데이터 센터 냉수 저장 탱크: 설계 매개변수 및 용량 계획
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데이터 센터 냉수 저장 탱크: 설계 매개변수 및 용량 계획
데이터 센터 냉수 저장 탱크는 사용 가능한 ΔT, 사용 가능 비율, 세제곱미터당 저장 에너지, 체류 시간, 입구 수온 및 배치 높이라는 여섯 가지 매개변수로부터 계획된다. 사용 가능 용량은 이론치의 70-90%로 운전되며, 물은 세제곱미터당 켈빈당 약 1.163 kWh를 저장하고, 5-7 K 범위는 세제곱미터당 6-8 kWh를 제공한다. 체류 시간은 용적으로가 아니라 0.5-1 m/s의 입구 속도로 제어된다. 높이는 펌프와 용기 경계가 부담하는 정수두를 결정하므로, 용기 도면 단독이 아니라 배치 연구에 포함되어야 한다.
저장 탱크의 용량 계획은 산술로 시작하지만 중간쯤 가면 배치 문제로 바뀝니다. 부하와 요금제가 킬로와트시 수치를 제공하고, 온도 차이가 체적을 결정하며, 그 체적은 부지 위에, 크레인 경로 아래에, 펌프실 뒤에, 그리고 건물 골조와 보조를 맞춰 시공되는 기초 위에 들어맞아야 합니다.
아래 매개변수 목록을 이 순서대로 작업하십시오. 각 항목이 다음 항목을 바꾸기 때문입니다: 온도, 에너지, 형상, 높이, 그다음 유닛 수.
사용 가능한 온도 차이와 입구 수온
데이터 센터 냉수 저장 탱크의 온도 범위는 첫 번째 결정 사항이며, 냉동기가 IT 장비만큼이나 이를 제약합니다.
· 사용 가능한 ΔT를 4-7 K로 설정하십시오. 5 °C에서 11 °C까지의 6 K 범위가 일반적입니다. 7 K로 넓히면 체적이 약 15% 줄어들지만, 환수 온도가 코일과 증발기에서 허용되어야 합니다.
· 유입수 온도를 4-6 °C로 고정하십시오. 이는 칠러 출구 수온 설정값이며, 기기 접근 온도에 의해 제한됩니다. 설계 조건에서 4 °C를 유지하지 못하는 칠러는 탱크를 더 따뜻한 수준으로 충전하고 사용 가능한 용량을 조용히 감소시킵니다.
· 충전과 방출을 위한 하나의 윈도우를 유지하십시오. 5 °C에서 충전되고 7 °C에서 방출되는 탱크는 그 차이를 두 번 잃습니다. 한 번은 저장고에서, 한 번은 배관에서.
· 2 K의 혼합 여유를 확보하십시오. 방출 시 탱크를 떠나는 공급수는 6-8 °C에 있어야 하므로 공통 배관에서의 혼합이 루프를 IT 유입 밴드 위로 밀어올리지 않습니다.
입구 온도는 가장 심하게 노화되는 매개변수입니다. 타워가 확장되고 계절에 따라 접근 온도가 넓어지면, 칠러는 4°C를 포기하고 아무도 설정값을 건드리지 않아도 유효 용적이 줄어듭니다.
사용 가능 비율, 예비량 및 저장 에너지
데이터센터 냉수 저장 탱크의 이론적 용량은 단순하지만, 실제로 플랜트가 끌어낼 수 있는 것은 사용 가능한 용량이며, 이 둘 사이의 격차를 해소하는 데 설계 노력이 집중됩니다.
1. 에너지 방정식을 한 번 작성합니다. Q = V × ρ × cp × ΔT이며, 물의 cp ≈ 4.186 kJ/kg·K, ρ ≈ 1000 kg/m³일 때 입방미터당 켈빈당 약 1.163 kWh이므로, 6 K 구간은 손실이 전혀 없다고 가정할 때 m³당 약 7 kWh를 저장합니다.
2. 사용 가능 비율을 70-90%로 설정합니다. 입구에서의 혼합, 온도 성층(thermocline), 상시 열 취득이 나머지를 차지하며, 강력한 충전 운전을 하는 칠러와 함께 높은 쉘을 사용하는 경우 범위의 하한에 위치합니다.
3. 상하부 예비 용량을 추가하십시오. 각 끝단 체적의 몇 퍼센트는 수온약층이 노즐에 닿지 않게 유지하며, 이는 프로젝트에서 구매할 가장 저렴한 용량입니다.
플랜트가 소비하는 단위로 계획하되, 피크 시간 동안 냉방을 킬로와트시로 전달한 다음 역산하십시오. 이렇게 하면 나중에 두 번째 탱크를 추가할 때 논의가 정직하게 유지됩니다.
