TES 탱크: 데이터 센터 냉각의 열 저장에 관한 간단 참고 자료
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TES 탱크: 데이터 센터 냉각의 열 저장을 위한 빠른 참조
TES 탱크는 냉각 작업을 새로 만들어내는 것이 아니라 이동시킵니다. 데이터센터 냉각에서 열에너지 저장은 비피크 시간대에 생산한 냉수, 얼음 또는 상변화 물질을 보관하여 피크 시간대에 냉동기가 축소되거나 유휴 상태가 될 수 있도록 합니다. 읽어야 할 세 가지 수치는 킬로와트시 단위의 사용 가능 용량, 이론치 대비 백분율로서의 사용 가능 계수, 설계 부하에서의 자율 운전 시간입니다. 물 탱크는 온도차 1켈빈당 세제곱미터당 약 1.16kWh를 저장하며 일반적으로 70~90퍼센트의 사용 가능률로 설계됩니다. TES는 사이트의 총 전력 소비를 줄이지 않습니다. 그것은 전력을 이동시키고 재구성할 뿐입니다.
열 저장을 처음 접하는 조달 팀은 보통 같은 주에 같은 용어를 접하게 됩니다: TES, SOC, delta T, COP, PUE, N+1. 이러한 각 용어는 냉수 플랜트에서 특정한 의미를 가지며, 정의의 불일치가 저장 프로젝트가 잘못되는 지점입니다. 한쪽은 명판 탱크 용량을 인용하고, 다른 쪽은 공급 가능한 킬로와트시를 인용하며, 계약은 도면은 충족하지만 의무는 충족하지 못하는 탱크로 끝나게 됩니다.
이 참조 시트는 데이터 센터 저장 프로젝트에서 사용되는 실용적인 정의를 다룹니다: 네 가지 TES 경로가 무엇인지, 사양에서 어떤 지표가 중요한지, 어떤 믿음이 사실이 아닌 것으로 밝혀지는지, 그리고 각 약어가 무엇을 의미하는지. 탱크 주문 전에 사용하여 도면상의 TES 탱크와 현장 일정의 TES 탱크가 동일한 용기가 되도록 하십시오.
설계 엔지니어, 시공업체 및 탱크 공급업체 간의 공유 기준으로 사용하십시오.
한눈에 보는 네 가지 TES 경로
현열 냉수 방식이 기준입니다. 물은 냉각되어 단열 탱크에 보관되었다가 플랜트로 반환됩니다. 용량은 `Q = V x rho x cp x dT`를 따르며, 설계 온도 범위는 일반적으로 5-7°C에서 12-14°C로, 약 6K의 델타 T를 제공합니다.
얼음은 잠열에 의해 밀도를 높입니다. 코일에 생성되거나 물 탱크 내부의 수확기에 의해 생성된 얼음은 물 1킬로그램이 얼음으로 변할 때 약 334kJ을 저장하며, 이는 단위 질량당 현열 냉각보다 훨씬 많습니다. 대가는 사이클 간 열 단락과 간접 루프입니다.
PCM은 상전이 온도를 유지합니다. 캡슐화된 염 또는 파라핀이 설정점에서 녹고 얼며, 이를 통해 저장조가 냉수 루프와 다른 온도에 있을 수 있습니다. 열교환기는 항상 경로에 있습니다.
온도약층은 온도 전면을 가진 물입니다. 두 가지 물 온도가 하나의 탱크에 있으며 그 사이에 움직이는 계면이 있고, 뜨거운 환수를 상부로 차가운 공급수를 하부로 펌핑하여 충전합니다. 냉수 경로와 동일한 매체를 사용하며 노즐 배치를 단순화합니다.
경로 | 매체 | 온도 범위 | 간접 루프 | 일반적 용도 |
냉수 | 물 | 5-7 ~ 12-14 degC | 때때로 | 피크 셰이브, 버퍼, 비상 냉각 |
얼음 | 물 속의 얼음 | 약 0°C | 항상 | 공간 제약이 있는 개조 |
PCM | 캡슐화된 염 또는 파라핀 | 상전이점에 의해 설정 | 항상 | 협소 온도 대역 의무 |
수온약층 | 물, 두 개의 층 | 전선에 의한 분할 | 때때로 | 장기 저장, 단일 용기 |
사양서에 포함되어야 할 지표
킬로와트시 단위의 사용 가능 용량. 탱크 용적도, 명판 용량도 아니다. 부하 용량(킬로와트)에 저장 시간(시간)을 곱한 값을 사용 가능 계수로 나누고, 다시 선택한 매체의 체적 밀도로 나누어 산정한다. 8시간 동안 5 MW 규모의 홀은 손실 전에 40 MWh의 인도 가능한 냉기를 필요로 한다.
