Stockage d'eau de condenseur dans les systèmes de refroidissement des centres de données
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Stockage d'eau de condenseur dans les systèmes de refroidissement des centres de données
L'eau de condenseur est le volume de service d'un circuit de rejet de chaleur de centre de données, et non une réserve. Elle circule entre le condenseur du refroidisseur, la tour de refroidissement et la pompe de tour, et le volume à retenir est déterminé par la façon dont ce circuit est exploité : par la rétention côté eau dont la boucle a besoin pour transférer la chaleur, par le tampon que les contrôles utilisent entre le refroidisseur et la tour, et par la concentration que la chimie de l'eau autorise. Il n'est pas dimensionné en fonction d'un débit d'incendie, d'une durée de remplissage ou d'un objectif de résilience, car aucune de ces conditions n'existe de ce côté de l'installation. Le deuxième point découle du premier. La même eau traverse continuellement le refroidisseur et la tour, de sorte qu'elle transporte la chaleur avec elle et qu'elle est concentrée au niveau de la tour, ce qui signifie que le circuit fonctionne plus chaud et avec une agressivité chimique plus élevée que le côté d'appoint qui l'alimente. Les décisions relatives aux matériaux et au traitement ont donc plus de poids ici que du côté de l'appoint, et un stock spécifié comme réserve tend à produire un grand volume d'eau chaude que personne ne contrôle, comme détaillé pour le réservoir de stockage d'eau de condenseur de centre de données.
Où se situe l'eau de condenseur dans l'installation
L'eau de condensation entre dans le corps du condenseur, cède sa chaleur au fluide frigorigène et en sort plus froide qu'à son entrée mais encore chaude, bien au-dessus de la température du côté de l'eau glacée. Deux faits découlent de cette description, et ils constituent la base de tout le reste dans cet article : l'eau est continuellement en mouvement, et elle est continuellement concentrée à la tour qu'elle traverse. Lorsque l'installation utilise une source à passage unique ou un échangeur de chaleur sec, le circuit a une charge plus faible, mais les mêmes questions d'inventaire, de chimie et de matériaux doivent encore être résolues, car le stockage est un composant du stockage d'eau de condensation pour les données du centre de données.
L'eau de condenseur n'est ni de l'eau d'appoint, ni un stockage d'eau de refroidissement, ni une récupération de condensats
Quatre fonctions sont confondues dans les documents d'appel d'offres parce que toutes les quatre sont appelées réservoirs d'eau et que toutes les quatre se trouvent dans la même usine. L'eau de condenseur n'est aucune des trois : c'est le fluide sur lequel fonctionnent le condenseur et la tour, et elle n'est ni consommée ni retenue en cas de panne. Une réserve d'appoint est dimensionnée par un bilan hydrique multiplié par une période d'interruption et est maintenue froide et en bon état. Un stockage d'eau de condenseur est dimensionné par le comportement de la boucle et est maintenu chaud et chimiquement concentré en service continu, de sorte que ses exigences en matière de matériaux et de traitement sont plus strictes que pour les données du réservoir de stockage d'eau de condenseur du centre de données
Fonction | À quoi sert le volume | Où il se situe | Ce qui détermine sa taille |
Eau d'appoint | Remplace les pertes de la tour | À la ligne de traitement et de remplissage | Équilibre entre évaporation, dérive et purge |
Stockage d'eau de refroidissement | Survit à une interruption d'approvisionnement | À la ligne d'appoint | Bilan hydrique multiplié par une période d'interruption |
Récupération des condensats | Collecte un flux de déchets | À l'étape vapeur ou évaporative | Taux de production de condensats et intervalle de collecte |
Eau de condenseur | Transfère la chaleur du refroidisseur à la tour | Dans la boucle de rejet de chaleur | Rétention de la boucle, tampon de régulation et limites chimiques |
La boucle de rejet de chaleur et son inventaire d'exploitation
Le volume d'eau à déplacer dans le circuit correspond à la rétention côté eau de la boucle elle-même : les enveloppes et collecteurs du condenseur, le bassin de la tour, ainsi que la tuyauterie et les vannes qui les relient. La caractéristique qui détermine si le tampon fonctionne est le rapport entre le débit de circulation et le volume de stockage : lorsque le débit représente plusieurs fois le volume, le stockage est renouvelé plusieurs fois par heure et sa température suit le circuit plutôt que de maintenir une température propre. Le même réservoir dans la même boucle change entièrement de comportement avec une modification du programme de débit, de sorte que les deux doivent être définis conjointement, comme détaillé pour les données du réservoir de stockage d'eau de condenseur en centre de données.
