Tangki TES: Referensi Cepat untuk Penyimpanan Termal dalam Pendinginan Pusat Data
Dibuat pada Hari ini
Tangki TES: Referensi Cepat untuk Penyimpanan Termal dalam Pendinginan Pusat Data
Tangki TES menggeser kerja pendinginan, bukan menciptakannya. Dalam pendinginan pusat data, penyimpanan energi termal menampung air dingin, es, atau material perubahan fasa yang dibuat selama jam di luar beban puncak sehingga pabrik chiller dapat menyusut atau menganggur selama beban puncak. Tiga angka yang perlu dibaca adalah kapasitas yang dapat digunakan dalam kilowatt-jam, faktor yang dapat digunakan sebagai persentase dari teori, dan jam otonomi pada beban desain. Tangki air menyimpan sekitar 1,16 kWh per meter kubik per kelvin perbedaan suhu dan biasanya dirancang pada 70 hingga 90 persen dapat digunakan. TES tidak mengurangi total listrik lokasi; TES memindahkan dan membentuknya kembali.
Tim pengadaan yang pertama kali mendalami penyimpanan termal biasanya menemui kosakata yang sama dalam minggu yang sama: TES, SOC, delta T, COP, PUE, N+1. Setiap istilah tersebut memiliki makna spesifik dalam pabrik air dingin, dan ketidaksesuaian definisi adalah titik di mana proyek penyimpanan gagal. Satu pihak mengutip volume tangki pada nameplate, pihak lain mengutip kilowatt-jam yang dapat disalurkan, dan kontrak akhirnya menghasilkan tangki yang memenuhi gambarnya tetapi tidak memenuhi tugasnya.
Lembar referensi ini mencakup definisi praktis yang digunakan pada proyek penyimpanan pusat data: apa itu empat rute TES, metrik mana yang penting dalam spesifikasi, keyakinan mana yang ternyata tidak benar, dan apa arti setiap singkatan. Gunakan ini sebelum pemesanan tangki, agar tangki TES pada gambar dan tangki TES pada jadwal lokasi adalah wadah yang sama.
Gunakan ini sebagai dasar bersama antara insinyur desain, kontraktor, dan pemasok tangki.
Empat Rute TES Sekilas
Air dingin sensibel adalah acuannya. Air didinginkan, disimpan dalam tangki berinsulasi, dan dikembalikan ke pabrik. Kapasitas mengikuti `Q = V x rho x cp x dT`, dan rentang suhu desain biasanya 5-7 derajat C hingga 12-14 derajat C, memberikan delta T sekitar 6 K.
Es meningkatkan kepadatan melalui panas laten. Es yang terbentuk pada koil atau oleh pemanen di dalam tangki air menyimpan sekitar 334 kJ per kilogram air yang berubah menjadi es, yang jauh lebih besar per satuan massa dibandingkan pendinginan sensibel. Konsekuensinya adalah hubungan pendek termal antar siklus dan loop tidak langsung.
PCM mempertahankan suhu perubahan fase. Garam atau parafin terenkapsulasi meleleh dan membeku pada titik tetap, yang memungkinkan penyimpanan berada pada suhu berbeda dari loop air dingin. Penukar panas selalu ada di jalur.
Termoklin adalah air dengan front suhu. Dua suhu air berada dalam satu tangki dengan antarmuka bergerak di antara keduanya, diisi dengan memompa aliran balik panas ke atas dan suplai dingin ke bawah. Ini menggunakan medium yang sama dengan jalur air dingin dan menyederhanakan tata letak nosel.
