Dimensionnement des réservoirs d'eau des centres de données : une méthode qui part de la fonction
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Dimensionnement des réservoirs d'eau des centres de données : une méthode qui part du débit
Chaque réservoir d'eau d'un centre de données est dimensionné selon les mêmes quatre étapes, quel que soit le service. Premièrement, nommer le service et la demande qu'il doit satisfaire. Deuxièmement, établir le débit déterminant et la durée ou la fenêtre sur laquelle ce débit s'applique, ce qui, pour une réserve incendie, est un débit multiplié par une durée, pour l'appoint de tour de refroidissement, est un bilan hydrique journalier multiplié par une période d'interruption, et pour le stockage d'eau glacée, est un débit multiplié par l'élévation de température que le système est autorisé à subir. Troisièmement, soustraire le volume que la pompe ne peut pas atteindre : la réserve morte sous l'aspiration, la revanche au-dessus du niveau maximal de conception et le volume laissé inutilisé par l'agencement de service. Quatrièmement, vérifier que la géométrie retenue fournit le volume restant tout en permettant l'accès, le remplissage et l'inspection. La méthode est défendable parce que chaque chiffre qu'elle contient peut être rattaché à une donnée d'entrée énoncée, et la discipline qui la rend vérifiable consiste à nommer par écrit le cas déterminant, car un réservoir peut satisfaire son arithmétique et néanmoins échouer sur le débit de remplissage, l'accès de maintenance ou l'interface avec le local des pompes pour le calcul de la taille du réservoir d'eau d'un centre de données
Pourquoi une seule méthode de dimensionnement fonctionne pour trois débits différents
Les trois fonctions semblent sans rapport jusqu'à ce que l'on examine le calcul plutôt que l'équipement. Une réserve d'incendie fournit un débit pendant une durée, de sorte que sa taille découle d'une demande et d'un temps. Un stock de compensation couvre l'eau perdue pendant que l'approvisionnement est indisponible, de sorte que sa taille découle d'un taux de perte et d'une interruption. Un stock d'eau glacée absorbe un débit pendant qu'une machine est hors service, de sorte que sa taille découle d'un débit et d'une excursion autorisée. Dans chaque cas, il y a un débit, une période et une quantité pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Fixer d'abord le débit permet d'éviter que le calcul ne soit fait à l'envers. Un concepteur qui part d'un diamètre choisi pour s'adapter au site produit un volume, puis cherche un débit qui le nécessite, et le résultat est défendable sur un plan et indéfendable en revue. Partir du débit produit les mêmes quatre étapes à chaque fois, de sorte que la méthode est réutilisée plutôt que réinventée réservoir par réservoir pour le calcul de la taille des réservoirs d'eau des centres de données
Étape un : nommer le débit et la demande déterminante
Le débit est une courte déclaration de ce que fait le réservoir et de ce qui se passe s'il est insuffisant, et c'est la première ligne du calcul plutôt qu'un préambule. Pour une réserve incendie, c'est un débit à la pompe à incendie pendant la durée exigée par la conception. Pour un stock de makeup, c'est couvrir la perte d'eau de l'installation pendant la période où l'approvisionnement est indisponible. Pour un stock d'eau glacée, c'est assurer le débit de la boucle pendant une panne de refroidisseur pour le calcul de la taille des réservoirs d'eau des centres de données
La demande déterminante est le cas qui produit le plus grand volume requis, et non le plus familier. Lorsqu'un projet comporte à la fois une demande pour sprinklers et une demande pour colonne d'incendie, les deux sont évaluées sur leurs propres durées plutôt que comparées. Lorsqu'une installation de refroidissement présente un bilan hydrique de pointe estival et une moyenne annuelle, la pointe régit le volume et la moyenne régit le coût d'exploitation. Nommer le cas évite qu'un cas plus petit ne devienne la base du dimensionnement du réservoir d'eau d'un centre de données
Deuxième étape : établir le débit déterminant et la durée
Le débit et la durée génèrent la demande brute, et chaque usage les génère différemment. Une réserve d'incendie utilise le débit de conception des sprinklers ou des colonnes d'incendie multiplié par la durée requise par l'occupation, avec l'allocation de tuyaux maintenue pour sa propre période plus courte puis ajoutée. Un stock de compensation utilise un bilan hydrique quotidien d'évaporation, d'entraînement et de purge, multiplié par l'interruption supposée. Un stock d'eau glacée utilise le débit transporté multiplié par l'excursion autorisée pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Les chiffres ci-dessous sont des données illustratives utilisées pour montrer l'arithmétique de chaque méthode. Ce ne sont pas des exigences de projet ni des valeurs standard, et un calcul réel utilise le débit de conception propre au site, les données de performance de la tour et l'excursion autorisée pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Débit | Débit déterminant | Période ou fenêtre | Demande brute |
