گزینه‌های ذخیره‌سازی آب برای مراکز داده و سیستم‌های خنک‌کننده
ساخته شده در امروز
گزینه‌های ذخیره‌سازی آب برای مراکز داده و سیستم‌های خنک‌کننده
سیستم خنک‌کننده مرکز داده دارای سه مخزن آب متمایز است - یک مخزن بافر آب سرد که چیلر را از بار جدا می‌کند، یک مخزن ذخیره‌سازی انرژی حرارتی (TES) که خنک‌سازی را به خارج از ساعات اوج مصرف منتقل می‌کند، و یک مخزن جبران برج خنک‌کننده که تبخیر، دریفت، بلوداون و بک‌واش را جایگزین می‌کند. هر یک از این مخازن یک مخزن اتمسفریک یا تحت فشار پیچ‌ومهره‌ای/جوشی در GFS، اپوکسی پیوندی فیوژن یا فولاد ضد زنگ است، با NSF/ANSI 61 در صورت مجاورت با آب آشامیدنی؛ انتخاب بر اساس فشار و سیال مدار انجام می‌شود، نه عادت.
خنک‌سازی جایی است که بیشتر آب یک مرکز داده در آنجا وجود دارد، با این حال گزینه‌های ذخیره‌سازی به ندرت به وضوح ترسیم می‌شوند. این مقاله تمرکز خود را بر روی خود سیستم خنک‌سازی می‌گذارد: بافر، TES و مخزن جبرانی، به همراه انتخاب‌های مواد و فشار که تعیین می‌کنند در نهایت چه چیزی ساخته می‌شود. این مقاله برای مهندسان خنک‌سازی و مشخص‌کنندگان HVAC است که نیاز دارند گزینه‌ها بر اساس وظیفه چیده شوند، نه یک کاتالوگ عمومی مخزن.
نقشه آب سیستم خنک‌سازی
سه مخزن، سه استاندارد، یک طراحی هماهنگ.
· برج‌ها و چیلرها. گرما را از سالن داده خارج می‌کنند؛ آب سیال عامل است.
· مخزن جبرانی. تلفات را جبران می‌کند تا حلقه هرگز کم‌آب نشود.
· بافر و TES. حاشیه هیدرولیکی و حرارتی حول چیلرها فراهم می‌کنند.
مخازن بافر آب سرد
· عملکرد. نوسانات بار را جذب می‌کند تا چیلر با استارت‌های کمتر طولانی‌تر کار کند و از کمپرسورها محافظت شود.
· اندازه‌بندی. ۳-۱۵ دقیقه کارکرد چیلر در دلتا-T طراحی (rho x cp x delta-T).
· تحت فشار قرار دادن. مخزن اتمسفریک با واحد تحت فشار، یا مخزن تحت فشار ASME توسط فشار حلقه.
مخازن ذخیره انرژی حرارتی (TES)
· عملکرد. ذخیره سرمایش به صورت اختلاف دما در آب سرد شده لایه‌ای.
· چگالی انرژی. ~۹-۱۲ کیلووات ساعت بر متر مکعب در هر ۸-۱۰ درجه سانتی‌گراد نوسان.
· لایه‌بندی. دیفیوزرها از ترموکلاین محافظت می‌کنند؛ مخازن باریک بهتر لایه‌بندی می‌شوند.
مخازن جبرانی برج خنک‌کننده
· منابع تلفات. تبخیر ۰.۸-۱.۶٪ در هر محدوده ۱۰ درجه فارنهایت؛ دریفت ۰.۰۰۱-۰.۰۰۵٪؛ بلوداون = تبخیر/(سیکل‌ها-۱).
· حاشیه. حاشیه بک‌واش فیلتر و انتقال را برای تعیین اندازه عملی اضافه کنید.
· کیفیت. NSF/ANSI 61 در صورت مجاورت با آب آشامیدنی؛ WRAS در بریتانیا.
انتخاب مواد و فشار برای حلقه‌های خنک‌کننده
· GFS یا FBE پیچ‌ومهره‌ای. نصب سریع، قابلیت NSF/ANSI 61، عمر مفید GFS ۳۰-۵۰ سال.
· فولاد ضد زنگ. برای حلقه‌های خورنده یا بهداشتی؛ گرید بر اساس مواجهه با کلرید.
· تحت فشار در مقابل اتمسفریک. ASME BPVC بخش VIII فقط زمانی که بالاتر از فشار اتمسفر باشد.