Rute | Sedang | Rentang suhu | Loop tidak langsung | Penggunaan umum |
Air dingin | Air | 5-7 hingga 12-14 derajat C | Kadang-kadang | Peak shave, buffer, pendinginan darurat |
Es | Es dalam air | Mendekati 0 derajat C | Selalu | Retrofit dengan keterbatasan ruang |
PCM | Garam atau parafin terenkapsulasi | Ditentukan oleh titik fase | Selalu | Tugas pita suhu sempit |
Termoklin | Air, dua lapisan | Terpisah oleh front | Kadang-kadang | Penyimpanan lama, satu wadah |
Metrik yang Harus Ada dalam Spesifikasi
Kapasitas yang dapat digunakan dalam kilowatt-jam. Bukan volume tangki, bukan nameplate. Ukuran dari beban dalam kilowatt dikalikan dengan jendela penyimpanan dalam jam, dibagi dengan faktor yang dapat digunakan, lalu dibagi dengan kepadatan volumetrik medium yang dipilih. Aula 5 MW selama jendela delapan jam membutuhkan 40 MWh pendinginan yang dapat dikirim sebelum kerugian.
Faktor yang dapat digunakan dan mengapa di bawah 100 persen. Keruntuhan stratifikasi, pencampuran di saluran masuk, hubungan pendek termal dan kebocoran panas lingkungan semuanya mengurangi fraksi yang dapat ditarik. Rute air biasanya dirancang pada 70 hingga 90 persen dari teori; es dan PCM mendarat lebih rendah setelah batas transfernya dihitung.
Jam otonomi dan kasus kegagalan. Penyimpanan yang dibeli untuk puncak jaringan berbeda dari penyimpanan yang dibeli untuk start generator. Tangki yang dikreditkan dengan, misalnya, empat jam otonomi pada beban parsial adalah wadah yang sangat berbeda dari yang dikreditkan dengan tingkat runtime penuh.
1. Energi tersimpan: megawatt-jam pendinginan yang dapat disalurkan pada suhu balik desain.
2. Jendela penyimpanan: jam per hari pabrik diperkirakan beroperasi dengan penyimpanan.
3. Laju pengisian dan pengosongan: kilowatt masuk dan keluar, yang menentukan ukuran nosel, area diffuser, dan tugas pompa.
4. Kehilangan siaga: persentase muatan yang hilang per hari, diganti pada pengisian berikutnya.
5. Faktor yang dapat digunakan: persentase kapasitas teoretis yang benar-benar dapat ditarik.
Kesalahpahaman Umum
"TES mengurangi tagihan listrik saya dengan menyimpan dingin gratis." Ini tidak menciptakan dingin. Chiller tetap memproduksi setiap kilowatt-jam, sebagian lebih efisien di luar jam sibuk saat suhu lingkungan lebih rendah. Penghematan berasal dari struktur tarif dan biaya permintaan, bukan dari energi gratis.
"Tangki yang lebih besar selalu lebih baik." Penyimpanan yang tidak pernah terisi penuh adalah beban mati. Waktu pengisian dan kapasitas cadangan chiller harus sesuai dengan ukuran tangki, atau wadah terisi hingga 60 persen setiap pagi dan memberikan 60 persen.
"Es selalu mengalahkan air untuk jejak ruang." Hanya jika loop tidak langsung, ketinggian ruang mesin, dan beban defrost diperhitungkan. Keuntungan densitas itu nyata; kapasitas yang dikirim setelah kerugian perlu diperiksa.
"Tangki membutuhkan daya agar tetap dingin." Wadah yang terisolasi dengan baik menahan suhu selama berhari-hari. Yang membutuhkan daya adalah sirkulasi, bukan penyimpanan, itulah sebabnya tangki air atmosferik membantu saat generator mulai.
Singkatan pada Jadwal Pendinginan
TES penyimpanan energi termal; di pusat data, dingin yang dihasilkan di luar jam sibuk dan disimpan dalam tangki.
SOC state of charge sebagai persentase kapasitas yang dapat digunakan, sama seperti konsep pada baterai.
dT atau delta T perbedaan antara suplai dan balik dalam kelvin atau degC; pendorong kapasitas air.