체류 시간, 입구 속도 및 형상
체류 시간은 공정 수치처럼 들리지만, 데이터 센터 냉수 저장 탱크에서는 가득 찬 상태로 서 있을 때 쉘의 거동을 좌우합니다.
· 입구 속도를 0.5-1 m/s로 제한하십시오. 디퓨저가 제트를 분산시키며, 이 한도를 초과하면 따뜻한 층을 뚫고 내려가 한 번의 충전으로 전체 쉘을 혼합합니다.
· 높이와 부피를 함께 판단하십시오. 높은 쉘은 입방미터당 더 많은 사용 가능한 깊이를 제공하지만 더 큰 크레인 양중이 필요합니다. 넓고 낮은 쉘은 채우기 쉽지만 성층화하기 어렵습니다.
실질적인 결과는 지오메트리가 헤드라인 용량이 아니라 디퓨저와 플롯을 따르며, 두 답변은 종종 수백 입방미터 차이가 난다는 것입니다.
레이아웃 높이, 정수두 및 다중 탱크 계획
높이는 나머지 기계 설계 전반에 영향을 미치는 매개변수입니다. 왜냐하면 수주는 유압 시스템에서 사하중이기 때문입니다.
· 높이는 정수두를 결정합니다. 20m 수주는 바닥에서 약 196kPa이며, 이는 펌프, 쉘 및 압력 경계 내부의 모든 노즐이 견뎌야 합니다.
· 바닥 압력은 용기 설계를 좌우합니다. 시스템 압력 경계 내부에서 두께, 노즐 보강 및 릴리프 설정은 해당 수두에 따라 결정되며, 적용 가능한 코드와 설계는 프로젝트 사양 및 계약에서 합의된 바와 같습니다.
· 플롯이 허용하는 경우 더 짧은 쉘을 선호하십시오. 이는 기초 하중을 줄이고 크레인 인양을 감소시키며 두 번째 유닛을 위한 여유 공간을 남깁니다.
· 병렬 유닛을 계획하십시오. 두 개의 절반 크기 탱크는 동일한 용량을 보유하고, 검사를 위해 개별적으로 격리될 수 있으며, 두 번째 탱크는 이후 단계에 도착할 수 있습니다.
병렬 쉘은 운영 방식도 변화시킵니다. 하나는 비우고 검사하는 동안 다른 하나는 부하를 지탱할 수 있어, 동시 유지보수성이 설계 기준에 포함된 곳에서 유지보수 창구에 필요한 요구사항을 충족합니다.
기술 사양
파라미터 | 일반적인 값 또는 선택 | 설계 효과 |
사용 가능한 ΔT | 4-7 K, 5 °C에서 11 °C로 충전 | 입방미터당 저장 에너지 |
입수 온도 | 칠러에서 4-6°C | 충전 속도 및 칠러 접근 온도 |
방출 공급 온도 | 6-8°C | IT 밴드를 위한 혼합 여유 |
사용 가능 비율 | 이론값의 70-90% | 주어진 부하에 대한 총 용량 |
저장 에너지 밀도 | ≈ 1.163 kWh per m³ per K | 개념 단계에서의 용량 추정 |
유입 속도 | 디퓨저를 통과하는 0.5-1 m/s | 온도약층 품질 |
유닛 수 | 점검을 위해 하나 또는 병렬로 두 개 | 격리, 단계별 시공, 유지보수 |
프로젝트 사례
물 및 폐수 분야에서 당사가 납품한 참조 실적에는 수년에 걸쳐 점진적으로 인도된 대규모 다중 유닛 주문이 포함되며, 아래 설치 사례도 이에 해당합니다. 데이터센터 TES 범위도 동일한 기준에 따라 설계됩니다.
프로젝트 사례 요약
프로젝트 | 제품 | 용량 | 치수 | 완료 |
중국 (신장) - 산업 폐수 (P-K) | 01 GFS 볼트 체결 탱크 | 27개 탱크에 걸쳐 30,469 m³ | 혼합 직경 | 2023-2026 |
중국 (허베이) - 제약 폐수 (P-K) | 02 FBE 융착 에폭시 탱크 | 32,363 m³ | φ36,600 × 24,600 mm 및 φ18,340 × 24,600 mm | 2026년 8월 |
이러한 종류의 27유닛 주문은 공통 헤더에서 스토리지 쉘을 병렬로 운영하는 데이터 센터와 동일한 작업입니다. 직경은 플롯에 맞게 혼합되고, 유닛은 배치별로 인도되며, 각 쉘은 다른 쉘이 작동하는 동안 격리될 수 있습니다. 이전되는 것은 일치된 패널, 점진적인 현장 설치 및 클래딩 전에 패널별로 테스트된 라이닝입니다.
