Zbiorniki TES w centrach danych o skali hiperskali: Dobór wielkości na poziomie kampusu
Utworzono Dzisiaj
Zbiorniki TES dla centrów danych w skali hiperskali: dobór wielkości w skali kampusu
W skali kampusu magazynowanie ciepła jest wymiarowane na podstawie zróżnicowanego szczytu kampusu, a nie sumy szczytów poszczególnych hal, ponieważ hale nie osiągają szczytu jednocześnie. Liczba ta jest rozłożona na etapy, pomniejszona o straty na połączeniach międzyobiektowych i może się jeszcze zmniejszyć, jeśli lokalne wytwarzanie lub magazynowanie energii już przeprowadza kampus przez zdarzenie sieciowe, które magazynowanie miało pokryć.
Wprowadzenie
Pojedyncza hala danych wymiarowała swoje magazynowanie energii cieplnej względem własnego obciążenia i na tym poprzestawała. Kampus hiperskalowy nie ma jednego obciążenia — ma dziesiątki hal, których szczyty nie pojawiają się w tym samym momencie, a kwestia magazynowania staje się kwestią kampusu: ile łącznej pojemności potrzebuje kampus, gdzie się ona znajduje i jak jest rozłożona na etapy w miarę rozwoju obiektu. Jednostką analizy nie jest już budynek, lecz kampus.
Co zmienia się w skali kampusu
To, co zmienia się w skali kampusu, to jednostka rozliczeniowa. Dla jednego budynku magazyn ciepła jest wymiarowany na szczyt chłodniczy tego budynku oraz jego okno taryfowe lub okno odporności. Dla kampusu szczyty poszczególnych budynków są wygładzane przez fakt, że nie wszystkie osiągają maksimum jednocześnie, a magazyn obsługuje sygnał kampusu, a nie najgłośniejszy budynek.
Druga zmiana dotyczy infrastruktury między zbiornikami a obciążeniem. W skali hali strata dystrybucyjna to kilka metrów rury; w skali kampusu to pierścień zasilający, energia pomp i system sterowania, który musi równoważyć dziesiątki połączeń, więc efektywna objętość, jaką kampus faktycznie otrzymuje ze zbiornika, jest mniejsza niż nominalna. Myślenie kampusowe wymusza także etapowanie, ponieważ kampus jest budowany etapami, a magazynowanie musi pojawić się wraz z obciążeniem, któremu służy. Ekonomia podąża za etapowaniem: kapitał jest uwalniany w stosunku do obciążenia, które już istnieje, co jest łatwiejsze do sfinansowania niż moce budowane z wyprzedzeniem dla hali, której harmonogram może się opóźnić, więc plan magazynowania i plan budowy to ten sam plan widziany z dwóch stron.
Różnorodność obciążeń między budynkami
Różnorodność obciążeń jest powodem, dla którego liczba dla kampusu jest mniejsza niż suma dla budynków. Jeśli każdy z N budynków ma szczytowe obciążenie chłodnicze P, naiwny szczyt kampusu wynosi N razy P, ale budynki osiągają ten szczyt w różnych warunkach wewnętrznych, ekspozycji na warunki atmosferyczne i harmonogramów IT, więc jednoczesny szczyt wynosi N razy P razy współczynnik różnorodności k, który jest mniejszy niż 1.
Współczynnik różnorodności nie jest zgadywany; jest on pobierany z profili obciążenia hal, albo mierzony na istniejącej fazie, albo modelowany na podstawie planu wdrożenia IT, i zaostrza się w miarę, jak hale stają się bardziej jednorodne, a łagodnieje, gdy się różnią. Magazyn energii obsługujący szczyt kampusu skaluje się zatem wraz z k razy N razy P, a oszczędność w stosunku do naiwnej sumy jest całym argumentem za wymiarowaniem na poziomie kampusu, a nie zakupami hala po hali.
