Accumulo idrico del data center: serbatoi antincendio, di reintegro e di raffreddamento in un unico sistema
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Stoccaggio idrico per data center: serbatoi antincendio, di reintegro e di raffreddamento in un unico sistema
Un programma di serbatoi idrici per data center non è composto da tre serbatoi, ma da un unico sistema che svolge tre funzioni secondo tre diverse normative. La riserva antincendio è valutata secondo la NFPA 22 in base al volume che può effettivamente erogare in una durata stabilita. I serbatoi per l'acqua di raffreddamento e di processo sono valutati come serbatoi in acciaio rivestito, secondo la AWWA D103 per la costruzione bullonata e la AWWA D100 per la costruzione saldata, con la ISO 28765 che copre la superficie smaltata stessa. Qualsiasi recipiente che debba resistere alla pressione, come un serbatoio di accumulo termico a circuito chiuso o un serbatoio tampone, è invece valutato secondo la ASME Sezione VIII. I serbatoi sono quindi indipendenti per normativa e accoppiati nel funzionamento, e le decisioni ingegneristiche che determinano se funzionano come sistema si collocano nelle interfacce: come la riserva antincendio viene mantenuta separata dal lato di processo, da dove proviene l'acqua di reintegro e come viene rifornita, e come livello, temperatura e stato delle pompe passano tra i serbatoi, la pompa antincendio e il sistema di gestione dell'edificio. Tali decisioni sulle interfacce vengono prese prima di ordinare qualsiasi serbatoio, perché una modifica a una di esse dopo l'ordine cambia gli attacchi, gli accessori, l'ambito di controllo e le fondazioni degli altri due per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center.
Tre funzioni, tre serbatoi e lo standard alla base di ciascuno
I tre compiti sono la riserva antincendio, la torre di raffreddamento e l'accumulo di acqua di processo, e il serbatoio tampone di acqua refrigerata o di accumulo termico. Gli standard differiscono perché i problemi sono diversi. La riserva antincendio esiste per erogare una portata per una certa durata, quindi è regolata dalla NFPA 22 e la questione di accettazione è quanto volume utile si trova al di sopra della bocca di aspirazione. I serbatoi d'acqua contengono acqua, quindi si applicano la AWWA D103-09 per le costruzioni bullonate e la AWWA D100 per le costruzioni saldate, con la ISO 28765 che regola la superficie smaltata per i serbatoi di stoccaggio dell'acqua dei data center
Un recipiente che deve contenere pressione è un recipiente in pressione, quindi si applica invece la ASME Sezione VIII. Ogni serbatoio arriva quindi con la propria documentazione di approvazione, il set di certificati e il regime di ispezione, e nessuna dichiarazione relativa a uno può essere estesa a un altro. Dove si utilizza l'acciaio smaltato a fuoco, lo smalto viene cotto a 820-930 gradi Celsius e applicato a 0,25-0,45 mm, con una vita utile di progetto di almeno 30 anni e una prova di dispersione a 1.500 V per il serbatoio di stoccaggio idrico del data center
Perché le tre funzioni non possono condividere un unico involucro
Combinare le funzioni è l'errore che questa visione di sistema esiste per prevenire. Una riserva antincendio che funge anche da buffer di reintegro non è più una riserva, perché il suo livello diventa una funzione della domanda di processo anziché una quantità fissa mantenuta contro un evento antincendio. La separazione è anche un requisito chimico: l'acqua di reintegro può trasportare prodotti chimici per il trattamento, l'acqua refrigerata circola in circuito chiuso con un regime di inibitori e l'acqua antincendio è mantenuta statica. L'operatività fornisce una terza ragione: ciascun serbatoio viene svuotato e ispezionato secondo il proprio ciclo, quindi un involucro condiviso esce dal servizio solo quando tutte e tre le funzioni sono disattivate per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Le dipendenze condivise che nessuno pianifica
Le interfacce che causano problemi sono raramente tra serbatoio e serbatoio. Si collocano tra il programma dei serbatoi e il resto del sito, e vengono lasciate aperte perché nessuna singola disciplina se ne occupa. Ognuna deve essere chiusa per iscritto prima che venga ordinato il primo serbatoio, perché la risposta cambia l'ordine: una fonte di rabbocco incerta modifica la linea di riempimento e il programma degli ugelli, e un percorso di segnale condiviso modifica quali accessori devono essere installati in fabbrica per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Dipendenza condivisa | A cosa si collega | Conseguenza se lasciato aperto |
Fonte dell'acqua di reintegro | Alimentazione ai serbatoi di raffreddamento e di processo | Linea di riempimento dimensionata su un'ipotesi; il serbatoio non può essere riempito alla portata ipotizzata |
Percorso di alimentazione elettrica | Strumentazione verso la pompa antincendio e i sistemi di sito | Un guasto su una singola linea elimina il monitoraggio insieme alla funzione che monitora |
Isolamento per manutenzione | Programma delle valvole, svuotamento e bypass | Un serbatoio non può essere svuotato per l'ispezione senza perdere la sua riserva |
