه حاشیه اطمینان ضرب کن، بر ضریب قابل استفاده و چگالی محیط تقسیم کن. برای چند دقیقه انتقال، مخزن کوچک است؛ برای ساعت‌ها، به یک مزرعه مخزن تبدیل می‌شود.
Q3: آیا مخزن تحت فشار یا اتمسفریک برای وظیفه آماده‌به‌کار بهتر است؟
A3: اتمسفریک ذخیره ساده‌تری است زیرا محتوا را بدون سیستم تحت فشار نگه می‌دارد. یک مخزن تحت فشار وابستگی به آن سیستم را دقیقاً در شرایطی که به مخزن نیاز داری اضافه می‌کند.
Q4: شایع‌ترین دلیل کم‌عملکردی یک مخزن در زمان قطعی چیست؟
A4: اختلاط. وقتی چیدمان ورودی یا خروجی لایه‌های دما را از هم جدا نگه نمی‌دارد، خروجی مخلوط زودتر گرم می‌شود و ذخیره مصرف می‌شود در حالی که آب سرد در پایین باقی می‌ماند.
س۵: آیا ابزارهای مخزن باید روی برق اضطراری باشند؟
پ۵: آن‌هایی که برای جابه‌جایی در شرایط خرابی اهمیت دارند باید باشند. نشانگر سطح، محرک شیر خروجی و هر محرک دیفیوزر باید در مسیر اضطراری عمل کنند، با یک موقعیت ایمن تعریف‌شده در هنگام قطع برق.
س۶: عملکرد مخزن قبل از تحویل چگونه تأیید می‌شود؟
پ۶: یک انتقال را روی کارخانه واقعی اجرا کنید: یک چیلر یا تغذیه اصلی را جدا کنید، بار را به مخزن منتقل کنید، و کیلووات‌ساعت تحویلی، دمای خروجی و زمان تا محدودیت را ثبت کنید. ظرفیت پلاک به‌تنهایی مدرک نیست.
س۷: آیا پوشش عایق در دوره‌های طولانی بی‌کاری از کار می‌افتد؟
پ۷: به‌آرامی از طریق میعان تخریب می‌شود. یک روکش تهویه‌شده، یک درزگیر بخار و محاسبه نقطه شبنم برای ضخامت، پشم را بین چرخه‌ها خشک نگه می‌دارد.
مخزنی تنها زمانی جای خود را در یک مطالعه قابلیت اطمینان پیدا می‌کند که تحلیل خرابی آن را پوشش دهد. برای بار باقی‌مانده در طول پنجره انتقال، سرمای کافی ذخیره کنید، ضریب قابلیت استفاده را صادقانه اعمال کنید، مسیر تخلیه را طوری اندازه‌بندی کنید که سرما بتواند خارج شود، و حالت‌های خرابی‌ای را که ذخیره را کوتاه می‌کنند حذف کنید، یعنی اختلاط، انجماد در پل‌های سرد و عایق مرطوب. مخازن TES حیاتی برای خنک‌سازی مراکز داده آن‌گاه همان‌گونه که intended عمل می‌کنند: یک ذخیره غیرفعال که دقایق مورد نیاز نیروگاه را برای راه‌اندازی ماشین‌های خودش فراهم می‌کند.
با یک مهندس صحبت کنید
بار بقا را بر حسب کیلووات، پنجره انتقال را بر حسب دقیقه یا ساعت، دمای خروجی قابل قبول و آرایش توان اضطراری ارسال کنید، و ما محاسبه خودمختاری، حجم مخزن با اعمال ضریب قابلیت استفاده، و مشخصات نازل، دیفیوزر و پل سرد را بازمی‌گردانیم. برای یک کارخانه موجود، درخواست بررسی خرابی در اندازه‌بندی ذخیره‌سازی فعلی و توالی کنترل قبل از پنجره راه‌اندازی بعدی را داشته باشید.
واتس‌اپ