Wymiarowanie zapotrzebowania na magazynowanie energii na kampusie
Zapotrzebowanie na magazynowanie energii na kampusie wynika z zadania, jakie pełni magazyn: obniżenie opłaty za moc, przetrwanie zdarzenia sieciowego lub przesunięcie chłodzenia na generację poza szczytem. Każde zadanie określa wymaganą energię w kWh chłodzenia, która przelicza się na objętość wody poprzez wahnięcie temperatury, w którym pracuje magazyn: Objętość = Energia / (rho x cp x delta-T), gdzie rho to gęstość wody, cp to jej ciepło właściwe, a delta-T to różnica temperatur między ładowaniem a rozładowaniem.
W skali kampusu energia to zdywersyfikowany szczyt kampusu pomnożony przez czas trwania, a nie suma energii poszczególnych hal. Następnie stosuje się współczynnik różnorodności i odejmuje objętość utraconą na połączenia międzysystemowe i dystrybucję, co daje objętość zainstalowaną, którą kampus musi posiadać. Obliczenie opiera się na tej samej fizyce co w przypadku pojedynczej hali, ale dane wejściowe są agregatami kampusu, a wrażliwość na współczynnik różnorodności to liczba, którą zespół finansowy powinien zobaczyć jako pierwszą.
Etapowanie i fazowanie zbiorników
Zbiorniki są etapowane, ponieważ kampus jest etapowany. Pierwsza faza hal wymaga pierwszego bloku magazynowego o rozmiarze dostosowanym do zróżnicowanego obciążenia tej fazy, a późniejsze fazy dodają bloki w miarę pojawiania się ich własnych obciążeń, zamiast kupowania pełnej docelowej pojemności w pierwszym dniu i patrzenia, jak częściowo stoi pusta, podczas gdy kapitał nie przynosi żadnych zysków.
Etapowanie zmniejsza również ryzyko szacowania. Współczynnik różnorodności dla pierwszej fazy można zmierzyć, a późniejsze bloki dostroić do zaobserwowanej wartości zamiast do modelowanej, dzięki czemu każde dodanie koryguje poprzednie. Kompromis polega na tym, że etapowane zbiorniki wymagają zdolności przesyłowej dla przyszłych bloków, więc magistrala pierścieniowa i wysokości podnoszenia pomp są wymiarowane na stan docelowy, nawet gdy instalowane są tylko pierwsze zbiorniki, w przeciwnym razie późniejsze podłączenie staje się modernizacją.
Straty na połączeniach i w dystrybucji
Straty na połączeniach i dystrybucji to różnica między danymi znamionowymi zbiornika a chłodzeniem, które otrzymuje kampus. Pompowanie wody ze zbiornika do odległych hal kosztuje energię, która objawia się wzrostem temperatury lub spadkiem ciśnienia, a pierścień rurociągów traci ciepło do otoczenia, więc część zmagazynowanego chłodu nigdy nie dociera do wężownicy.
Wpływ na dobór wielkości jest dwojaki: dodajesz margines do objętości kampusu, aby pokryć straty, i możesz zdecydować się na umieszczenie magazynu bliżej obsługiwanych hal, a nie w jednej centralnej farmie, wymieniając ziemię i roboty budowlane na niższe straty dystrybucji. Straty dystrybucji szacuje się na podstawie długości pierścienia, przepływu i standardu izolacji, i stanowią one wiersz w obliczeniach kampusu, a nie przypis, ponieważ na odległościach kampusu nie są już pomijalne.
Ograniczenia terenu: powierzchnia zabudowy, dostęp i logistyka
Ograniczenia terenu decydują o układzie w takim samym stopniu jak energia. Centralna farma magazynowania wymaga powierzchni i nośności podłogi lub płyty dla pełnych, wypełnionych wodą zbiorników, a także dostępu dźwigu i ciężarówek do dostaw i późniejszych bloków. Układ rozproszony wymaga tych samych rzeczy w kilku mniejszych lokalizacjach oraz połączenia między nimi.