Integrazione di controllo e segnale | Livello, temperatura e stato della pompa | Serbatoi consegnati come isole, integrati in sito a spese del proprietario |
Carico comune su tetto o piazzale | Pesi dei serbatoi e acciaio di accesso su un'unica soletta | Ambito civile progettato per un serbatoio, rielaborato per gli altri due |
Sequenziare la progettazione in modo che nulla debba essere riordinato
L'ordine delle decisioni separa un programma che arriva una volta da uno che viene riordinato tre volte. La sequenza va dal servizio alla norma al volume dominante alla geometria al materiale agli accessori ai controlli alle fondazioni, e ogni passo vale solo quanto consente il passo precedente. Un materiale scelto prima che il volume sia fissato dà un involucro troppo pesante o troppo sottile per il servizio; accessori scelti prima che la geometria sia fissata danno posizioni degli ugelli che entrano in conflitto con il tetto e la scala. La disciplina è un unico documento di base di progettazione, citato da ogni decisione successiva per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Prima il dovere e la norma applicabile, prima di qualsiasi discussione su volume o geometria per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Poi il volume determinante, così materiale e geometria seguono un numero per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Accessori e schema degli ugelli prima dell'ambito di controllo, non dopo, per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Elenco delle interfacce emesso con la richiesta di offerta, non aggiunto nella chiarificazione della gara per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Carichi di fondazione e accesso congelati prima che venga pianificata la sequenza di consegna per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Norme per dovere in un'unica tabella
La tabella è la mappa di lavoro del programma: una mappa di ambito più che una mappa di conformità, che indica quale documento disciplina quale serbatoio e cosa gli viene richiesto di dimostrare, così ogni sottomissione viene esaminata secondo il criterio corretto. Due righe portano il peso pratico. La riga della riserva antincendio descrive un serbatoio accettato da un'autorità competente, un evento di accettazione diverso da un serbatoio rivestito accettato dall'ingegnere del committente. La riga del confine di pressione descrive i recipienti tampone e di stoccaggio, dove la questione non è quanta acqua contenga il serbatoio ma cosa contenga sotto pressione per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Dovere | Norma applicabile | Cosa deve dimostrare | Percorso di accettazione |
Riserva antincendio | NFPA 22 | Capacità utilizzabile al di sopra del livello di abbassamento, raccordi, riscaldamento, accesso | Autorità competente |
Acqua di reintegro per raffreddamento e acqua di processo | AWWA D103-09 bullonato, AWWA D100 saldato, ISO 28765 smaltato | Costruzione, progettazione strutturale e prestazioni del rivestimento | Ingegnere del committente rispetto alla documentazione di approvazione |
Serbatoio tampone e accumulo di acqua refrigerata | ASME Sezione VIII dove il mantello è soggetto a pressione | Pressione di progetto, spessore della parete, saldature e registro delle prove | Marcatura del codice e rapporto dei dati |
Servizio per acqua potabile o a contatto con acqua | NSF/ANSI 61 per componenti bagnati e rivestimento | Certificazione degli effetti sulla salute per i componenti bagnati | Certificato di terza parte verificato rispetto all'elenco |
Materiali per servizio e per condizione di pressione
La selezione dei materiali segue due domande in ordine: cosa fa l'acqua e il guscio deve resistere alla pressione. L'acciaio rivestito di vetro è destinato all'acqua statica con atmosfera corrosiva o con requisito di contatto potabile, l'epossidico applicato per fusione è destinato all'acqua di processo trattata, l'acciaio inossidabile è destinato a un limite chimico ristretto e l'acciaio zincato è destinato allo stoccaggio generale dell'acqua. La condizione di pressione è il filtro più severo perché cambia il percorso del codice anziché l'elenco dei materiali: un serbatoio atmosferico è un serbatoio con un bordo libero, uno sfiato e uno stramazzo dimensionato per la portata di riempimento, mentre un guscio in pressione è valutato secondo la Sezione VIII dell'ASME per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Vetro smaltato su acciaio: smalto cotto a 820-930 gradi Celsius, 0,25-0,45 mm, test di tenuta a 1.500 V per serbatoio di accumulo acqua per data center
· Epossidico fuso a legame: sistema denominato secondo la norma, con preparazione della superficie e rilevamento dei difetti (holiday detection) specificati per serbatoio di accumulo acqua per data center
· Acciaio inossidabile: grado, procedura di saldatura e passivazione indicati per serbatoio di accumulo acqua per data center