사용 가능 계수와 그것이 100퍼센트 미만인 이유. 성층 붕괴, 입구에서의 혼합, 열 단락 및 주변 열 누출은 모두 인출 가능 비율을 감소시킨다. 물 방식은 일반적으로 이론값의 70~90퍼센트로 설계되며, 얼음과 상전이 물질(PCM)은 전달 한계를 감안하면 그보다 더 낮아진다.
자율 운전 시간과 실패 사례. 전력망 피크를 위해 구매한 저장 용량은 발전기 기동을 위해 구매한 저장 용량과 다릅니다. 예를 들어 부분 부하에서 4시간의 자율 운전이 가능하다고 명시된 탱크는 전체 등급의 런타임이 보장된 탱크와는 매우 다른 용기입니다.
1. 저장 에너지: 설계 환수 온도에서 공급 가능한 냉방의 메가와트시.
2. 저장 기간: 플랜트가 저장 모드로 운전할 것으로 예상하는 일일 시간.
3. 충전 및 방전 속도: 유입 및 유출 킬로와트로, 노즐 크기, 디퓨저 면적 및 펌프 부하를 결정합니다.
4. 대기 손실: 일일 충전량 손실 비율로, 다음 충전 시 보충됩니다.
5. 가용 계수: 이론 용량 중 실제로 인출 가능한 비율.
일반적인 오해
"TES는 무료 냉기를 저장하여 전기 요금을 줄여줍니다." 그것은 냉기를 생성하지 않습니다. 냉동기는 여전히 모든 킬로와트시를 생산하며, 일부는 주변 온도가 낮은 오프피크 시간에 더 효율적으로 생산됩니다. 절감은 무료 에너지가 아니라 요금 구조와 수요 전력 요금에서 발생합니다.
"탱크가 클수록 항상 좋습니다." 완전히 충전되지 않는 저장은 죽은 무게입니다. 충전 시간과 냉동기 여유 용량이 탱크 크기와 일치해야 하며, 그렇지 않으면 매일 아침 60퍼센트까지 채워지고 60퍼센트만 공급됩니다.
"아이스는 항상 물보다 설치 면적에서 우수합니다." 간접 루프, 기계실 높이, 제상 부하를 계산한 경우에만 해당합니다. 밀도 이득은 실제이지만, 손실 후 전달 용량을 확인해야 합니다.
"탱크는 차갑게 유지하기 위해 전력이 필요합니다." 잘 단열된 용기는 며칠 동안 온도를 유지합니다. 전력이 필요한 것은 순환이지 저장이 아니며, 이는 대기압 물 탱크가 발전기 시동 중에 도움이 되는 이유입니다.
냉각 스케줄의 약어
TES 열에너지 저장; 데이터 센터에서는 비첨두 시간에 생산한 냉기를 탱크에 저장합니다.
SOC 가용 용량 대비 충전 상태의 백분율로, 배터리와 동일한 개념입니다.
dT 또는 델타 T 공급과 반환의 차이를 켈빈 또는 섭씨로 나타낸 값; 수용량의 원동력입니다.
COP 성능 계수, 칠러의 전력 입력 대비 냉방 출력입니다.
PUE 전력 사용 효율, IT 에너지 대비 전체 사이트 에너지입니다.
CHW / CW 냉수 공급과 응축수 루프입니다.
N+1 / 2N 칠러 플랜트의 이중화 구성입니다.
기술 사양
항목 | 값 또는 옵션 |
부하 | 피크 셰이빙, 칠러 축소, 또는 비상 냉방 자율 운전 |
매체 | 냉수, 얼음, PCM, 또는 온도층수 |
공급 / 반환 | 공급 5-7 degC, 반환 12-14 degC를 시작 범위로 |
델타 T | 4-6 K 보수적, 5-7 K 물의 일반적 값 |
밀도 (물) | m3당 K당 약 1.163 kWh, 6 K에서 약 7 kWh/m3 |
가용 계수 | 물의 경우 70-90퍼센트, 얼음 및 PCM의 경우 더 낮음 |
탱크 상태 | 대기압 근처, 또는 압력 경계로 설계된 경우 낮은 게이지 압력 |
단열 | 표면 온도를 이슬점 이상으로 유지하도록 설계된 미네랄 울 |
가용성 확인 | 전체 사이클에 걸쳐 플랜트 경계에서 측정된 용량 |
프로젝트 사례
현장 | 값 |
프로젝트 | 나미비아 식수 저장 (P-A) |
제품 | 01 유리 융착 강판 탱크 |
용량 | 총 44,900 m3 |
치수 | 탱크 4기, 직경 41.26m, 높이 8.4m |
완료 | 2022년 9월 |
물 및 폐수 분야에서 당사가 납품한 참조 프로젝트에는 이 음용수 범위가 포함되어 있지만, 데이터센터 TES 범위는 동일한 기준에 따라 설계됩니다. 직경 41.26m의 볼트 체결식 탱크 4기는 대형 상압 수조가 어떻게 패널화되어 운송되고 현장에서 조립되는지에 대한 참조 사례이며, 이는 TES 탱크가 쉘과 코팅에 사용하는 것과 동일한 시공 기준입니다.