· La rétention de la boucle est fixée par la tuyauterie et l'équipement ; le stockage est la partie variable, comme détaillé pour les données du centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Un stockage tampon est dimensionné uniquement par rapport à un objectif de contrôle, tel que la limitation d'un échelon de charge, comme détaillé pour les données du centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Un multiplicateur de circulation élevé signifie que le stockage suit la température du circuit au lieu de la maintenir, comme détaillé pour les données du centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· L'échantillonnage et la décantation nécessitent une zone à faible débit, ce qui entre en conflit avec un stockage à fort renouvellement, comme détaillé pour les données du centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Les débits de démarrage et d'arrêt ne sont pas des débits en régime permanent et constituent souvent le cas déterminant, comme détaillé pour les données du centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
Dimensionnement du volume utile par le comportement du circuit
La méthode découle de ce que le magasin doit faire, et il ne s'agit pas du calcul de réserve utilisé ailleurs sur le site. La première étape est l'inventaire fixe : la rétention côté eau des calandres de condenseur, le bassin de la tour et la tuyauterie de raccordement, dont aucun élément n'est optionnel. La deuxième étape est le besoin de tampon, exprimé sous la forme d'une excursion de température autorisée pour un échelon de charge donné et une durée donnée. La troisième étape est la vérification chimique, qui demande quelle concentration la tour atteint avec cet inventaire et si le revêtement et le programme de traitement peuvent la supporter. Un calcul réel substitue les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur
Terme de dimensionnement | Entrée illustrative | Comment il est utilisé |
Débit d'eau de condenseur | 3 000 m3/h | Convertit un échelon de charge en débit massique |
Étape de charge | 15 pour cent du débit du condenseur | Définit la chaleur que le stockage doit absorber |
Durée de l'étape | 10 minutes | Convertit le débit en un volume d'eau déplacée |
Élévation de température du condenseur | 5 K | Convertit le débit en chaleur à absorber |
Excursion autorisée du stockage | 1,0 K | Convertit la chaleur absorbée en volume de stockage |
Volume de stockage résultant | Environ 375 m3 | Volume tampon avant rétention fixe |
Rétention fixe du circuit | Environ 140 m3 | Enveloppes, bassin de tour et tuyauterie |
Qualité de l'eau du circuit chaud et corrosion
Comme l'eau est chaude, aérée et concentrée en même temps, le circuit se trouve dans la combinaison la plus agressive qu'il puisse atteindre, et le réservoir conserve cette combinaison le plus longtemps. La conséquence pratique est que l'état du revêtement est vérifié plus souvent ici que dans un circuit froid, et que l'accès pour l'inspection importe davantage que sur un réservoir froid. Sur un réservoir en acier revêtu, un défaut de revêtement dans un circuit chaud et concentré se dégradera et cloquera plus rapidement que le même défaut dans un réservoir d'eau potable froide, de sorte que la procédure de détection et de réparation des défauts doit être plus rigoureuse et non simplement plus fréquente, comme détaillé pour les données du réservoir de stockage d'eau de condenseur du centre de données.