COP coefficient of performance, keluaran pendinginan dibagi masukan listrik untuk chiller.
PUE power usage effectiveness, total energi lokasi dibagi energi IT.
CHW / CW suplai chilled water dan loop condenser water.
N+1 / 2N susunan redundansi pada chiller plant.
Spesifikasi Teknis
Item | Nilai atau opsi |
Duty | Peak shave, pengecilan chiller, atau otonomi pendinginan darurat |
Medium | Chilled water, es, PCM, atau air termoklin |
Suplai / balik | Suplai 5-7 degC, balik 12-14 degC sebagai rentang awal |
Delta T | 4-6 K konservatif, 5-7 K tipikal untuk air |
Densitas (air) | Sekitar 1.163 kWh per m3 per K, sekitar 7 kWh/m3 pada 6 K |
Faktor yang dapat digunakan | 70-90 persen untuk air, lebih rendah untuk es dan PCM |
Kondisi tangki | Mendekati atmosfer, atau tekanan gauge rendah jika dirancang sebagai batas tekanan |
Isolasi | Wol mineral yang ukurannya disesuaikan untuk menjaga permukaan tetap di atas titik embun |
Konfirmasi kelayakan pakai | Kapasitas terukur pada batas plant selama siklus penuh |
Studi Kasus Proyek
Bidang | Nilai |
Proyek | Penyimpanan air minum Namibia (P-A) |
Produk | 01 Tangki Glass-Fused-to-Steel |
Kapasitas | Total 44.900 m3 |
Dimensi | 4 tangki, diameter 41,26 m, tinggi 8,4 m |
Penyelesaian | September 2022 |
Meskipun proyek referensi yang kami serahkan di sektor air dan air limbah mencakup lingkup air minum ini, lingkup TES pusat data dirancang dengan standar yang sama. Empat tangki berbaut dengan diameter 41,26 m menjadi referensi tentang bagaimana bejana air besar yang mendekati tekanan atmosfer dipanelisasi, dikirim, dan dirakit di lokasi, yang merupakan dasar konstruksi yang sama yang digunakan tangki TES untuk cangkang dan pelapisannya.
Kemampuan Rekayasa Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) telah merancang dan memfabrikasi tangki penyimpanan baut sejak tahun 2008. Sebagai produsen tangki kaca-fused-to-steel (GFS) pertama di Tiongkok, perusahaan ini memiliki hampir 200 paten terkait enamel, memproduksi sekitar 300.000 pelat baja berlapis enamel per tahun, telah menyelesaikan lebih dari 30.000 proyek terpasang dan memasok tangkinya ke lebih dari 100 negara. Basis produksi baru seluas 150.000 m² ditambahkan untuk meningkatkan kapasitas output, dan tangki tunggal dipasok hingga 60.000 m³. Manufaktur berjalan di bawah ISO 9001 dan ISO 45001, dengan sertifikasi produk termasuk NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI dan EUROCODE, serta desain yang mengacu pada AWWA D103-09, AWWA C550 dan NFPA di mana aplikasi membutuhkannya.
Terminologi yang dipetakan ke perangkat keras
· TES adalah istilah payung, dan untuk pusat data pemisahan yang berguna adalah berdasarkan media penyimpanan dan kelas tekanan, bukan berdasarkan penamaan pemasaran; persyaratan cangkang mengikuti pemisahan tersebut.
· Definisi yang layak ditetapkan sejak awal proyek: kapasitas terpakai (setelah zona tercampur dan zona mati), kehilangan diam, laju pengisian/pengosongan, dan kelas tekanan (atmosfer versus batas bertekanan).
· Shell berlapis baut atmosferik kami untuk penyimpanan air curah, yang dikirim hingga 60.000 m³ per tangki, adalah wujud fisik di balik sebagian besar definisi tersebut dalam praktik.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Q1: Apakah tangki TES mengurangi PUE?