· Acciaio zincato: sistema di rivestimento delle superfici bagnate e sovraspessore di corrosione per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Gusci in pressione: rapporto dati ASME Sezione VIII e marcatura del codice per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Integrazione del controllo e del monitoraggio
Un serbatoio consegnato come guscio con uno sfioro e uno sfiato non è ancora una parte funzionante di un data center. Livello, temperatura e stato della pompa dai serbatoi di raffreddamento e di processo sono attesi presso il sistema di gestione dell'edificio, e presso il sistema di gestione dell'energia dove è implementata la misurazione, in una forma su cui l'automazione del sito possa agire: una lettura di livello, un allarme di livello alto, un allarme di livello basso che protegge la pompa, e uno stato di pompa in funzione o in guasto. La riserva antincendio funziona su un percorso separato: il suo strumento di livello alimenta il controllo della pompa antincendio e l'allarme che arresta la pompa quando il prelievo scende al di sotto dell'aspirazione per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Livello, temperatura e stato delle pompe dai serbatoi di raffreddamento e di processo al sistema di gestione dell'edificio per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Allarmi di livello alto e basso con set point indicati nel disegno del serbatoio per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Livello della riserva antincendio al controllo della pompa antincendio e relativo allarme di aspirazione di livello basso, separatamente per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Tipo di segnale e posizione del controllore indicati nel programma degli accessori per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Responsabilità dell'interfaccia di allarme assegnata: fornitore del serbatoio, appaltatore dei controlli o proprietario per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Sequenza di consegna e montaggio su un sito con vincoli
L'ultima interfaccia è fisica. I serbatoi vengono consegnati come pannelli e anelli, eretti su una fondazione, e il programma è governato da quante sollevamenti con gru rientrano nella finestra consentita dal sito, da quanto tempo i pannelli possono restare nell'area di stoccaggio prima dell'erezione e se il secondo serbatoio può essere costruito mentre il primo è in fase di collaudo. Su un sito vincolato questi sono input di progettazione piuttosto che problemi costruttivi: un serbatoio che la gru non riesce a raggiungere, o un'area di stoccaggio troppo piccola per i pannelli di un guscio, modifica la sequenza di erezione e le date di consegna. La consegna verificata citata di seguito mostra due gusci di quel diametro pianificati come un'unica operazione di sollevamento per un serbatoio di stoccaggio dell'acqua per data center
Un fornitore o più, e la checklist delle specifiche dell'intero sistema
Un unico fornitore per tutti e tre i serbatoi elimina il rischio di interfaccia dall'acquirente e lo concentra in un unico punto, il che conta là dove le interfacce rappresentano la parte difficile. Significa anche che un unico programma porta avanti tutti e tre i serbatoi, quindi un ritardo nel serbatoio più lungo li ritarda tutti. Più fornitori garantiscono tempi di consegna e catene di certificazione indipendenti, e spingono il rischio di interfaccia verso chi non detiene il contratto, di solito l'acquirente. Il compromesso è concentrazione del programma contro titolarità delle interfacce, e in un sito con più funzioni la scelta dovrebbe essere deliberata per i serbatoi di stoccaggio dell'acqua di un data center
· Servizio, norma di riferimento ed edizione per ciascuno dei tre serbatoi per lo stoccaggio dell'acqua del data center
· Volume di riferimento, vincoli geometrici e capacità utile per ciascun serbatoio per lo stoccaggio dell'acqua del data center
· Sistema di rivestimento e certificazione delle superfici bagnate per servizio con acqua trattata o potabile per lo stoccaggio dell'acqua del data center
· Elenco completo degli accessori con tipo di segnale e punti di intervento degli allarmi per lo stoccaggio dell'acqua del data center
· Elenco delle interfacce: fonte di reintegro, percorso di alimentazione, isolamento, carichi condivisi per lo stoccaggio dell'acqua del data center
· Ambito di fornitura per serbatoio come solo serbatoio, serbatoio più copertura, o ambito installato per lo stoccaggio dell'acqua del data center
· Sequenza di consegna e montaggio con accesso al sito ipotizzato per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
· Percorso di accettazione per serbatoio, inclusa qualsiasi visita dell'autorità per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Caso di studio del progetto
Consegna di riferimento per questo servizio, citata dalla libreria di progetti verificati. Livello di corrispondenza B. Una consegna multi-serbatoio su un unico sito, citata per mostrare come più serbatoi indipendenti siano organizzati per la consegna e il montaggio su un appezzamento vincolato. Non è un progetto di data center, e nessun parametro del serbatoio da esso derivato viene utilizzato qui come requisito di progetto, come dettagliato per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center.