· گلیکول و عایق‌کاری. محافظت در برابر یخ‌زدگی در صورت نیاز؛ عایق‌کاری با مانع بخار، افزایش گرما و میعان را محدود می‌کند.
مشخصات فنی
مخزن خنک‌کننده | عملکرد | ابعاد | استاندارد |
بافر سرد | جدا کردن چیلر از بار | ۳ تا ۱۵ دقیقه کارکرد چیلر در دلتا-T | AWWA D103-09؛ ASME در صورت تحت فشار بودن |
TES | تغییر خنک‌سازی به ساعات کم‌باری | ~۹-۱۲ کیلووات‌ساعت بر مترمکعب به ازای هر ۸-۱۰ درجه سانتی‌گراد نوسان | AWWA D103-09/D100؛ در صورت تحت فشار بودن، ASME |
جبرانی | جایگزینی تلفات برج | حاشیه تبخیر+رانش+بلوداون+بک‌واش | NSF/ANSI 61 در صورت مجاورت با آب آشامیدنی |
متریال | GFS/FBE/فولاد ضد زنگ | توسط سیال و کلرید | NSF/ANSI 61، EN 1090/CE |
فشار | اتمسفریک یا ASME | توسط فشار حلقه | ASME BPVC VIII در صورت تحت فشار بودن |
مطالعه موردی پروژه
سنتر انامل برای پروژه‌ها در بیش از ۱۰۰ کشور مخازن ذخیره آب آتش‌نشانی تأمین کرده است که مطابق با استاندارد NFPA 22 و با همان فناوری GFS پیچ‌ومهره‌ای ساخته شده‌اند که در حفاظت آتش مراکز داده به کار می‌رود. پروژه حفاظت آتش تحویل‌شده در زیر به‌عنوان مرجعی واقعی برای مهندسی مخازن پیچ‌ومهره‌ای ارائه شده است؛ گزینه‌های سمت خنک‌سازی در این مقاله از طریق همان فناوری مخزن گواهی‌شده و محاسبات بار منتشرشده پوشش داده می‌شوند، بدون ادعای نصب خاص خنک‌سازی مرکز داده.
پروژه مخزن آب آتش‌نشانی
موقعیت پروژه | کاربرد | ظرفیت | نوع مخزن | تعداد x ابعاد | سقف | تکمیل شده |
چین | حفاظت در برابر آتش (NFPA 22) | ۱٬۲۱۰ متر مکعب | مخزن پیچ‌ومهره‌ای GFS | ۲ × Ø۷.۶۴ متر × ۱۳.۲ متر | مشخص نشده | ۲۰۲۴ |
تخصص شرکت
سنتر انامل (شرکت فناوری شوجیاژوانگ ژنگژونگ، با مسئولیت محدود)، تولیدکننده مخازن ذخیره‌سازی پیچ‌ومهره‌ای و جوشی که در سال ۲۰۰۸ تأسیس شد، مخازن شیشه‌ای-فولادی ذوب‌شده (GFS)، اپوکسی پیوندی ذوبی، فولاد ضدزنگ، فولاد گالوانیزه و مخازن جوشی به‌همراه سقف‌های گنبدی ژئودزیک آلومینیومی و مخازن تحت فشار ASME تولید می‌کند. محصولات مخزن آن دارای گواهینامه‌های ISO 9001، ISO 45001، NSF/ANSI 61، EN 1090/CE، WRAS و FM هستند و به پروژه‌هایی در بیش از ۱۰۰ کشور تحویل داده شده‌اند. برای یک برنامه مرکز داده، نکته عملی تأیید گواهینامه‌ها، پروژه‌های ارجاعی و پشتیبانی مهندسی پیش از واگذاری قرارداد است - توانمندی، نه فقط قیمت، از عمر ۱۰ تا ۱۵ ساله تأسیسات محافظت می‌کند. همان تولیدکننده می‌تواند وظایف حفاظت در برابر آتش، آب جبرانی و آب خنک‌شده، به‌همراه سقف‌های گنبدی ژئودزیک آلومینیومی و مخازن تحت فشار ASME را در جایی که طراحی نیاز دارد، پوشش دهد.