A1: Tidak secara langsung. Suhu kondensasi yang lebih rendah pada malam hari dan jam operasi chiller yang lebih lama pada titik desain dapat meningkatkan efisiensi mesin, dan manfaat utamanya ada pada sisi biaya energi. Hitung perubahan COP mesin terhadap perubahan kerugian tangki sebelum mengklaim adanya peningkatan PUE.
Q2: Berapa delta T yang wajar untuk tangki air dingin?
A2: Lima hingga tujuh kelvin adalah tipikal untuk pita 6 hingga 12 derajat Celsius; empat hingga enam adalah pilihan konservatif ketika kehilangan stratifikasi diperkirakan tinggi. Pita yang lebih lebar menurunkan volume yang dibutuhkan untuk kilowatt-jam tersimpan yang sama.
Q3: Bagaimana state of charge ditampilkan pada layar kontrol pusat data?
A3: Sebagai persentase dari kapasitas yang dapat digunakan, dari suhu suplai dan balik yang terukur, volume tersimpan dan faktor kegunaan. Tetapkan batas atas dan bawah sehingga plant tidak pernah menjanjikan lebih banyak dingin daripada yang dapat ditampung tangki.
Q4: Apakah tangki TES perlu berupa bejana tekan?
A4: Tidak, biasanya tidak. Tangki air yang mendekati atmosferik berada di luar batas tekanan, sehingga kode dan desain yang berlaku adalah yang ditentukan dalam spesifikasi proyek dan kontrak. Desain bertekanan memindahkan bejana, bukaannya, dan rezim inspeksinya ke lingkup yang berbeda.
Q5: Bisakah satu tangki berfungsi sebagai buffer sekaligus penyimpanan?
A5: Ya. Buffer jangka pendek untuk trip chiller dan transien pompa serta penyimpanan jangka panjang dapat berbagi satu bejana, asalkan tata letak nozzle dan diffuser mendukungnya dan operator memahami status pengisian gabungan.
Q6: Mengapa kapasitas yang dapat digunakan lebih rendah daripada angka teoretis?
A6: Stratifikasi, pencampuran di saluran masuk, kebocoran panas ambien dan pita suhu keluar mengurangi apa yang dapat diambil. Perancang menerapkan 70 hingga 90 persen untuk air dan mengukur hasilnya di batas pabrik.
Q7: Apa yang harus diukur oleh uji penerimaan?
A7: Kilowatt-jam yang dapat diserahkan di batas pabrik selama siklus pengisian dan pengosongan penuh, ditambah waktu pengisian, kehilangan standby dan suhu keluar yang dicapai pada laju pengosongan desain. Kontrak tangki TES yang hanya menyebutkan meter kubik meninggalkan uji penerimaan untuk diperdebatkan nanti.
Baca proyek penyimpanan sebagai serangkaian definisi sebelum menjadi serangkaian gambar. Ada empat rute, lima metrik yang penting, dan singkatan harus memiliki arti yang sama bagi klien, desainer, dan pemasok. Tangki TES tidak membuat pusat data menggunakan lebih sedikit listrik; mereka memindahkan listrik itu ke jam-jam yang lebih murah, memperkecil pabrik chiller, dan memberi pabrik kesempatan untuk melewati pemadaman. Dapatkan definisinya dengan benar dan ukuran bejana akan mengikuti.
Bicara dengan Engineer
Sampaikan beban IT desain, jendela penyimpanan target, suhu suplai dan balik chiller, serta jejak yang tersedia. Kami akan mengembalikan perhitungan di balik referensi ini: kilowatt-jam tersimpan, meter kubik yang dibutuhkan, faktor usable yang diterapkan, dan spesifikasi nozzle, diffuser, serta insulasi garis besar. Jika Anda membandingkan rute, minta perhitungan yang sama untuk es dan PCM agar perbandingan dilakukan berdasarkan kapasitas yang dapat diserahkan.
WhatsApp