データセンターにおけるプロセス水およびユーティリティ水タンク：水質と材料
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データセンターにおけるプロセス用水タンクとユーティリティ用水タンク：水質と材料
データセンターのプロセス用水およびユーティリティ用水は、加湿補給水、ボイラー給水、プロセス用水およびリンス用水、化学薬品および添加剤の貯蔵、逆浸透膜の透過水または濃縮水など、冷却以外のあらゆる用途をカバーしています。各用途にはアプリケーション名ではなく水質化学があり、ライナー、ライニング、認証の選択はそのラベルではなく化学的性質によって決定されるべきです。アプリケーション名に合致するという理由で選定されたタンクでも、実際に貯蔵する水に対しては不適切である可能性があり、そのため仕様書には化学的性質、使用温度、接触認証を併記する必要があります。ガラス融着鋼は広いpH範囲に対応し、設計寿命は30年以上であり、粉体エポキシ塗装はより腐食性の高い用途に対応し、ステンレス鋼は腐食性および高純度のニーズに応え、ハイブリッド外殻は各材料の特性が活かされる箇所に各材料を配置することができます。選定の原則は、化学分析、温度範囲、必要な認証をタンク仕様書に必須項目として記載し、データセンターのプロセス用水タンクにおいて材料の不適合が試運転時ではなく調達段階で発見されるようにすることです。
データセンターにおける非冷却水の役割
冷却水とその予備量はデータセンターの水システムにおいて最も注目される部分だが、冷水機にまったく関与しない重要な業務も数多く存在する。加湿補給水は、供給空気を機器が要求する湿度範囲内に保つ。ボイラー給水は、暖房や再熱を支える蒸気または温水プラントに供給される。プロセス用水とリンス用水は、現場での洗浄や付随する製造または実験室の機能に使用される。薬品および添加剤の貯蔵は、冷却ループとボイラーループを機能させ続ける薬注用の備蓄を保持する。逆浸透膜の透過水と濃縮排水は、データセンターのプロセス用水タンクのために水処理プラントがサイトの一部として存在する場合に発生する。
これらはそれぞれ別個の水質化学であり、それらを一つのユーティリティ水タンクとして扱うと、材料が選択されていない流体に接触する危険があります。役割のラベルは水が何のためにあるかを示しますが、水が何であるかは示しません。材料の決定は分析に従い、分析こそがデータセンターのプロセス水タンクのすべての非冷却タンクに対して仕様が担うべきものです
加湿水とその品質要件
加湿用水は、ラベルよりも化学的性質が最も明確に現れる例です。直接蒸発式または湿潤メディア式の加湿は水を気流中に引き込むため、蒸気として出ていく水は、溶解および懸濁していた固形物をキャリーオーバーとしてコンピュータルーム内に残していきます。一般的な制御方法は、スケールを制限するための軟水化、キャリーオーバーを制限するための導電率または全溶解固形分の上限設定、そしてデータセンターのプロセス用水タンクに対してエアロゾルを介して運ばれる生物を制限するための生物学的制御です
この用途に供給するタンクは、したがって、溶解負荷を増加させたり粒子を放出したりしない内表面を必要とし、仕様書には、タンクの受入基準として最大導電率、軟化要件および微生物限度を、別個の水処理注記としてではなく明記すべきである。タンク内面が、処理によって制御されるべきまさにその問題に寄与し得るのであれば、その用途と容器は、データセンターのプロセス用水タンクに対して異なる文書に基づいて仕様化されていたことになる。
ボイラー給水およびプロセス用水またはリンス用水
ボイラー給水は独自の水質化学的特性を持っています。その役割は通常、ボイラー内での酸素とスケールを抑制するために脱気および化学処理が施され、給水タンクは処理設備が除去した汚染物質を再導入してはなりません。低圧暖房ボイラーの場合、給水は軟化処理のみでよい場合がありますが、より高温の場合には仕様に酸素除去とより厳しい全溶解固形分の上限が追加され、データセンターのプロセス用水タンクに対するタンク内部の要件が高まります