Réserve de protection incendie | Débit de conception plus allocation de tuyaux | Durée pour l'occupation | Débit multiplié par la durée, additionnés |
Appoint de la tour de refroidissement | Évaporation, entraînement et purge | Interruption supposée | Perte journalière multipliée par la durée d'interruption |
Stockage d'eau glacée | Débit de boucle maintenu pendant l'événement | Fenêtre hors ligne ou élévation autorisée | Débit multiplié par l'excursion autorisée |
Étape trois : soustraire ce que la pompe ne peut pas atteindre
La demande brute n'est pas le volume que le réservoir doit fournir, et trois déductions s'appliquent à chaque service car elles appartiennent au réservoir plutôt qu'au service. Le volume mort est le volume situé sous le niveau d'aspiration ou de prélèvement le plus bas, et il augmente avec les fonds plats et les conceptions peu profondes. La revanche est le volume entre le niveau d'eau maximal de conception et le sommet de l'enveloppe. Le volume perdu est l'eau que l'agencement rend inutilisable pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
L'arithmétique est simple et la tentation est de ne pas la faire, car la déduction est généralement inférieure à la marge qu'un concepteur attendait. Il faut néanmoins la faire, car le chiffre que la pompe incendie ou la pompe de remplissage peut réellement fournir est le chiffre que le calcul doit défendre. Lorsque la déduction change la réponse, il convient de revoir la géométrie plutôt que de contester la déduction à la baisse pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Stockage mort : volume sous le niveau d'aspiration ou de prélèvement le plus bas pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Franc-bord : volume de l'enveloppe au-dessus du niveau d'eau maximal de conception pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Volume bloqué : eau derrière des obstructions internes pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Tolérance pour les sédiments : profondeur déposée avant le prochain nettoyage pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Exprimer chaque déduction en pourcentage du volume de l'enveloppe pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Étape quatre : vérifier la géométrie, l'accès et le remplissage
La quatrième étape est celle où un calcul qui semblait terminé se révèle ne pas l'être. La vérification géométrique confirme que le diamètre et la hauteur sélectionnés produisent le volume effectif après les déductions, effectuée par rapport au plan plutôt qu'à un tableur. La vérification d'accès confirme qu'une personne peut atteindre l'intérieur, les piquages et les instruments dans une cuve pleine, ce qui exclut un diamètre choisi uniquement pour économiser le poids de tôle. La vérification de remplissage confirme que la cuve peut être restaurée dans le délai supposé pour le calcul de la taille des cuves d'eau des centres de données
Ces contrôles séparent un calcul de dimensionnement d'une demande de devis. Un volume qui ne peut pas être réapprovisionné au débit supposé n'est pas une réserve, quelle que soit sa capacité, et un réservoir qui ne peut pas être inspecté n'est pas maintenable au sens où le plan d'exploitation le suppose. Ces deux défaillances sont peu coûteuses à corriger lors du dimensionnement et coûteuses après le montage pour le calcul de la taille du réservoir d'eau d'un centre de données
Exemple de dimensionnement : une réserve incendie
L'exemple détaillé n'utilise que des données illustratives. Un débit de conception de 900 gallons par minute maintenu pendant 120 minutes donne une demande brute de 108 000 gallons, soit environ 409 mètres cubes. Une enveloppe de 9,0 m de diamètre sur 8,0 m de hauteur offre environ 509 mètres cubes nominaux, et les déductions laissent une capacité effective supérieure à l'exigence. L'exercice montre l'ordre des étapes, et non une réponse de projet pour le calcul de la taille du réservoir d'eau d'un centre de données
Élément | Valeur illustrative | Base |
Débit et durée de conception | 900 gpm pendant 120 min | Donnée illustrative |
Demande brute | 108 000 gal, environ 409 m3 | Débit multiplié par la durée |
Volume nominal de l'enveloppe | Environ 509 m3 | 9,0 m de diamètre par 8,0 m de hauteur |
Moins de volume mort | Environ 19 m3 | 0,30 m sur une surface de 63,6 m2 |
Moins de revanche | Environ 29 m3 | 0,45 m sur une surface de 63,6 m2 |