· L'oxygène dissous est réapprovisionné au niveau de la tour et à chaque surface exposée de la boucle, comme détaillé pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Le taux de corrosion augmente avec la température ; l'extrémité chaude du circuit régit la charge du revêtement, comme détaillé pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· La concentration augmente les chlorures et les sulfates, ce qui attaque l'acier inoxydable, comme détaillé pour le centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· L'attaque sous dépôt est le mode de défaillance habituel dans les circuits chauds concentrés, comme détaillé pour le centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Les couples galvaniques au niveau des raccords et supports dissemblables ajoutent un mécanisme d'attaque local, comme détaillé pour le centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· L'eau chaude contient moins d'oxygène, donc le cyclage humide-sec au niveau de l'espace de vapeur reste important, comme détaillé pour le centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
Concentration, purge et décision de traitement
À mesure que la tour évapore de l'eau propre, les solides dissous dans l'eau restante se concentrent, et le seul moyen de les maintenir stables est d'éliminer l'eau au même rythme. L'augmentation des cycles réduit la purge et donc la consommation d'eau et les rejets, mais elle augmente la concentration que l'ensemble de la boucle doit supporter, y compris le stockage. C'est ici qu'un grand volume d'eau chaude concentrée stagnant dans un réservoir revêtu devient un passif plutôt qu'un actif, car les dépôts, les piles de concentration et les produits de corrosion s'y accumulent. Le traitement de ce circuit n'est par conséquent pas un produit chimique unique pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur
Agencement et pompage autour du stockage
Un réservoir installé à l'écart de la tour ou du refroidisseur ajoute de la longueur de tuyauterie qui accroît le gain de chaleur et la hauteur manométrique de pompage, et il ajoute un volume d'eau se trouvant à une température différente du reste du circuit, ce qui va à l'encontre du mélange que le stockage est censé assurer. Le pompage doit être agencé de sorte que le stockage ne puisse pas être laissé isolé avec de l'eau à l'intérieur, que la boucle ne puisse pas être vidangée par le réservoir d'une manière qui emprisonne de l'air, et qu'aucune poche à faible débit ne soit créée. Les sections parallèles nécessitent une commutation qui laisse une section isolée sans réduire le débit de la boucle, et cette isolation doit être destinée au stockage d'eau de condenseur pour centre de données
· Placez le stockage à côté de la tour ou du refroidisseur, et non à l'opposé des deux sur le site, comme détaillé pour le centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Minimiser la tuyauterie de raccordement afin que le stockage se mélange au circuit au lieu de rester en retard sur celui-ci, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Prévoir un itinéraire de vidange afin qu'une section puisse être vidée pour inspection sans arrêter l'installation, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Organiser le changement de configuration afin qu'une section puisse être isolée pendant que la boucle conserve son débit, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Utiliser une configuration de pompes qui empêche le piégeage d'air et les zones de faible débit dans le stockage, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
Matériaux pour un circuit chaud, et le risque de gel d'un important volume chaud stocké
L'acier galvanisé est l'option la plus souvent choisie pour une mauvaise raison : la couche de zinc doit rester active, et l'extrémité chaude d'un circuit de condenseur se situe généralement en dehors de la plage dans laquelle le zinc suit le rythme de l'acier de base. Un réservoir d'eau de condenseur est la plus grande masse d'eau du site, mais ce n'est pas une masse d'eau chaude en hiver : lorsque l'installation est à l'arrêt et que le bassin de la tour est à température ambiante, un réservoir dans une enceinte non chauffée approche du point de congélation lors d'une longue interruption, et un réservoir gelé dans une cuve en acier boulonnée déforme les panneaux et peut ouvrir les joints, comme détaillé pour les données du réservoir de stockage d'eau de condenseur du centre de données.
Couplage avec la configuration de la tour et du condenseur, et la liste de contrôle du stockage
Dans un arrangement de condenseurs en parallèle où les refroidisseurs partagent une tour, le stockage peut être commun ou divisé par machine, et la disposition d'isolement détermine alors si une machine peut être entretenue pendant que les autres fonctionnent. La spécification doit indiquer pour quelle configuration elle est rédigée, car un même volume donne une redondance entièrement différente et un contrôle de traitement entièrement différent dans un arrangement partagé et dans un arrangement par machine. La liste de contrôle ci-dessous est ce qu'une demande de stockage d'eau de condenseur devrait comporter, et chaque élément de cette liste est une décision que quelqu'un doit prendre, qu'elle soit consignée par écrit ou non, comme détaillé pour le centre de données de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez la configuration du circuit : direct, primaire et secondaire, ou condenseur en parallèle, comme détaillé pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez le nombre de refroidisseurs, la puissance nominale, le débit du condenseur et l'élévation de température du condenseur, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez le type de tour, le volume du bassin et l'approche de conception de température, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez les cycles de concentration et le taux de purge accepté par le site, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez la chimie de l'eau d'appoint entrante ainsi que le programme d'inhibiteurs et de biocides, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez la fonction du stockage : tampon, découplage, décantation ou échantillonnage, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez la température ambiante minimale en hiver et la stratégie antigel retenue en conséquence, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condenseur.