ID progetto | Paese | Prodotto | Capacità | Numero di serbatoi | Dimensioni | Completamento | Ambito di fornitura |
CH-FIRE-08930 | Cina | Serbatoio bullonato in acciaio vetrificato (GFS) | 8.930 m3 | 2 | φ19,87 × 14,4 m (H) per serbatoio | Non registrato nella fonte disponibile | Non registrato |
Una consegna multi-serbatoio su un unico sito, citata per mostrare come diversi serbatoi indipendenti siano organizzati per la consegna e il montaggio su un terreno limitato. Non è un progetto di data center, e nessun parametro dei serbatoi da esso derivato viene utilizzato qui come requisito di progetto, come dettagliato per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center.
Domande frequenti
D1. Quali sono i tre serbatoi d'acqua di cui necessita un data center?
Una riserva antincendio, un serbatoio di reintegro per la torre di raffreddamento e per l'acqua di processo, e un serbatoio tampone per l'acqua refrigerata o un accumulatore termico. La riserva contiene acqua per far fronte a un evento antincendio, il serbatoio di reintegro copre le perdite d'acqua dell'impianto e un'interruzione, mentre il serbatoio tampone o l'accumulatore termico assorbe i transitori del circuito o sposta il carico di raffreddamento. Ciascuno è dimensionato secondo un calcolo diverso per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
D2. Perché devono essere serbatoi separati?
Una riserva che funge anche da tampone non viene più considerata rispetto a un evento incendio, e i tre compiti normalmente comportano chimiche dell'acqua diverse. Ogni serbatoio ha anche il proprio ciclo di ispezione e svuotamento, quindi un involucro condiviso può essere messo fuori servizio solo quando tutti e tre i compiti sono disattivati, e un guasto in un compito rimuove gli altri per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
D3. Quali dipendenze condivise vengono spesso trascurate?
La fonte dell'acqua di reintegro, il percorso di alimentazione elettrica, la filosofia di isolamento per la manutenzione, l'interfaccia di controllo e segnale, e il caso di carico condiviso del tetto o del piazzale. Ciascuno modifica la dimensione della linea di riempimento, gli accessori, l'ambito di controllo o l'ambito civile, quindi ciascuno deve essere chiuso prima dell'ordine per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
D4. In che modo la sequenza di progettazione evita rilavorazioni?
Congelando ogni decisione prima di quella che da essa dipende: servizio → standard → volume dominante → geometria → materiale → accessori → controlli → fondazioni. La costosa rilavorazione del serbatoio è quasi sempre un cambiamento tardivo del programma degli ugelli, del tipo di tetto o dell'elenco degli accessori, tutti economici da correggere sulla carta e costosi dopo che i pannelli sono stati rivestiti per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
D5. Quale standard si applica a ciascun servizio?
NFPA 22 per la riserva antincendio, dove la questione è quanto volume utile si trova sopra l'aspirazione. AWWA D103-09 per i serbatoi bullonati e AWWA D100 per i serbatoi saldati rivestiti, con ISO 28765 per la superficie smaltata. ASME Sezione VIII per qualsiasi recipiente che debba resistere alla pressione. NSF/ANSI 61 per i componenti a contatto con acqua potabile per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
D6. Come vengono scelti i materiali in base al servizio e alle condizioni di pressione?
La chimica dell'acqua determina la famiglia di rivestimenti: vetro fuso su acciaio per acqua statica, contatto potabile o atmosfere aggressive, epossidico fuso per acqua di processo trattata, acciaio inossidabile per un limite chimico ristretto, zincatura per lo stoccaggio generale. La condizione di pressione determina poi il percorso normativo: un serbatoio atmosferico è valutato come serbatoio, un involucro in pressione secondo ASME Sezione VIII per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
D7. Come si integrano i controlli e il monitoraggio?