Capacité effective | Environ 461 m3 | Volume de la virole moins les déductions |
Dimensionnement calculé : une réserve d'appoint pour tour de refroidissement
Le deuxième exemple utilise une tour faisant circuler 1 200 mètres cubes par heure avec une évaporation de 0,8 pour cent, une dérive de 0,1 pour cent et une purge fixée par quatre cycles de concentration. Ce taux de perte est appliqué à l'interruption supposée, puis les déductions sont effectuées. La vérification la plus importante se fait à la fin : une conduite de remplissage de 30 mètres cubes par heure rétablit le volume en moins d'une journée, plus longtemps que l'interruption supposée, de sorte que la configuration de remplissage décide du calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Élément | Valeur illustrative | Base |
Débit de circulation | 1 200 m3/h | Entrée illustrative |
Évaporation plus dérive | 10,8 m3/h | 0,8 plus 0,1 pour cent du débit |
Purge | 3,6 m3/h | Perte sur cycles moins un |
Taux de perte total | 14,4 m3/h | La somme des trois pertes |
Réserve sur l'interruption | Environ 691 m3 | Taux de perte sur 48 h |
Capacité effective, vérification du remplissage | Environ 660 m3, remplissage de 30 m3/h | Déductions, puis récupération |
Dimensionnement détaillé : un stockage d'eau glacée
Le troisième exemple transporte 500 mètres cubes par heure à travers le stockage pendant qu'une machine est hors ligne, avec une excursion de température de 3 kelvins autorisée sur 30 minutes. L'énergie à absorber est le débit multiplié par la chaleur spécifique de l'eau et l'excursion autorisée, et le volume requis découle de la différence de température utilisable que la stratification peut maintenir. Le calcul se termine en confirmant que les dispositions de stratification le prennent en charge pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Élément | Valeur illustrative | Base |
Débit et excursion autorisée | 500 m3/h, 3 K sur 30 min | Entrée illustrative |
Énergie à absorber | Environ 3,14 GJ | Débit, chaleur spécifique et excursion |
Différence de température utilisable | 5 K | Stratification que le réservoir maintient |
Volume requis | Environ 150 m3 | Énergie sur chaleur spécifique et différence |
Vérifications de géométrie et de stratification | 9,0 m par 3,5 m, disposition du diffuseur | Volume, différence protégée |
Les vérifications qui échouent après l'arithmétique, et comment présenter le calcul
Les défaillances récurrentes sont suffisamment constantes pour être nommées. Un débit de remplissage qui ne peut pas restaurer le volume à l'intérieur de l'interruption supposée est le plus courant, car le volume du réservoir et la ligne de remplissage sont généralement dimensionnés par des parties différentes. Un dégagement d'accès pour la maintenance adéquat sur le plan mais bloqué par le tracé des tuyauteries est le deuxième. Une hypothèse de fondation jamais confirmée par rapport au rapport géotechnique est le troisième. Un programme de piquages qui ne correspond pas à l'interface de l'installation est le quatrième pour le calcul de la taille du réservoir d'eau d'un centre de données
Présenter le calcul à un réviseur est une question de structure plutôt que de longueur. Les entrées viennent d'abord avec leur source, puis l'arithmétique sous une forme vérifiable ligne par ligne, puis les déductions et le cas déterminant nommé en une phrase, puis les quatre vérifications avec leurs résultats. Une hypothèse présentée comme une valeur mesurée fait perdre la confiance le plus rapidement pour le calcul de la taille du réservoir d'eau d'un centre de données
· Entrées en premier, avec la source et une étiquette s'il s'agit d'une hypothèse pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Calcul arithmétique présenté en entier, unités conservées à chaque ligne pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Déductions listées avec la fraction du volume de l'enveloppe que chacune représente pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Cas déterminant nommé en une phrase à côté du volume qu'il produit pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
· Vérifications de remplissage, d'accès, de fondation et d'interface avec un résultat de réussite ou d'échec pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Étude de cas de projet
Référence de livraison pour ce service, citée depuis la bibliothèque de projets vérifiés. Niveau de correspondance C. Une livraison multi-réservoirs de tailles mixtes, citée pour montrer comment un volume divisé ou compartimenté est exprimé en total par rapport à une ventilation par réservoir. Elle n'est pas utilisée comme entrée pour les calculs détaillés dans cet article : chaque chiffre de ces exemples est une entrée illustrative pour démontrer la méthode, comme détaillé pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données.