سوالات متداول
س: چه گزینه‌های ذخیره‌سازی آب از خنک‌سازی مرکز داده پشتیبانی می‌کنند؟
ج: سه گزینه: یک مخزن بافر آب سرد که چیلر را از بار جدا می‌کند، یک مخزن ذخیره‌سازی انرژی حرارتی (TES) که خنک‌سازی را به ساعات غیر اوج مصرف منتقل می‌کند، و یک مخزن جبران آب برج خنک‌کننده که تبخیر، دریفت، بلوداون و بک‌واش را جبران می‌کند.
س: مخزن بافر آب سرد چگونه اندازه‌گیری می‌شود؟
ج: معمولاً ۳ تا ۱۵ دقیقه کارکرد چیلر در دلتا-T طراحی (حجم از چگالی × گرمای ویژه × دلتا-T)، با مقدار بیشتر برای بارهای متغیر. این امر گذراها و شیب‌ها را بدون فعال‌سازی محافظ جریان کم پوشش می‌دهد.
س: مخزن TES در یک مرکز داده چه کاری انجام می‌دهد؟
ج: این مخزن سرمایش را به صورت اختلاف دما در آب سرد لایه‌بندی شده ذخیره می‌کند، بار چیلر را به ساعات غیر اوج منتقل می‌کند، امکان استفاده از چیلرهای کوچک‌تر را فراهم می‌آورد و ذخیره حرارتی در هنگام قطعی ارائه می‌دهد - حدود ۹ تا ۱۲ کیلووات ساعت بر متر مکعب در هر ۸ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد نوسان.
س: برج خنک‌کننده چقدر آب جبرانی نیاز دارد؟
ج: تبخیر تقریباً ۰.۸ تا ۱.۶ درصد گردش در هر ۱۰ درجه فارنهایت محدوده است، دریفت حدود ۰.۰۰۱ تا ۰.۰۰۵ درصد جریان، و بلوداون برابر است با تبخیر تقسیم بر (چرخه‌های غلظت منهای ۱)، به علاوه بک‌واش و حاشیه انتقال.
س: بهترین ماده برای مخزن خنک‌کننده مرکز داده چیست؟
پاسخ: برای اکثر کاربردها، فولاد پیچ‌ومهره‌ای با پوشش اپوکسی اتصال‌یافته یا GFS دارای گواهی NSF/ANSI 61 مناسب است؛ برای مدارهای خورنده یا بهداشتی از فولاد ضدزنگ استفاده کنید. انتخاب بر اساس سیال و میزان مواجهه با کلرید باشد، نه بر اساس قیمت.
س: آیا مخازن خنک‌کننده به گواهی ASME نیاز دارند؟
پاسخ: فقط اگر مدار تحت فشاری بالاتر از فشار اتمسفر باشد. اکثر مخازن بافر و TES اتمسفریک هستند (AWWA)؛ یک بافر یا مخزن تحت فشار نیاز به ASME BPVC بخش VIII دارد.
س: چرا ممکن است یک مخزن خنک‌کننده به گلیکول نیاز داشته باشد؟
پاسخ: در شرایط سردتر یا بار جزئی، مخلوط گلیکول از یخ‌زدگی جلوگیری می‌کند؛ مواد مخزن و اتصالات باید با سیال سازگار باشند، و عایق‌بندی با مانع بخار برای محدود کردن تلفات و میعان لازم است.
س: آیا مخازن خنک‌کننده مرکز داده به NSF/ANSI 61 نیاز دارند؟
پاسخ: بله، در جایی که آب آشامیدنی یا در مجاورت آب آشامیدنی باشد (آب جبرانی برج خنک‌کننده که می‌تواند با سیستم‌های آب آشامیدنی تماس داشته باشد). آب فرآیندی مدار بسته بدون تماس با آب آشامیدنی الزاماً به آن نیاز ندارد.
مخازن آب سیستم خنک‌کننده - بافر، TES و آب جبرانی - سه وظیفه متفاوت با سه استاندارد متفاوت هستند و انتخاب متریال و فشار از حلقه پیروی می‌کند، نه از عادت. نقشه‌برداری شفاف از آن‌ها همان چیزی است که به طراحی خنک‌کننده اجازه می‌دهد به اهداف زمان کارکرد و انرژی دست یابد بدون اینکه هیچ مخزنی بیش از حد یا کمتر از حد ساخته شود.
جریان حلقه خنک‌کننده، محدوده دما، سیکل‌ها و کلاس فشار خود را با ما به اشتراک بگذارید و ما اندازه مخازن بافر، TES و آب جبرانی را همراه با متریال و گواهینامه برای هر یک توصیه خواهیم کرد.
واتس‌اپ