Logistyka to część, która zaskakuje planistów kampusu po raz pierwszy: kilka dużych zbiorników przyjeżdża na niewielu ciężkich podnośnikach, podczas gdy wiele małych mnoży dostawy i zamknięcia dróg. Ślad na jednostkę zmagazynowanej energii jest zwykle lepszy dla dużych zbiorników, ale teren może nie mieć jednej czystej platformy, więc ograniczeniem staje się to, która konfiguracja pasuje do ziemi, którą kampus faktycznie ma, a nie która jest teoretycznie najbardziej wydajna.
Kiedy generacja na miejscu zmienia odpowiedź
Generacja na miejscu zmienia odpowiedź, gdy magazyn został zwymiarowany tak, aby przetrwać zdarzenie sieciowe, które generacja na miejscu już pokrywa. Jeśli kampus ma wystarczająco dużo generacji za licznikiem lub baterii, aby przenieść obciążenie chłodnicze przez awarię lub skok cen, magazyn cieplny zwymiarowany na to samo zdarzenie jest częściowo zbędny.
Decyzja nie polega na usunięciu magazynu, lecz na jego realokacji. Magazyn, który służył odporności, może się zmniejszyć, podczas gdy magazyn, który służy zarządzaniu opłatami za moc na innym sygnale, rośnie, więc całkowity wolumen kampusu przesuwa się, a nie znika. Próg to punkt, w którym zasób na miejscu pokrywa obowiązek magazynu przez większą część roku niż robi to magazyn ekonomicznie, i jest to porównanie dyspozytorskie, a nie reguła kciuka.
Prezentowanie przypadku kampusu
Prezentowanie przypadku kampusu oznacza pokazanie zespołowi finansowemu liczby i wrażliwości za nią. Podstawowy wykres to zdywersyfikowany szczyt kampusu w porównaniu z naiwną sumą hal, z czynnikiem dywersyfikacji jako dźwignią, a następnie etapowy plan wolumenu, rezerwa na straty dystrybucji i kompensacja generacji na miejscu.
Sprawa wygrywa, gdy zostanie przedstawiona jako obrona oparta na obliczeniach, a nie jako twierdzenie o pojemności: podaj obciążenie, delta-T, współczynnik różnorodności i jego źródło, rezerwę na straty oraz etapowanie, i pokaż, jak zmienia się wolumen, jeśli zmieni się którykolwiek z parametrów wejściowych. To jest dokument, który recenzent może zatwierdzić, a audytor może ponownie przejrzeć, i to właśnie zamienia intuicję kampusową w liczbę kapitałową.
Arkusz wymiarowania kampusu: dane wejściowe, podstawa, wpływ na wolumen
Dane wejściowe | Podstawa | Wpływ na wolumen |
Szczytowe obciążenie hali P | Modelowane lub zmierzone dla każdej hali | Skaluje sumę |
Liczba hal N | Plan wdrożenia kampusu | Skaluje sumę |
Współczynnik różnorodności k | Z profili obciążenia hali | Zmniejsza szczyt poniżej N x P |
Czas trwania | Definicja obowiązku | Mnoży energię |
Delta-T | Ładowanie i rozładowywanie magazynu | Odwrotność objętości |
Strata dystrybucji | Długość pierścienia, przepływ, izolacja | Dodaje margines |
Kompensacja na miejscu | Generacja pokrywa obciążenie | Realokuje objętość |
Kryteria decyzji o etapowaniu: pytanie, wyzwalacz, działanie
Pytanie | Wyzwalacz | Działanie |
Dopasowanie faz | Hale budowane etapami | Etapuj pojemność wraz z obciążeniem |
Różnorodność znana | Pierwsza faza zmierzona | Dostrój późniejsze bloki |
Pojedyncza platforma | Istnieje jedna wyraźna lokalizacja | Centralne duże zbiorniki |
Rozproszone | Brak jednej platformy | Kilka mniejszych lokalizacji |
Gen pokrywa obowiązek | Zasób na miejscu obecny | Odporność na skurcz magazynowania |
Wysokie straty | Długi pierścień główny | Zlokalizuj bliżej hali |
Odniesienie do projektu
W bibliotece nie ma zweryfikowanego zapisu projektu odpowiadającego temu tematowi w skali kampusu. Zamiast przedstawiać wymyślony przypadek, ten artykuł opiera się na analizie technicznej, ramowym schemacie wyboru i arkuszu wymiarowania kampusu zamieszczonym poniżej, aby wesprzeć decyzję dotyczącą magazynowania.
O Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.) projektuje i wytwarza zbiorniki magazynowe ze stali skręcanej, zbiorniki ze stali spawanej, zbiorniki z powłoką epoksydową nakładaną metodą termiczną, zbiorniki ocynkowane, naczynia ze stali nierdzewnej, zbiorniki ciśnieniowe, aluminiowe dachy kopułowe geodezyjne oraz dachy pływające. Firma ma ponad 30 lat doświadczenia produkcyjnego i dostarczyła urządzenia do projektów w ponad 100 krajach. Aluminiowe dachy kopułowe geodezyjne są projektowane i wytwarzane zgodnie z API 650 Dodatek G, AWWA D108, Aluminum Design Manual, ASCE 7 i IBC, a firma opracowała i wyeksportowała aluminiowy dach kopułowy o średnicy 72 m w 2023 roku. Inżynieria, wytwarzanie, powłoki, kontrola jakości i serwis na miejscu są realizowane jako jeden zakres, dzięki czemu rysunki, podstawa obliczeń i dostarczone elementy mogą być wzajemnie ze sobą zgodne.
Najczęściej zadawane pytania
Czym różni się dobór TES w skali hiperskalowej?
Jest on dobierany na podstawie zdywersyfikowanego szczytu kampusu, a nie sumy szczytów poszczególnych hal, ponieważ hale nie osiągają jednocześnie maksymalnego obciążenia. Do zagregowanego obciążenia hal stosuje się współczynnik różnorodności, przekształca wynikową energię w objętość wody poprzez wahanie temperatury magazynowania, a następnie uwzględnia straty na połączeniach i dystrybucji. Jednostką analizy jest sygnał kampusu, więc magazyn obsługuje wygładzony szczyt, który faktycznie widzi cała lokalizacja.
Ile magazynu potrzebuje kampus hiperskalowy?
Nie ma jednej konkretnej liczby; jest to zróżnicowane szczytowe obciążenie chłodnicze kampusu pomnożone przez wymagany czas trwania, przeliczone na objętość według wzoru Objętość = Energia / (rho x cp x delta-T). W skali kampusu energia uwzględnia współczynnik różnorodności między halami, a nie sumę dla hal, a zainstalowana objętość obejmuje dodatkowy zapas na straty związane z połączeniami i dystrybucją. Liczba ta zależy od obciążenia, wahań temperatury oraz zaobserwowanej lub modelowanej różnorodności, dlatego jest obliczana dla każdego kampusu indywidualnie, a nie podawana z góry.
Czy zbiorniki powinny być instalowane etapami?
Tak, i z dwóch powodów: kampus jest budowany etapami, więc magazyn energii powinien pojawiać się wraz z obciążeniem, któremu służy, a etapowanie pozwala zmierzyć współczynnik różnorodności w pierwszym etapie i dostroić późniejsze bloki do zaobserwowanej wartości. Kup pierwszy blok dla zróżnicowanego obciążenia pierwszego etapu i dodawaj bloki w miarę uruchamiania kolejnych hal. Międzypołączenia i pompy są wymiarowane na stan docelowy, nawet gdy zainstalowane są tylko pierwsze zbiorniki.
Jak straty na międzypołączeniach wpływają na magazyn energii kampusu?
Straty na połączeniach i dystrybucji zmniejszają efektywną objętość, którą otrzymuje kampus: pompowanie kosztuje energię, która objawia się jako strata temperatury lub ciśnienia, a magistrala pierścieniowa traci ciepło do otoczenia. Dodajesz margines do objętości kampusu, aby to pokryć, i możesz umieścić magazyn bliżej obsługiwanych przez niego hal, aby zmniejszyć straty kosztem bardziej rozproszonych robót infrastrukturalnych. Stratę szacuje się na podstawie długości pierścienia, przepływu i izolacji; stanowi ona pozycję w obliczeniach kampusu i nie jest pomijalna na odległościach kampusu.