プロセス水とリンス水はより広範です。脱塩水である場合もあれば、界面活性剤や消毒残留物を含む場合もあり、多くの場合断続的です。この2つの用途は別々に指定する必要があります。一方を満たすタンクが全溶解固形分で他方を満たせない可能性があり、単一の共用タンクではループの化学組成が変動するまでその矛盾が隠れてしまうからです。用途名だけで両者を一緒に指定することは、データセンターのプロセス水タンクにおいて不一致が試運転まで到達する原因となります
化学薬品および添加剤の保管を別個の危険クラスとして扱う
化学薬品および添加剤の貯蔵は、水の貯蔵とは異なる危険クラスであり、そのように指定されるべきである。流体はpH調整用の濃縮酸、殺生物剤、腐食抑制剤、消泡剤であり、漏洩やクロスコネクションは飲料水系統やプロセスループを汚染したり、人員の曝露を引き起こす可能性がある。したがって、タンク仕様には、特定の化学薬品、その濃度、シェルおよびライナーとの適合性、二次封じ込め、飲料水系統からの分離、表示、およびデータセンターのプロセス水タンクへのアクセス制御を明記すべきである。
同じ施設で複数の添加剤を保管する場合、単一の分割タンクよりも別々のシェル（容器）の方が望ましい。分割タンクは仕切り部分で共通の故障面を依然として共有し、封じ込め境界を複雑にするからである。化学薬品の保管を水の用途として扱うことはリスクを過小評価することになり、水に適したライニングやコーティングが、データセンターのプロセス用水タンク用の濃縮添加剤に必ずしも適するとは限らない。
飲用に近接する用途と適用される認証
義務は、たとえ逆流によってのみであっても、水が飲料水システムに引き込まれ得る場合に、飲料水関連とみなされる。例えば逆浸透膜透過水は高純度水であり、後に飲料用または準飲料用ループに入る可能性があり、その場合タンク内部はNSF/ANSI 61などの接触認証要件の対象となる。認証は、構造体ではなく、ライナーまたはコーティング、シーラント、ガスケットといった接液部品に適用され、プロジェクトにはデータセンターのプロセス水タンクに対する全社的な文書ではなく、特定のアセンブリに対して発行された証明書が必要である。
水が設計上非飲用である場合、仕様書にはそのことを明記すべきです。そうすることで、コーティングの選択が、実際に必要とする認証に対して過剰または過小に指定されることがなくなります。必要のない飲用基準で見積もられたタンクは必要以上にコストがかかり、必要とする非飲用基準で見積もられたタンクは、データセンターのプロセス用水タンクにおける最初の逆流事象で不合格となります
化学組成に適合させたライナー、ライニング、コーティング
ライナーまたはコーティングが実際の決め手となる。なぜなら、それが水と接触する表面だからである。ガラス融着鋼は、820～930℃でガラス質層を鋼に融着させ、pH使用範囲は約3～11となり、現場施工の皮膜が劣化する心配のない、不透水性で耐摩耗性に優れた表面を実現する。溶融結合エポキシは、より腐食性の高い用途や高温用途に適した熱硬化性粉体塗装である。ステンレス鋼は、データセンターのプロセス水タンクにおいて金属接触表面が好まれる腐食性および高純度のニーズに応える。
選択のルールは、まず化学分析を読むことです。pH、酸化剤、塩化物、温度を確認し、用途名ではなくその範囲にライナーを適合させます。ラベルに基づいて選ばれたコーティングは、水の化学組成がその範囲を外れた瞬間に不適切なものとなり、ライニングがすでに損傷するまで故障モードは表面化しません。分析は、データセンターのプロセス用水タンクに対する適合性を予測する唯一の入力情報です
複合用途向けのハイブリッドシェルアプローチ
槽を通じて役割が変化する場合、例えば下部区画がプロセス水を保持し上部区画がより高純度またはより腐食性の高い流体を保持する場合、ハイブリッドシェルは各材料をその特性が活かされる場所に配置できます。下部コースをガラス融着鋼、上部コースをステンレス鋼とする、またはライニングされた下部区画からステンレス製上部区画へ供給する構成により、下部の化学的性質がデータセンターのプロセス水槽にステンレスを必要としない箇所で全面ステンレスのコストを支払うことを避けられます