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.
하드웨어에 매핑된 용어
· TES는 포괄적인 용어이며, 데이터센터의 경우 유용한 구분은 마케팅 명칭이 아니라 저장 매체와 압력 등급에 따른 구분입니다. 쉘 요구사항은 이러한 구분을 따릅니다.
· 프로젝트 초기에 확정할 가치가 있는 정의: 사용 가능 용량(혼합 구역 및 사구역 이후), 상시 손실, 충전/방전 속도, 압력 등급(상압 대 가압 경계).
· 대량 물 저장을 위한 당사의 대기압 볼트 체결 쉘은 탱크당 최대 60,000m³까지 공급되며, 실제로 이러한 정의 대부분의 물리적 대응물입니다.
자주 묻는 질문
Q1: TES 탱크가 PUE를 줄이나요?
A1: 직접적으로는 아닙니다. 야간의 낮은 응축 온도와 설계점에서의 긴 칠러 운전 시간은 기계 효율을 향상시킬 수 있으며, 주요 이점은 에너지 비용 측면에 있습니다. PUE 향상을 주장하기 전에 탱크 손실 변화에 대한 기계 COP 변화를 계산하십시오.
Q2: 냉수 탱크의 합리적인 델타 T는 얼마입니까?
A2: 6~12°C 밴드에는 5~7켈빈이 일반적이며, 성층 손실이 클 것으로 예상될 때는 4~6이 보수적인 선택입니다. 밴드가 넓을수록 동일한 저장 킬로와트시에 대해 필요한 용량이 줄어듭니다.
Q3: 데이터 센터 제어 화면에서 충전 상태는 어떻게 표시됩니까?
A3: 측정된 공급 및 반환 온도, 저장 용량 및 사용 가능 계수로부터 사용 가능 용량의 백분율로 표시됩니다. 상한 및 하한을 설정하여 플랜트가 탱크가 보유한 것보다 더 많은 냉기를 약속하지 않도록 하십시오.
Q4: TES 탱크가 압력 용기여야 합니까?
A4: 아니요, 일반적으로 그렇지 않습니다. 거의 대기압에 가까운 물 탱크는 압력 경계 외부에 있으므로 적용 가능한 코드와 설계는 프로젝트 사양 및 계약에 명시된 것입니다. 가압 설계는 용기, 그 개구부 및 검사 체계를 다른 범위로 이동시킵니다.
Q5: 하나의 탱크가 버퍼와 저장 역할을 모두 할 수 있습니까?
A5: 예. 칠러 트립 및 펌프 과도 현상을 위한 단기 버퍼와 장기 저장은 노즐 및 디퓨저 배치가 이를 지원하고 운영자가 결합된 충전 상태를 이해한다면 하나의 용기로 공유할 수 있습니다.
Q6: 사용 가능 용량이 이론적 수치보다 낮은 이유는 무엇입니까?
A6: 성층화, 입구에서의 혼합, 주변 열 누출 및 출구 온도 밴드로 인해 인출할 수 있는 양이 감소합니다. 설계자들은 물에 대해 70~90%를 적용하고 플랜트 경계에서 결과를 측정합니다.
Q7: 인수 시험은 무엇을 측정해야 합니까?
A7: 완전한 충전 및 방전 주기 동안 플랜트 경계에서의 인도 가능한 킬로와트시, 그리고 충전 시간, 대기 손실 및 설계 방전율에서 도달한 출구 온도입니다. 입방미터만 명시한 TES 탱크 계약은 나중에 인수 시험을 논쟁으로 남겨둡니다.
저장 프로젝트를 도면 세트가 되기 전에 정의 세트로 읽으십시오. 네 가지 경로가 존재하고, 다섯 가지 지표가 중요하며, 약어는 발주처, 설계자, 공급업체 모두에게 같은 의미여야 합니다. TES 탱크는 데이터 센터가 전력을 덜 쓰게 만드는 것이 아니라, 그 전력을 더 저렴한 시간대로 옮기고, 냉동기 플랜트를 축소하며, 플랜트가 정전을 견딜 수 있는 기회를 제공합니다. 정의를 올바르게 세우면 용기 사이징은 따라옵니다.
엔지니어와 상담하십시오
설계 IT 부하, 목표 저장 시간대, 냉동기 공급 및 반환 온도, 사용 가능한 설치 면적을 알려주십시오. 이 참조 자료 뒤에 있는 계산, 즉 저장 킬로와트시, 필요한 세제곱미터, 적용된 가용 계수, 그리고 개략 노즐, 디퓨저 및 단열 사양을 회신해 드립니다. 경로를 비교 중이라면 아이스와 PCM에 대해서도 동일한 계산을 요청하여 비교가 실제 공급 가능 용량을 기준으로 이루어지도록 하십시오.
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