데이터 센터 및 냉각 시스템을 위한 물 저장 옵션
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데이터 센터 및 냉각 시스템을 위한 물 저장 옵션
데이터 센터 냉각 시스템에는 세 가지 구별되는 물 저장소가 있습니다 - 칠러를 부하로부터 분리하는 냉수 버퍼 탱크, 냉각을 오프피크로 전환하는 열에너지 저장(TES) 탱크, 그리고 증발, 드리프트, 블로다운 및 역세척을 보충하는 냉각탑 보급수 탱크입니다. 각각은 GFS, 융착 에폭시 또는 스테인리스 재질의 상압 또는 가압 볼트/용접 탱크이며, 음용수 인접 시 NSF/ANSI 61을 적용합니다; 선택은 관습이 아닌 루프 압력과 유체에 따릅니다.
냉각은 데이터 센터 용수의 대부분이 사용되는 곳이지만, 저장 옵션이 명확하게 정리되는 경우는 드뭅니다. 이 글은 냉각 시스템 자체, 즉 버퍼, TES, 보충 탱크와 실제로 무엇이 건설되는지를 결정하는 재료 및 압력 선택에 초점을 맞춥니다. 이는 일반적인 탱크 카탈로그가 아니라 부하 조건에 따른 옵션 정리가 필요한 냉각 엔지니어와 HVAC 설계자를 위한 것입니다.
냉각 시스템 용수 맵
세 가지 저장소, 세 가지 표준, 하나의 통합 설계.
· 타워 및 칠러. 데이터 홀에서 열을 배출하며, 물이 작동 유체입니다.
· 보충 탱크. 손실을 보충하여 루프가 부족해지지 않도록 합니다.
· 버퍼 및 TES. 칠러 주변에 유압 및 열적 여유를 제공합니다.
냉수 버퍼 탱크
· 기능. 부하 변동을 흡수하여 칠러가 더 적은 시동으로 더 오래 운전되도록 하여 압축기를 보호합니다.
· 사이징. 설계 델타-T에서 칠러 3-15분 운전 (rho x cp x delta-T).
· 가압. 가압 장치가 있는 대기압 탱크 또는 루프 압력에 의한 ASME 가압 용기.
열에너지 저장(TES) 탱크
· 기능. 성층화된 냉수에서 온도 차이로 냉방을 저장합니다.
· 에너지 밀도. 8-10°C 변동 시 입방미터당 약 9-12 kWh.
· 성층화. 디퓨저가 온도약층을 보호하며, 가늘고 긴 탱크가 더 잘 성층화됩니다.
냉각탑 보충수 탱크
· 손실 원인. 증발은 10°F 범위당 0.8-1.6%; 드리프트는 0.001-0.005%; 블로다운 = 증발/(사이클-1).
· 여유율. 필터 역세척 및 이송 여유율을 추가하여 실용적인 크기를 설정합니다.
· 품질. 음용수 인접 시 NSF/ANSI 61; 영국에서는 WRAS.
냉각 루프용 자재 및 압력 선택
· GFS 또는 FBE 볼트 체결. 신속한 설치, NSF/ANSI 61 적합, GFS 수명 30-50년.
· 스테인리스. 부식성 또는 위생 루프용; 염화물 노출에 따라 등급 결정.
· 가압식 vs 대기압식. 대기압 이상일 때만 ASME BPVC Section VIII 적용.
· 글리콜 및 단열. 필요 시 동결 방지; 증기 차단재를 사용한 단열은 열 취득과 결로를 제한.
기술 사양
냉각 저장조 | 기능 | 용량 산정 | 표준 |
냉수 버퍼 | 칠러와 부하 분리 | 온도차 기준 칠러 3~15분 운전 | AWWA D103-09; 가압식인 경우 ASME |
TES | 오프피크 냉각 전환 | 8-10°C 변동당 ~9-12 kWh/m3 | AWWA D103-09/D100; 가압 시 ASME |
보충수 | 냉각탑 손실 대체 | 증발+비산+블로다운+역세척 여유 | NSF/ANSI 61 (음용수 인접 시) |
재질 | GFS/FBE/스테인리스 | 유체 및 염화물 기준 | NSF/ANSI 61, EN 1090/CE |
압력 | 대기압 또는 ASME | 루프 압력 기준 | 가압 시 ASME BPVC VIII |
프로젝트 사례 연구
Center Enamel은 100개 이상의 국가에서 소방용수 저장 탱크를 공급해 왔으며, 데이터센터 소방에 적용되는 것과 동일한 볼트 체결식 GFS 기술로 NFPA 22 규격에 따라 제작되었습니다. 아래에 소개된 납품된 소방 프로젝트는 볼트 체결식 탱크 엔지니어링의 실제 참고 사례로 포함되었으며, 본 문서의 냉각 측 옵션은 특정 데이터센터 냉각 설치 사례를 주장하지 않고 동일한 인증 탱크 기술과 공개된 용량 계산을 통해 설명됩니다.