ID du projet | Pays | Produit | Capacité | Nombre de réservoirs | Dimensions | Achèvement | Périmètre de fourniture |
MDV-POT-11672 | Maldives | Réservoir boulonné en acier vitrifié (GFS) | 11 672 m3 | 23 | Diamètres mixtes : φ9,94 × 10,2 m, φ9,17 × 9,0 m, φ10,7 × 10,8 m et autres, 23 réservoirs | Non consigné dans la source disponible | Non consigné |
Une livraison multi-réservoirs de tailles mixtes, citée pour montrer comment un volume fractionné ou compartimenté est exprimé en tant que total par rapport à une répartition par réservoir. Elle n'est pas utilisée comme entrée dans les calculs détaillés de cet article : chaque chiffre de ces exemples est une entrée illustrative destinée à démontrer la méthode, comme détaillé pour le calcul de la taille des réservoirs d'eau des centres de données.
Questions fréquemment posées
Q1. Pourquoi une seule méthode de dimensionnement fonctionne-t-elle pour trois usages différents ?
Parce que chaque usage se réduit à un débit, une période et une quantité que le réservoir doit fournir : une réserve incendie fournit un débit pendant une durée, un stock de réapprovisionnement couvre un taux de perte pendant une interruption, un stock d'eau glacée transporte un débit pendant une panne, comme détaillé pour le calcul de la taille des réservoirs d'eau des centres de données.
Q2. Pourquoi nommer l'usage est-il la première étape ?
Parce que le devoir détermine à quoi sert le calcul et quelle est la conséquence d'un manque, et les deux déterminent la demande directrice. Cela empêche également l'approche inversée consistant à choisir un diamètre adapté au site et à trouver un devoir pour le justifier dans le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Q3. Comment le débit directeur et la durée sont-ils établis ?
À partir de la base de conception plutôt que de la norme du réservoir. Une réserve d'incendie reprend le débit de conception des sprinklers ou des colonnes sèches et la durée exigée par l'occupation. Un stock de makeup reprend le bilan hydrique quotidien et l'interruption supposée. Un stock d'eau glacée pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Q4. Comment soustrait-on l'eau que la pompe ne peut pas atteindre ?
Trois déductions s'appliquent à chaque fonction parce qu'elles appartiennent au réservoir plutôt qu'à la fonction : le stockage mort sous le niveau d'aspiration ou de prélèvement le plus bas, le franc-bord au-dessus du niveau d'eau maximal de conception, et le volume bloqué derrière des obstructions internes. Une tolérance pour les sédiments est ajoutée lorsque le réservoir est nettoyé selon un cycle pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Q5. Pourquoi la géométrie, l'accès et le réapprovisionnement viennent-ils en dernier ?
La géométrie confirme que le diamètre et la hauteur produisent le volume effectif après les déductions. L'accès confirme qu'une personne peut atteindre l'intérieur et les buses dans un réservoir rempli. Le remplissage confirme que le réservoir peut être restauré dans l'interruption supposée, le contrôle le plus souvent échoué pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Q6. Comment fonctionne un exemple de dimensionnement de réserve d'incendie ?