Jakiej powierzchni wymaga magazynowanie energii w skali kampusu?
Wymagana powierzchnia zależy od tego, czy magazynowanie jest scentralizowane, czy rozproszone. Centralna farma wymaga utwardzonego placu i płyty lub nośności stropu dla pełnych, wypełnionych wodą zbiorników, a także dostępu dźwigu i ciężarówek; magazynowanie rozproszone wymaga tego samego w kilku mniejszych lokalizacjach oraz przyłącza. Duże zbiorniki zwykle zapewniają lepszą powierzchnię na jednostkę zmagazynowanej energii, ale wymagają jednego wyraźnego placu, podczas gdy wiele małych zbiorników mnoży dostawy. O układzie decyduje faktycznie dostępny teren kampusu, a nie teoretyczna wydajność.
Kiedy wytwarzanie na miejscu czyni magazynowanie zbędnym?
Generacja na miejscu sprawia, że magazynowanie staje się zbędne, gdy magazyn został zwymiarowany tak, aby przetrwać zdarzenie sieciowe, które zasób na miejscu już pokrywa. Jeśli generacja za licznikiem lub bateria utrzymuje obciążenie chłodnicze przez przerwę w dostawie lub skok cen, magazynowanie ciepła dla tego samego zdarzenia jest częściowo zbędne. Kampus następnie realokuje wolumen zamiast go usuwać, zmniejszając magazynowanie na potrzeby odporności i zwiększając magazynowanie na potrzeby opłat za moc szczytową, co jest ustalane na podstawie porównania dyspozycji przy progu, gdzie zasób na miejscu pokrywa zapotrzebowanie przez większą część roku.
Jak przedstawić uzasadnienie magazynowania dla kampusu?
Przedstaw to jako obronione obliczenie: zróżnicowany szczyt kampusu w porównaniu z naiwną sumą hal z współczynnikiem różnorodności jako dźwignią, etapowy plan objętości, dodatek na straty dystrybucji i kompensację generacji na miejscu. Podaj obciążenie, delta-T, współczynnik różnorodności i jego źródło, dodatek na straty i etapowanie oraz pokaż, jak zmienia się objętość, jeśli zmieni się którykolwiek parametr wejściowy. Recenzent może to zatwierdzić, a audytor może do tego wrócić, co zamienia intuicję kampusu w liczbę kapitałową.
W skali kampusu liczba dotycząca magazynowania ciepła jest wartością zagregowaną, a nie wielokrotnością. Zdywersyfikowany szczyt kampusu, ujęty poprzez wahania temperatury magazynu i skorygowany o straty na połączeniach i dystrybucji, daje objętość, którą obiekt musi posiadać, a etapowanie tej objętości zgodnie z fazami budowy pozwala kapitałowi pracować zamiast pozostawać bezczynnym. Sprawa kampusu jest wygrywana poprzez pokazanie wrażliwości, a nie twierdzenie o pojemności: współczynnik różnorodności i jego źródło, rezerwa na straty, etapowanie oraz kompensacja przez wytwarzanie na miejscu. Tam, gdzie wytwarzanie za licznikiem już pokrywa zadanie magazynowania, objętość jest realokowana, a nie zanika. Prześlij nam profile obciążenia hali, zadanie i ograniczenia terenu, a zwrócimy obliczenie magazynowania dla kampusu z wyraźnie określonym etapowaniem i rezerwą na straty.
Porozmawiaj z naszym zespołem inżynierskim
Prześlij obciążenie, podstawę objętości, obowiązujący kodeks i ograniczenia terenu, a nasz zespół inżynierski wróci ze specyfikacją, którą dostawca może wycenić, a recenzent zatwierdzić. Powiemy ci również wprost, kiedy inny typ zbiornika lub inny zakres jest lepszą odpowiedzią.
WhatsApp