Il livello, la temperatura e lo stato delle pompe dei serbatoi di raffreddamento e di processo vengono trasmessi al sistema di gestione dell'edificio e, ove presente, al sistema di gestione energetica, con allarmi di livello alto e basso indicati sul disegno del serbatoio. La riserva antincendio funziona separatamente: il suo strumento di livello alimenta il controllo della pompa antincendio e l'allarme di aspirazione per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
D9. Come vengono sequenziati la consegna e il montaggio in un cantiere con vincoli di spazio?
Dal sollevamento con gru e dall'area di deposito piuttosto che dal programma del serbatoio. Il numero di sollevamenti che rientrano nella finestra del cantiere, per quanto tempo i pannelli possono restare in piedi prima del montaggio e se il secondo mantello può essere costruito mentre il primo è in fase di collaudo sono input di progettazione che modificano le date di consegna, come dettagliato per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center.
D9. Cosa contiene una lista di controllo delle specifiche dell'intero sistema?
Otto elementi: la funzione, lo standard e l'edizione per ciascun serbatoio; il volume di governo, i vincoli geometrici e la definizione di capacità utilizzabile; il sistema di rivestimento e la certificazione delle superfici bagnate dove è contenuta acqua trattata o potabile; l'elenco degli accessori con i tipi di segnale e i punti di regolazione degli allarmi; l'elenco delle interfacce; l'ambito di fornitura per serbatoio; la sequenza di consegna e montaggio; e il percorso di accettazione per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
I tre serbatoi dell'acqua del data center sono indipendenti per norma e accoppiati nel funzionamento, e questa combinazione stabilisce quando il progetto deve essere definito. NFPA 22, gli standard per serbatoi rivestiti con ISO 28765 e ASME Sezione VIII accettano ciascuno un documento diverso attraverso un percorso diverso, quindi nessuna singola dichiarazione di conformità copre l'insieme. Le decisioni che determinano se i serbatoi funzionano insieme sono le decisioni di interfaccia: la separazione della riserva antincendio dal lato di processo, la fonte dell'acqua di reintegro e la logica di rifornimento, la filosofia di isolamento, i percorsi di controllo e segnale, e il carico condiviso della copertura o del piazzale. Ciascuna è economica da correggere sulla carta e costosa da correggere dopo la fabbricazione, perché ciascuna modifica gli ugelli, gli accessori, l'ambito di controllo e le fondazioni di serbatoi già ordinati. L'ordine corretto è chiudere le interfacce ed emetterle con la richiesta di offerta per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Parla con un ingegnere
Invia i tre servizi con i supporti coinvolti, gli standard e le edizioni applicati al tuo progetto, i volumi di governo già calcolati o la base di domanda che intendi utilizzare, i vincoli del sito inclusi l'accesso della gru e l'area di stoccaggio, la fonte di acqua di reintegro e la sua pressione, il percorso di alimentazione elettrica per la strumentazione, la filosofia di isolamento e l'interfaccia del sistema di controllo. Restituiremo una specifica di sistema che copre la mappatura servizio-standard, l'elenco delle dipendenze condivise e delle interfacce, la selezione dei materiali in base al servizio e alle condizioni di pressione, gli accessori e il programma dei segnali, la sequenza di consegna e montaggio rispetto alla finestra del sito, e la lista di controllo dell'involucro per la richiesta di offerta per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua del data center
Informazioni su Center Enamel
Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) è un produttore professionale dedicato alla progettazione e fabbricazione di serbatoi di stoccaggio bullonati dal 2008. La gamma di prodotti comprende serbatoi in vetro-acciaio (GFS), serbatoi in epossidica fusa a legame (FBE), serbatoi in acciaio inossidabile, serbatoi in acciaio zincato e coperture a cupola geodetica in alluminio, insieme al supporto tecnico EPC e agli accessori per serbatoi. La produzione è conforme alle norme ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001, e la gamma di prodotti è certificata NSF/ANSI 61, WRAS, CE e EN 1090, ISO 28765, AWWA D103-09 e NFPA ove l'applicazione lo richieda. L'azienda detiene quasi 200 brevetti sulla smaltatura, gestisce una base produttiva di 150.000 m2, produce circa 300.000 lastre in acciaio smaltato all'anno, ha completato più di 30.000 progetti installati e ha spedito serbatoi in più di 100 paesi. La capacità di progettazione ingegneristica copre volumi di serbatoi fino a 60.000 m3, come dettagliato per il serbatoio di stoccaggio dell'acqua per data center.
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