Center Enamel 엔지니어링 역량
센터 에나멜(스자좡 정중 테크놀로지 유한공사)은 2008년부터 볼트 체결식 저장 탱크를 설계 및 제작해 왔습니다. 중국 최초의 글라스 퓨즈드 투 스틸(GFS) 탱크 제조사로서, 이 회사는 약 200개의 에나멜 관련 특허를 보유하고 있으며, 연간 약 300,000장의 에나멜 코팅 강판을 생산하고, 30,000개 이상의 설치 프로젝트를 완료했으며, 100개국 이상에 탱크를 공급하고 있습니다. 생산 능력을 높이기 위해 새로운 150,000 m² 생산 기지가 추가되었으며, 단일 탱크는 최대 60,000 m³까지 공급됩니다. 제조는 ISO 9001 및 ISO 45001에 따라 운영되며, 제품 인증으로는 NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE(EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI 및 EUROCODE가 있고, 설계는 적용이 요구되는 경우 AWWA D103-09, AWWA C550 및 NFPA를 참조합니다.
사양 및 병렬 뱅크
· 용량, 사용 가능한 ΔT 및 정온 손실은 사양 단계에서 설정되며, 탱크 형상, 입출구 높이 및 단열 두께는 고정된 카탈로그 항목으로 제공되는 것이 아니라 이 세 가지 수치에 맞춰 선택됩니다.
· 선택 범위는 GFS, 융착 에폭시 및 스테인리스 스틸 쉘에 걸쳐 있습니다. 304/316L 스테인리스는 유체 화학이 코팅 탄소강 쉘을 배제하는 경우의 최종 후보입니다.
· 병렬 다중 탱크 납품은 매우 큰 용량에 도달하기 위한 당사의 표준 방식입니다. 신장 산업 폐수 프로젝트는 2026-05에 총 30,469 m³의 27개 탱크를 공급했으며, 쓰촨 증류소 프로젝트는 2023-09에 14,655 m³를 공급했습니다.
자주 묻는 질문
Q1: 사용 가능한 비율이 이론적 용량의 일부에 불과한 이유는 무엇인가요?
A1: 쉘의 일부는 결코 냉기로 사용할 수 없습니다. 중간의 온도약층과 양쪽 끝의 노즐을 보호하기 위한 작은 예비량이 그렇습니다. 입구 혼합과 상시 열 취득을 고려하면 70-90%를 예상해야 하며, 두 수치를 모두 제시하십시오.
Q2: 쉘이 높을수록 더 많은 냉기를 저장하나요?
A2: 입방미터당으로는 아닙니다. 물은 높이가 아닌 질량과 온도로 저장하기 때문입니다. 쉘이 높으면 사용 가능한 깊이가 늘어나지만 정수두, 기초 하중, 크레인 양중 부담이 증가합니다.
Q3: 적절한 체류 시간은 얼마인가요?
A3: 쉘이 의미 있는 열 변화나 생물학적 변화 없이 정지 상태를 유지할 만큼 충분히 길고, 디퓨저가 여전히 층을 제어할 수 있을 만큼 충분히 짧아야 합니다. 목표 수치보다는 정수 기간을 명시한 다음 온도약층을 검증하십시오.
Q4: 프로젝트에서 탱크를 하나 계획해야 합니까, 두 개 계획해야 합니까?
A4: 두 개의 절반 크기 쉘은 동일한 부피를 수용하고, 검사를 위해 독립적으로 격리되며, 동일한 비용에 더 큰 공통 헤더와 더 많은 배관을 추가하여 나중에 두 번째 유닛을 추가할 수 있습니다.
Q5: 유입수 온도는 계획을 어떻게 변화시키나요?
A5: 충전 속도를 결정합니다. 칠러가 4-6°C를 유지할 수 없으면 탱크가 더 따뜻하게 채워지고, 사용 가능 비율이 떨어지며, 동일한 피크 시간 동안 총 용량이 증가해야 합니다.
데이터 센터 냉수 저장 탱크의 용량 계획은 온도 범위, 저장 에너지, 사용 가능 비율, 형상, 높이, 그리고 유닛 수의 연쇄입니다. 높이는 펌프 양정, 기초 하중 및 압력 경계에 영향을 미치기 때문에 가장 자주 늦게까지 남겨두는 항목입니다.
엔지니어와 상담하세요
최대 IT 부하, 커버해야 할 시간, 공급 및 반환 온도, 그리고 높이 제한이 있는 부지를 알려주십시오. 저희는 사용 가능 및 총 용적, 제안된 형상에 대한 사용 가능 비율, 체류 시간, 셸 베이스에서의 정수두 및 유닛 수를 보여주는 용량 계획을 작성한 후, 직경, 직선 높이, 기초 및 단열을 포함한 사양서를 제공합니다. 단계별 프로젝트의 경우, 공통 헤더에서 두 번째 셸을 어떻게 격리할 것인지 문의하십시오.
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