ハイブリッド方式は製作およびインターフェースの決定であり、既定の選択肢ではなく、化学的プロファイルが高さによって真に変化する場合、または単一材料では槽の一部に対して過剰仕様となる場合にのみ仕様に記載すべきです。材料間の接合部は、データセンターのプロセス水槽において2つの腐食挙動が出会う箇所であるため、製造者が設計し記録しなければならない詳細項目です
各材料オプションの温度および化学的限界
各材料には定義された適用範囲があり、仕様書には「適している」という一般的な主張ではなく、使用温度と化学的限界を明記すべきである。ガラス融着鋼はpH約3～11の範囲に耐え、適切な使用条件下では設計寿命30年以上である。溶融結合エポキシは化学的・温度的適用範囲を拡大する。ステンレス鋼種は塩化物耐性と耐熱性のために選定される。以下のマトリクスは、プロセス用途のサンプルを候補材料およびそれぞれが示唆する認証またはライニングの注記に対応付けたものである。これはスクリーニングの補助手段であり、データセンターのプロセス用水槽について仕様書が添付すべき化学分析の代替とはならない。
負荷 | 典型的な化学的懸念 | 候補材料 | ライニングまたは認証に関する注記 |
加湿用補給水 | 規模とキャリーオーバー | ガラス融着鋼 | 表面はTDSを添加してはならない。飲用に近接する場合はNSF/ANSI 61 |
ボイラー給水、低圧 | 酸素、スケール | FBEまたはステンレス | 脱気適合性；より厳しいTDS限度 |
処理またはリンス | 界面活性剤、残留物 | FBEまたはステンレス | 特定の残留物に一致 |
RO透過水 | 高純度、飲料水経路の可能性あり | ステンレスまたはFBE | 逆流の可能性がある場合のNSF/ANSI 61 |
化学添加剤 | 濃縮、危険 | 専用シェルと封じ込め | 化学物質ごとの適合性、二次封じ込め |
化学物質の不一致を防ぐ仕様内容
不一致は試運転時ではなく調達時に防止されるものであり、仕様書では非冷却水タンクすべてに対して3つの項目を必須とすべきである。第一に、ライナーの選択が検証可能となるよう、水の化学分析（pH、酸化剤、塩化物、全溶解固形物、および添加残留物）を付録として添付すること。第二に、最悪ケースの逸脱を含む運転温度範囲を明記すること。第三に、要求される接触認証とその認証が発行される規格を明記し、データセンターのプロセス水タンク用の特定のアセンブリに対する証明書を要求すること。
· 水質化学分析を、データセンターのプロセス水タンクに関する口頭注記ではなく、仕様書の付録として添付する
· データセンターのプロセス水タンクについて、最悪ケースの変動を含む運転温度範囲を明記する
· データセンターのプロセス水タンクについて、必要な接触認証とその準拠規格名を明記する
· データセンターのプロセス水タンクに関する全社的な文書ではなく、特定のアセンブリに対する証明書を要求する
· 用途名だけを信用しない。同じラベルを持つ2つのプラントが、データセンターのプロセス水タンクにおいて異なる材料クラスに属する可能性がある
プロジェクト事例研究
この用途における参考納入事例。検証済みプロジェクトライブラリから引用。マッチレベルC。エポキシコーティングタンクを採用した海水淡水化プログラムで、処理水および非飲用接触用途におけるコーティングタンクの建設能力を裏付けるために引用。媒体は、ここで論じるプロセス、薬注、逆浸透濃縮水の化学的性質とは異なるため、データセンターのプロセス用水タンクについて詳述する材料推奨の根拠としては使用しない。
プロジェクトID | 国 | 製品 | 容量 | タンク数 | 寸法 | 完成 | 供給範囲 |
COD-WW-6578 | チリ | エポキシコーティングタンク（FBE） | 6,578 m3 | 2 | タンクあたりφ17.0 × 14.5 m（H） | 利用可能な情報源には記録なし | 記録なし |