· Indiquez l'agencement des sections ainsi que la séquence d'isolement et de commutation, comme détaillé pour le centre de données avec réservoir de stockage d'eau de condensation.
Questions fréquemment posées
Q1. Où se situe l'eau de condenseur dans l'installation ?
Elle entre dans le corps du condenseur, en ressort plus froide mais encore chaude, traverse la tour de refroidissement où la chaleur est rejetée dans l'atmosphère, et revient par la pompe de la tour. Un stockage affecté à ce service appartient à ce circuit, à côté de la tour ou du refroidisseur, plutôt qu'à côté de l'installation comme une réserve séparée constituée contre une interruption, comme détaillé pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
Q2. En quoi diffère-t-elle de l'eau d'appoint, du stockage d'eau de refroidissement et de la récupération de condensat ?
L'eau d'appoint remplace ce que la tour perd par évaporation, entraînement et purge, et le stockage d'eau de refroidissement est la réserve constituée contre cette perte, dimensionnée par un bilan hydrique multiplié par une période d'interruption. L'eau de condenseur est le fluide avec lequel fonctionnent le condenseur et la tour : elle n'est pas consommée, elle n'est pas retenue pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur
Q3. Comment la capacité d'inventaire de fonctionnement de la boucle de rejet de chaleur est-elle dimensionnée ?
Deuxièmement, l'exigence de tampon, exprimée comme une excursion de température autorisée par rapport à un échelon de charge et une durée donnés. Troisièmement, la vérification de la chimie de l'eau, qui demande quelle concentration la tour atteint avec cet inventaire et si le revêtement et le traitement peuvent la supporter. Le rapport entre le débit de circulation et le volume de stockage détermine ensuite si le stockage se comporte comme un tampon ou suit simplement la température du circuit, comme détaillé pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
Q4. Quels problèmes de qualité de l'eau et de corrosion surviennent dans un circuit chaud ?
La température détermine la vitesse de réaction, l'oxygène dissous maintient la corrosion cathodique en service et la concentration détermine l'agressivité de la solution. Attendez-vous à une attaque sous dépôt, une tubérisation, une attaque caverneuse au niveau des supports et un décollement plus rapide de tout défaut de revêtement, de sorte que l'accès pour l'inspection compte davantage ici que sur un réservoir froid, comme détaillé pour les données du réservoir de stockage d'eau de condenseur du centre de données.
Q5. Comment la concentration et la purge sont-elles gérées ?
À mesure que la tour évapore de l'eau propre, les solides restants se concentrent, de sorte qu'une purge est nécessaire pour maintenir la valeur stable et son débit découle du taux d'évaporation et des cycles de concentration acceptés. Le traitement pour ce service est une combinaison d'inhibiteur, de biocide et de dispersant définie en fonction de la concentration réellement atteinte par la tour, comme détaillé pour les données du réservoir de stockage d'eau de condenseur du centre de données.
Q6. Comment le stockage et son pompage sont-ils agencés ?
Le réservoir est placé à côté de la tour ou du refroidisseur afin que la tuyauterie de raccordement soit courte, car les longues distances augmentent le gain de chaleur et le volume d'eau qui retarde la température du circuit. Le pompage est organisé de manière à ce que le réservoir ne puisse pas être laissé isolé avec de l'eau à l'intérieur, afin que l'air ne puisse pas être piégé et qu'aucune poche à faible débit ne soit créée, comme détaillé pour les données du centre de données sur les réservoirs de stockage d'eau de condenseur.
Q7. Quels matériaux conviennent à un circuit chaud ?
L'émail vitreux sur acier convient à un circuit de condenseur en boucle fermée avec une chimie de circulation normale, avec une plage chimique d'environ pH 3 à 11 et une durée de vie d'au moins trente ans. L'époxy lié par fusion est l'alternative pour une eau plus agressive, limitée par la température nominale continue du polymère plutôt que par sa résistance chimique, comme détaillé pour les données du centre de données sur les réservoirs de stockage d'eau de condenseur.