방화수 탱크 프로젝트
프로젝트 위치 | 적용 분야 | 용량 | 탱크 유형 | 수량 x 치수 | 지붕 | 완료 |
중국 | 소방 설비(NFPA 22) | 1,210 m3 | GFS 볼트 조립 탱크 | 2 x Ø7.64 m x 13.2 m | 명시되지 않음 | 2024 |
회사 전문성
센터 에나멜(스자좡 정중과기유한공사)은 2008년에 설립된 볼트 체결 및 용접 저장탱크 제조업체로, 유리 융착 강판(GFS), 융착 에폭시, 스테인리스강, 아연도금강 및 용접 탱크와 알루미늄 지오데식 돔 지붕 및 ASME 압력 용기를 생산합니다. 이 회사의 탱크 제품은 ISO 9001, ISO 45001, NSF/ANSI 61, EN 1090/CE, WRAS 및 FM 인증을 받았으며, 100개 이상의 국가에서 프로젝트에 납품된 실적이 있습니다. 데이터센터 프로그램의 경우, 실질적인 요점은 계약 전에 인증, 참조 프로젝트 및 엔지니어링 지원을 검증하는 것입니다. 가격만이 아니라 역량이 10~15년의 시설 수명을 보호합니다. 동일한 제조업체가 소방용, 보충수 및 냉수 용도는 물론, 설계에서 요구되는 경우 알루미늄 지오데식 돔 지붕과 ASME 압력 용기까지 포괄할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Q: 데이터센터 냉각을 지원하는 수저장 옵션에는 어떤 것이 있나요?
A: 세 가지가 있습니다: 칠러를 부하로부터 분리하는 냉수 버퍼 탱크, 냉각을 오프피크 시간대로 전환하는 열에너지 저장(TES) 탱크, 그리고 증발, 비산, 블로다운 및 역세척을 대체하는 냉각탑 보충수 탱크입니다.
질문: 냉수 버퍼 탱크의 용량은 어떻게 산정하나요?
답변: 일반적으로 설계 온도차에서 칠러가 3~15분간 운전되는 양(밀도 x 비열 x 온도차로 계산한 체적)으로 하며, 부하 변동이 큰 경우에는 더 크게 산정합니다. 이는 저유량 보호 장치가 작동하지 않으면서 과도 상태와 램프 변화를 커버할 수 있습니다.
질문: 데이터센터에서 TES 탱크는 어떤 역할을 하나요?
답변: 성층화된 냉수에서 온도차로 냉열을 저장하여 칠러 부하를 비첨두 시간대로 이동시키고, 더 작은 칠러를 사용할 수 있게 하며, 정전 시 열 비축량을 제공합니다. 8~10°C 온도 변동 기준으로 입방미터당 약 9~12kWh입니다.
질문: 냉각탑에는 보충수가 얼마나 필요한가요?
답변: 증발량은 냉각 범위 10°F당 순환수의 약 0.8~1.6%, 비산량은 유량의 약 0.001~0.005%, 블로다운은 증발량을 (농축 배수 - 1)로 나눈 값에 역세척 및 이송 여유분을 더한 값입니다.
Q: 데이터센터 냉각 탱크에 가장 적합한 재질은 무엇인가요?
A: 대부분의 용도에는 NSF/ANSI 61 인증 GFS 또는 융착 에폭시 볼트 체결 강재가 적합하며, 부식성 또는 위생 루프에는 스테인리스가 적합합니다. 가격이 아닌 유체 및 염화물 노출을 기준으로 선택하세요.
Q: 냉각 탱크에 ASME 인증이 필요한가요?
A: 루프가 대기압 이상으로 가압된 경우에만 필요합니다. 대부분의 버퍼 및 TES 탱크는 대기압식(AWWA)이며, 가압 버퍼 또는 용기는 ASME BPVC Section VIII이 필요합니다.
Q: 냉각 탱크에 글리콜이 필요한 이유는 무엇인가요?
A: 추운 환경이나 부분 부하 조건에서 글리콜 혼합물은 동결을 방지합니다. 탱크와 트림 재질은 유체에 적합해야 하며, 열 획득과 결로를 제한하기 위해 증기 차단재가 있는 단열이 필요합니다.
Q: 데이터센터 냉각 탱크에 NSF/ANSI 61이 필요한가요?
A: 예, 물이 음용수이거나 음용수와 인접한 경우(음용수 시스템과 접촉할 수 있는 냉각탑 보충수)에 해당합니다. 음용수와 접촉하지 않는 폐쇄 루프 공정수는 엄격히 요구되지 않습니다.
냉각 시스템의 물 저장소인 버퍼, TES, 보충수는 각각 다른 기준을 가진 세 가지 다른 역할이며, 재질과 압력 선택은 관습이 아닌 루프를 따릅니다. 이를 명확히 매핑하는 것이 냉각 설계가 어느 한 탱크도 과잉 또는 과소 구축하지 않고 가동 시간과 에너지 목표를 달성할 수 있게 합니다.
냉각 루프 유량, 범위, 사이클 및 압력 등급을 공유해 주시면 각각의 재질과 인증을 포함한 버퍼, TES 및 보충수 탱크 크기를 추천해 드리겠습니다.
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