データセンター冷却水貯蔵タンク：水質、殺生物剤、およびメンテナンス
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データセンター冷却水貯蔵タンク：水質、殺生物剤、保守
データセンターの冷却水貯蔵タンクには、何時間も静止したままの水が貯められているため、循環塔ループとは異なる方法で管理されます。密閉式冷水ループは低い導電率を保ち、浮遊固形物を含まないようにし、タンクは温度が生物学的成長を促進する低流量ゾーンとして扱います。酸化性殺生物剤と非酸化性殺生物剤を交互のスケジュールで投入し、毎年マンホールから外殻とコーティングを検査し、コーティング補修の前に機械的清掃を計画します。貯蔵に関する問題のほとんどは、タンクのサイズではなく、滞留水と発見されないコーティングの損傷から生じます。データセンターの冷却水貯蔵タンクは、処理可能で酸素を含む水を長年にわたって保持しなければならないため、コーティングシステムと清掃プログラムがその耐用年数を決定します。
貯蔵タンクは容量と断熱性で指定され、問題が発生するまで放置される。冷却システムでは、濡れた状態も同様に重要である。なぜなら、8時間冷温を保持するタンクは、上層部でほとんど動きのない水体も保持しているからだ。そこが堆積物、微生物の増殖、コーティングの損傷が始まる場所であり、タンクが見えない場所にあるため、発見が遅れるのである。
データセンターの冷却ループ内の水は、蒸発式冷却塔の水とは異なります。冷却塔のループは固形物を濃縮し、酸素と細菌を継続的に取り込みますが、冷水貯蔵ループはほぼ密閉されており、低温で運転され、水質はゆっくりと変化します。保守計画は、冷却塔の方法を流用するのではなく、この違いに適合させる必要があります。また、タンクは待機経路に設置されることがあり、その一部は増殖が抑制されるのではなく促進される場所で休止する可能性があります。
以下では、何を測定するか、どのように薬剤を投入するか、どのくらいの頻度で点検・清掃するか、そして長年にわたり排水と再充填を繰り返す水体に適した接液表面の選択肢について説明します。
データセンターの冷却水貯蔵タンクが冷却塔の水槽と異なる理由
二つの条件が全体像を変えます。
1. 低流量。貯蔵中、水はほぼ静止しています。懸濁固形物が沈降し、槽の底面やノズル貫通部周辺に堆積層が形成され始めます。
2. 温度変動。冷たい層は5～7 °Cに位置し、ほとんどの成長を抑制しますが、スタンバイ中の上層はそのままの温度で留まることがあります。凍結防止のために意図的に保温されたタンクは、より大きなリスクを伴います。
第三に挙げるべき要因があります。初回の注水は補給水流とは異なる水源から来ることが多く、より多くの懸濁物質を含んでおり、排水されたタンクは残留殺生物剤の皮膜を失うため、再注水には独自の処理ステップが必要です。
パラメータ | 閉回路冷水貯蔵ループ | 典型的な蒸発塔ループ |
溶解固形物 | 低く、厳密に管理されている | 濃縮サイクルによって制御され、上昇する |
溶存酸素 | 低く、主に補給水とともに混入する | 高く、連続的に曝気される |
pH管理 | 軽度、閉回路ではしばしば7～9 | 冷却塔とブローダウンにより緩衝される |
主なファウリング機構 | 停滞、シルト、微生物スライム | スケール、腐食、カルシウムおよびマグネシウムの堆積物 |
濃縮サイクル、薬剤注入および生物制御
濃縮サイクルは開放型冷却水システムに属し、蒸発によって塔槽内の溶解固形物が濃縮され、ブローダウンと補給水がバランスを設定し、通常は3～6サイクルです。閉鎖型貯蔵ループには蒸発がないため、濃縮は要因ではなく、補給水の水質と開放経路からの漏れが実際に溶解固形物を増加させます。
したがって、薬剤注入は2つのトラックに従います。
3. 酸化性殺生物剤。塩素または二酸化塩素は浮遊性画分に迅速に作用します。大きな滞留容量を持つ回路では短寿命であるため、停滞したタンクではなく活発な循環ラインに注入し、耐性を制限するために製品をローテーションします。