Q8. Pourquoi un climat froid nécessite-t-il une attention particulière ici ?
Avec l'installation hors tension et le bassin de la tour à température ambiante, un grand réservoir à l'intérieur d'une enceinte non chauffée approche du point de congélation lors d'une longue interruption, et un réservoir gelé dans un réservoir en acier boulonné déforme les panneaux et peut ouvrir les joints. La stratégie doit être choisie délibérément : maintenir la circulation du circuit, vidanger le réservoir et sa tuyauterie pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur
Q9. Comment s'articule-t-il avec la configuration de la tour et du condenseur ?
Dans un agencement primaire et secondaire, les deux côtés ont des chimies séparées et le réservoir appartient au côté qu'il dessert. Dans un agencement de condenseurs en parallèle, le réservoir peut être partagé ou divisé par machine, et l'agencement d'isolement décide alors si une machine peut être entretenue pendant que les autres fonctionnent, comme détaillé pour les données du centre de données du réservoir de stockage d'eau de condenseur.
Le stockage d'eau de condenseur relève d'une décision de boucle, non d'une décision de réserve. Le volume est déterminé par la rétention côté eau du circuit, par la marge de régulation dont les commandes du refroidisseur et de la tour ont besoin, et par la concentration que le site accepte dans l'équilibre de la tour. Ce qui distingue ce service du côté appoint n'est pas la taille mais la condition : chaude, aérée et concentrée en même temps, ce qui explique pourquoi la spécification du revêtement, le programme de traitement et l'accès pour l'inspection ont ici plus de poids que partout ailleurs. La spécification doit indiquer la concentration et la température, car un revêtement choisi sur le nom de l'eau plutôt que sur sa chimie échoue en premier dans le stockage. La stratégie de gel hivernal pour un inventaire important doit être décidée sur le plan, car le stockage se trouve à température ambiante lorsque l'installation est à l'arrêt, comme détaillé pour les données du centre de données sur les réservoirs de stockage d'eau de condenseur.
Parler à un ingénieur
Pour une demande de stockage d'eau de condenseur, envoyez la configuration du circuit, le nombre et la puissance des refroidisseurs, le débit d'eau de condenseur et l'élévation de température du condenseur, le type de tour et le volume du bassin, la chimie de l'eau d'appoint entrante et les cycles de concentration acceptés par le site, le programme d'inhibiteur et de biocide, le devoir de stockage, l'arrangement des sections, et l'ambiance minimale hivernale en gardant à l'esprit la stratégie de protection contre le gel. Nous retournerons une étude de dimensionnement montrant la rétention fixe du circuit, le volume tampon contre un échelon de charge déclaré et l'inventaire total résultant, une spécification de revêtement rédigée en fonction de la chimie et de la température du circuit, un arrangement et un schéma de pompage avec la séquence d'isolement, et un calendrier de mise en service et d'inspection pour le stockage, tel que détaillé pour les données de centre de données de réservoir de stockage d'eau de condenseur.
À propos de Center Enamel
Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) est un fabricant professionnel spécialisé dans la conception et la fabrication de réservoirs de stockage boulonnés depuis 2008. La gamme de produits comprend des réservoirs en acier vitrifié (GFS), des réservoirs en époxy fusionné (FBE), des réservoirs en acier inoxydable, des réservoirs en acier galvanisé et des toits en dôme géodésique en aluminium, ainsi qu'un support technique EPC et des accessoires de réservoirs. La production est réalisée sous les normes ISO 9001, ISO 14001 et ISO 45001, et la gamme de produits est certifiée NSF/ANSI 61, WRAS, CE et EN 1090, ISO 28765, AWWA D103-09 et NFPA lorsque l'application l'exige. L'entreprise détient près de 200 brevets d'émaillage, exploite une base de production de 150 000 m2, produit environ 300 000 plaques d'acier émaillé par an, a réalisé plus de 30 000 projets installés et a expédié des réservoirs dans plus de 100 pays. La capacité de conception technique couvre des volumes de réservoirs allant jusqu'à 60 000 m3, comme détaillé pour les données du centre de données de réservoirs de stockage d'eau de condensation.
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