エポキシコーティングタンクを採用した海水淡水化プログラムであり、処理水および非飲用接触用途に対するコーティングタンクの建設能力を裏付けるものとして引用されている。媒体は、ここで論じられているプロセス、薬注および逆浸透濃縮水の化学的性質とは異なるため、データセンターのプロセス用水タンクについて詳述されている材料推奨の根拠としては使用されていない。
よくある質問
Q1. データセンターにはどのような非冷却水用途が存在するか？
非冷却用途には、加湿用補給水、ボイラー給水、プロセス用水およびリンス用水、薬品および添加剤の貯蔵、ならびに処理プラントが敷地内にある場合の逆浸透透過水または濃縮水が含まれます。これらを1つのユーティリティ水タンクとして扱うと、ライナーが選定対象外の流体に接触するリスクがあるため、データセンターのプロセス用水タンクでは各用途を個別の水質分析で指定する必要があります
Q2. 加湿にはどのような水質が求められますか？
加湿用水は、スケールを抑えるために軟化処理を施し、気流へのキャリーオーバーを抑えるために導電率または総溶解固形分の上限内に保ち、生物学的に制御する必要があります。タンク内部は溶解負荷を増やしたり粒子を放出したりしてはならないため、データセンターのプロセス用水タンクの仕様には、最大導電率、軟化要件、微生物限度を明記する必要があります
Q3. ボイラー給水にはどのような処理が必要ですか？
ボイラー給水は通常、ボイラー内の酸素とスケールを制限するために脱気および化学処理され、給水タンクは処理で除去されたものを再導入してはなりません。低圧加熱ボイラーでは軟化のみで済む場合がありますが、より高温では酸素除去とより厳しい総溶解固形分の制限が追加されます。詳細はデータセンターのプロセス水タンクについて記載されています。
Q4. プロセス水とリンス水はどのように区別されますか？
プロセス水は敷地内で定義された機能を果たし、脱塩処理されているか、プロセス残留物を含む場合があります。リンス水は洗浄または洗い流しの流れであり、多くの場合断続的で組成が変動します。これらを別々に指定することは重要です。なぜなら、一方を満たすタンクが総溶解固形分で他方を満たせない可能性があり、共有タンクはループがドリフトするまでその矛盾を隠すからです。データセンターのプロセス水タンクについて。
Q5. 化学物質の貯蔵が別の危険クラスである理由は何ですか？
化学添加剤は濃縮酸、殺生物剤、または阻害剤であり、漏洩やクロスコネクションによって飲料水やプロセスループが汚染されたり、人員が曝露される可能性があります。隔壁付きタンクは共通の故障面を共有し、データセンターのプロセス水タンクの封じ込め境界を複雑にするため、独立したシェルの方が望ましいです
Q6. 飲料水に隣接する用途にはどの認証が適用されますか？
逆流によって水が飲料水システムに侵入する可能性がある場合、タンク内部はNSF/ANSI 61などの接触認証要件の対象となります。これは構造物ではなく、ライナー、コーティング、シーラント、ガスケットといった接水部品を対象としています。設計上、水が非飲用である場合は、データセンターのプロセス水タンクに対してコーティングが過剰仕様にも過小仕様にもならないよう、その旨を仕様書に明記する必要があります
Q7. ライナーとコーティングはどのように化学物質に適合させますか？
ガラス融着鋼は、約3～11のpH範囲に対応するため、820～930℃でガラス質層を融着させ、不浸透性の表面を形成します。溶融結合エポキシは、より腐食性の高い、または高温の用途に適しています。ステンレスは腐食性および高純度のニーズに応えます。用途ラベルに基づいて選定されたコーティングは、水質がデータセンターのプロセス用水タンクの定格範囲を外れた時点で不適切となります。
Q8. ハイブリッドシェル方式はどのような場合に適用されますか？