4. 非酸化性殺生物剤。第四級アミンまたはイソチアゾリノンは、沈降したバイオマスと湿潤表面のフィルムを制御し、これはまさにタンクがリスクにさらされる場所です。数日間のスケジュールで処理します。
5. スケールおよび腐食制御。補給水の水質が悪い場合、スケール防止剤と不動態化プログラムが、試運転後の洗浄後に配水配管を保護します。
6. 機械的サポート。ブラッシングと定期的なフラッシュにより、薬品では到達できない層を除去します。これは配管よりもタンク内でより重要です。
少なくとも以下の5項目を記録してください：タンク内の3レベルでの温度、遊離酸化剤残留量、ループ導電率、ノズルサンプルの目視によるスライムチェック、入口ディフューザー前後の差圧。最後の項目の緩やかな上昇は、通常、プラントではなくタンクが汚れ始めていることを示します。
冷却水貯蔵タンクの清掃、検査およびコーティング補修
作業 | 間隔 | 何を確認するか |
マンホールからの目視検査 | 年1回、涼しい季節に | コーティングの状態、堆積物の深さ、臭気 |
スライムおよびバイオフィルムのスワブ | 四半期ごと | 殺生物剤スケジュールが維持されているかどうか |
入口ディフューザーとノズルの点検 | 年次 | 閉塞、流量分布、混合損傷 |
機械的清掃およびフラッシング | 堆積物の限界時、または3～5年ごと | 使用可能容積とコーティング接触を回復 |
コーティング補修 | 現状のまま、次のサービス期間前に | 欠陥部における局部腐食を停止 |
この作業を簡単に保つ2つのルールがある。緩んだ表面や汚染された表面の上にパッチを当ててはならない。補修が失敗し、真の状態が隠れるからである。タンクを建設残材の沈殿槽にしてはならない。最初の充水が次の10年間の状態を決定するからである。壁面がコーティングされている場合、補修は鋼板のコーティングに従い、現場手順は仕様書に併記されるべきである。
技術仕様
この表は、データセンター冷却水貯蔵タンクの水質限界と湿潤表面オプションを定める。
項目 | 標準値またはオプション | 備考 |
湿潤表面コーティング | AWWA C550に準拠した溶融エポキシ、または亜鉛メッキ鋼 | プレートに指定されたシステムに従う |
コーティング厚さ | 溶融エポキシの場合180～280マイクロメートル | 工場検査記録と照合して確認する |
冷水層設定値 | 5～7 °C | 下部ゾーンでの増殖を抑制する |
ディフューザー入口流速 | 0.5～1 m/s | 低せん断時に温度躍層を鮮明に保つ |
マンホールとアクセス | 人員入口またはカメラポート | 検査方法を決定する |
ドレンおよびフラッシュ接続 | 全洗浄容量に適合するサイズ | 機械的清掃ステップに必要 |
殺生物剤注入点 | タンク内ではなく、稼働中の循環ライン上 | 水が貯留部に入る前に接触させる |
プロジェクト事例
当社が水・廃水部門で納入した参考プロジェクトには浸出水や化学廃水の貯蔵が含まれますが、データセンター向けTESの範囲も同じ基準で設計されています。関連する参考事例の一つは、中国・北京における埋立地浸出水設備です。
項目 | 詳細 |
プロジェクト | 中国・北京 — 埋立地浸出水貯留 |
製品 | 01 GFS、ガラス融着鋼製ボルト締めタンク |
容量 | 2基のタンクに合計9,682 m3 |
寸法 | φ16.23 m x 23.4 m、2基 |
完成 | 2023-04 |
強腐食性液体に対するプレートコーティング、ジョイントシステム、ベント配置の選定は、冷水貯蔵設備の湿潤表面を選定するのと同じ作業である。その用途では、コーティングの連続性、耐薬品性、修理のためのアクセスに注意が向けられ、これらは冷却水タンクを交換ではなく補修できるかどうかを決める同じ項目である。
センターエナメルエンジニアリング能力