L'exemple illustratif multiplie un débit de conception de 900 gpm par 120 minutes pour donner 108 000 gallons, soit environ 409 mètres cubes de demande brute. Une enveloppe de 9,0 m de diamètre sur 8,0 m de hauteur donne environ 509 mètres cubes nominaux, dont 19 mètres cubes de stockage mort et 29 pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Q7. Comment fonctionne un exemple de dimensionnement de maquillage de refroidissement ?
L'exemple illustratif prend une circulation de 1 200 mètres cubes par heure avec une évaporation à 0,8 pour cent, une dérive à 0,1 pour cent et une purge fixée par quatre cycles de concentration, donnant une perte totale de 14,4 mètres cubes par heure, comme détaillé pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données.
Q8. Comment fonctionne un exemple de dimensionnement d'un stockage d'eau glacée ?
L'exemple illustratif transporte 500 mètres cubes par heure pendant qu'une machine est hors ligne avec une excursion de 3 kelvins autorisée sur 30 minutes, donnant environ 3,14 GJ à absorber. La division par la chaleur spécifique de l'eau et une différence utilisable de 5 kelvins donne environ 150 mètres cubes de stockage pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Q9. Que vérifie-t-on une fois l'arithmétique terminée ?
Quatre points en pratique. Le taux de remplissage doit restaurer le volume à l'intérieur de l'interruption supposée. L'accès de maintenance doit atteindre l'intérieur, les buses et les instruments dans un réservoir rempli. Les charges sur les fondations doivent être confirmées par rapport au rapport géotechnique. Le plan des buses doit correspondre à l'interface de l'installation pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Q10. Comment le calcul doit-il être présenté à un réviseur ?
D'abord les données d'entrée, chacune avec sa source et étiquetée comme hypothèse lorsqu'elle en est une. Ensuite l'arithmétique complète avec les unités reportées à chaque ligne, les déductions avec la fraction du volume de l'enveloppe que chacune représente, le cas déterminant nommé en une phrase, et les quatre vérifications pour le calcul de la taille du réservoir d'eau du centre de données
Un calcul défendable du dimensionnement d'un réservoir de centre de données suit les mêmes quatre étapes pour chaque service : énoncer le service et sa demande déterminante, établir le débit et la période, soustraire le volume que la pompe ne peut pas atteindre, puis vérifier la géométrie, l'accès et le remplissage. La discipline qui distingue un calcul qu'un réviseur peut vérifier d'un calcul qui ne fait qu'énoncer un chiffre consiste à nommer par écrit le cas déterminant, car un réservoir peut satisfaire son arithmétique et échouer malgré tout sur le débit de remplissage, sur l'accès de maintenance ou sur l'interface avec la station de pompage. Les corrections qui s'ensuivent consistent rarement en un réservoir plus grand. Le plus souvent, il s'agit d'une déduction plus faible, d'un diamètre différent, d'une conduite de remplissage plus grande ou d'un plan de piquages fixé avant la construction de l'enveloppe, et tous ces éléments sont bien moins coûteux à obtenir au stade du dimensionnement qu'au stade du montage pour le calcul de la taille du réservoir d'eau d'un centre de données.
Parler à un ingénieur
Envoyez le devoir pour chaque réservoir, le milieu et toutes les limites de qualité de l'eau, la base de conception que vous utilisez ou la demande à partir de laquelle vous comptez calculer, la durée ou la période d'interruption supposée, l'excursion de température autorisée pour le devoir d'eau glacée, l'empreinte disponible sur site avec les voies d'accès, l'agencement et le débit de la conduite de remplissage, ainsi que les informations géotechniques et de socle. Nous renverrons un calcul de dimensionnement pour chaque réservoir montrant les entrées avec leurs sources, l'arithmétique complète, les déductions de stockage mort et de revanche avec leur fraction du volume de l'enveloppe, le cas déterminant nommé, la géométrie qui produit le résultat, les vérifications de remplissage et d'accès, et le programme de piquages que les interfaces requièrent pour le calcul de dimensionnement des réservoirs d'eau de centre de données
À propos de Center Enamel
Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) est un fabricant professionnel dédié à la conception et à 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 le calcul de la taille des réservoirs d'eau des centres de données.
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