ハイブリッドシェルは、水質が高さによって実際に変化する場合（例えば、下部セクションはガラス融着鋼で上部セクションはステンレス鋼）、または単一の材料ではタンクの一部を過剰仕様にしてしまう場合に適用されます。これは製作およびインターフェース上の決定であり、デフォルトではなく、材料間の接合部はメーカーによって設計および記録されなければなりません（データセンターのプロセス用水タンクについて詳述されているとおり）。
Q9. 各材料にはどのような温度および化学的限界が適用されますか？
ガラス融着鋼は、適切な使用条件下で30年以上の設計寿命を持ち、pH範囲約3～11に耐えます。融着エポキシは化学的および温度的許容範囲を拡大します。ステンレス鋼グレードは塩化物および温度耐性のために選定されます。仕様には、一般的な「適合する」という主張ではなく、使用温度と化学的限界を明記すべきです。なぜなら、それぞれがデータセンターのプロセス用水タンク向けであるからです。
Q10. 化学的ミスマッチを防ぐために、仕様には何を含めるべきですか？
次の3つの項目を必須とする：付録としての水の化学分析（pH、酸化剤、塩化物、全溶解固形物、残留物を明記）；最悪ケースの変動を含む運転温度範囲；および準拠すべき規格名を含む必要な接触認証。分析結果を明記することで、材料の適合性に対する責任がサプライヤーに生じるため、データセンターのプロセス水タンクについて、不適合を試運転時ではなく調達時に検出できる
データセンターにおける材料選定は用途名ではなく水化学に従うため、仕様書には化学的性質、温度、接触認証を併記しなければならない。そうでなければ、用途ラベルを満たすタンクであっても、実際に貯める水に対して不適切であり得る。ガラスライニング鋼、溶融結合エポキシ、ステンレス鋼はそれぞれ定義された適用範囲を持ち、ハイブリッド外殻は化学的性質が高さによって変化する場合にのみその価値を発揮する。この不整合は調達段階で防ぐ。化学分析書を添付し、温度上限を明記し、特定のアセンブリに対する証明書を要求する。用途名は唯一信用すべきでない項目である。なぜなら、同じラベルを持つ2つのプラントが、データセンターのプロセス用水タンクに対して異なる材料クラスに属することがあり得るからである。
エンジニアに相談する
データセンターのプロセス用水またはユーティリティ用水タンクについて、各水が保持する化学分析（pH、酸化剤、塩化物、全溶解固形物、および添加残留物）、最高ケースの変動を含む運転温度範囲、ならびに逆流による飲用水隣接の義務があるかどうかを送付してください。義務名を個別に記載し、化学添加物がある場合はその濃度を併記してください。こちらからは、各義務に対応する候補シェルおよびライニングの材料推奨、それぞれに必要な接触認証、高さによってプロファイルが変化する場合のハイブリッドシェル評価、およびデータセンターのプロセス用水タンクについてサプライヤーに必須とする化学・温度・認証欄を記載した仕様書を返却します。
Center Enamelについて
石家荘正中科技有限公司（Center Enamel）は、2008年からボルト締め貯蔵タンクの設計と製造に専念している専門メーカーです。製品範囲には、ガラス融着鋼（GFS）タンク、溶融結合エポキシ（FBE）タンク、ステンレス鋼タンク、亜鉛メッキ鋼タンク、アルミニウムジオデシックドーム屋根が含まれ、EPC技術サポートとタンク付属品も提供しています。生産はISO 9001、ISO 14001、ISO 45001の下で行われ、製品範囲は用途に応じてNSF/ANSI 61、WRAS、CE、EN 1090、ISO 28765、AWWA D103-09、NFPAの認証を取得しています。同社は約200件の琺瑯特許を保有し、150,000 m2の生産拠点を運営し、年間約300,000枚の琺瑯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か国以上にタンクを出荷しています。エンジニアリング設計能力は、データセンターのプロセス水タンクについて詳述されているように、最大60,000 m3のタンク容量をカバーしています。
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