センターエナメル（石家荘正中科技有限公司）は、2008年からボルト締め貯蔵タンクの設計と製造を行ってきました。中国初のガラス融着鋼（GFS）タンクメーカーとして、同社は約200件のエナメル関連特許を保有し、年間約30万枚のエナメルコーティング鋼板を生産し、30,000件以上の設置プロジェクトを完了し、100カ国以上にタンクを供給しています。生産能力を高めるために新たに150,000 m²の生産拠点が追加され、単一タンクは最大60,000 m³まで供給可能です。製造はISO 9001およびISO 45001に基づいて運営され、製品認証にはNSF/ANSI 61、WRAS、FDA、LFGB、CE（EN 1090）、ISO 28765、FM、BSCI、EUROCODEが含まれ、用途に応じてAWWA D103-09、AWWA C550、NFPAを参考に設計されています。
処理水中でのコーティングの耐久性
· ループが冷却塔に開放されると、タンクは変化する補給水組成にさらされる。殺生物剤、pH管理、定期的な洗浄が、その環境でコーティングがどれだけ持続するかを決める。
· エナメルは不活性で清掃が容易であり、平滑な焼成表面に対する1500 V DCのホリデーテストによりコーティング状態の確認が容易になる。エポキシライニングは、膜が損傷した箇所を現場でパッチ補修できる。
· 北京埋立地浸出水タンク（φ16.23 m × 23.4 m × 2、9,682 m³、2023-04）は、腐食性で生物学的に活性な液体を長年にわたって保持するシェルの参考例です。
よくある質問
Q1：冷水貯蔵タンクに濃縮サイクルは必要ですか？
A1: 冷却塔的な意味ではありません。濃縮は開放型蒸発回路に適用されます。閉鎖型貯蔵ループでは、支配的な制限要因は補給水の水質と総溶解固形物です。
Q2: ほとんど循環していないタンクでは、どの殺生物剤が効果的ですか？
A2: 交互に使用する2種類の薬剤です。稼働ライン上の酸化剤が浮遊性の画分を処理し、非酸化性製品を数日単位のスケジュールで投入して沈着したバイオフィルムを処理します。スワブ法で検証してください。
Q3: タンクはどのくらいの頻度で排水・清掃すべきですか？
A3: 年に一度点検し、状態に応じて清掃します。堆積物により使用可能な冷水温度が設計上の劣化値を下回る場合、待機運転を含む用途では3～5年の清掃間隔が一般的です。
Q4: コーティングの損傷は現場で補修できますか？
A4: はい、現場作業用に供給されるコーティングシステムであれば、停止期間中に下地処理、混合、硬化が行われることを条件に可能です。手順は仕様書に記載されるべきです。
Q5: 待機タンクはどの温度に保つべきですか？
A5: 低温層がすでに増殖を抑制しているため、負荷が許す限り低く設定します。凍結防止のために待機温度を高くせざるを得ない場合は、監視ポイントを追加し、殺生物剤の投入間隔を短縮してください。
Q6: タンクはプラントの水質にまったく影響を与えますか？
A6: 基準値を決める役割を果たします。洗浄・薬剤処理されたタンクは、ループに清浄な初期充填水を供給し、その滞留水量が化学変化を緩衝します。
データセンターの冷却水貯蔵タンクの水質は、水がどれだけ滞留するか、待機中に上層部がどこまで温まるか、そして濡れた塗装面が無傷であるかによって決まる。この3点を管理すれば、その容量は何十年もの間、設計どおりに機能する。これらを無視すれば、同じ容量でも堆積物とぬめりによって使える冷熱を失う。計画は地味なものだ。測定し、ローテーションスケジュールで薬剤を投入し、年に一度マンホールから点検し、定められた閾値で塗装を補修する。プラント内で最も安価な点検とは、計画停止中に照明、カメラ、記録用紙を持ってタンクのマンホールから行う点検である。
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水源と補給水の水質、容器に指定済みのコーティングまたはライニング、1日あたりの待機時間と冷却時間をお知らせください。水質と薬剤注入の概要、点検・洗浄間隔、および合意した接液表面の現場補修手順を含むコーティング仕様をご返答します。
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