Zarządzanie wodami opadowymi dla centrów danych: retencja, zbieranie i powiązanie z ponownym wykorzystaniem
Utworzono Dzisiaj
Zarządzanie wodami opadowymi w centrach danych: retencja, zbieranie i powiązanie z ponownym wykorzystaniem
Zarządzaj wodami opadowymi zarówno jako obowiązkiem zrzutu, jak i źródłem zaopatrzenia: dobierz retencję do dopuszczalnego tempa odprowadzania spływu z terenu, następnie uzdatnij zatrzymaną wodę i skieruj ją do uzupełniania obiegu chłodzenia jako strumień do ponownego wykorzystania. Zbieraj spływ z dachów i utwardzonych powierzchni oddzielnie, dostosuj uzdatnianie do wymaganego standardu i dobierz objętości retencji i zbierania łącznie, aby jednocześnie spełnić bilans wodny i limit zrzutu.
Wprowadzenie
Teren centrum danych to głównie twarde nawierzchnie: budynki, place postojowe, drogi dojazdowe i często duży dach, a każde opady deszczu zamieniają tę powierzchnię w spływ, który musi gdzieś trafić. Konwencjonalnym rozwiązaniem jest retencja — zbiornik lub basen, który zatrzymuje szczyt i uwalnia go powoli, aby system odpływowy nie został przeciążony. Dla operatora dbającego o wodę to tylko połowa historii, ponieważ ten sam spływ jest również źródłem zaopatrzenia.
W tym artykule wody opadowe są traktowane zarówno jako problem zrzutu, jak i zasób. Omówiono w nim spływ generowany przez teren, sposób wymiarowania retencji do określonego natężenia zrzutu, powiązanie z ponownym wykorzystaniem, które kieruje zatrzymaną wodę do uzupełniania obiegu chłodzenia, barierę jakościową przed ponownym wykorzystaniem, zbieranie wody z dachu i twardych nawierzchni, uzdatnianie potrzebne dla zebranej wody, miejsce wód opadowych w bilansie wodnym terenu oraz sposób wspólnego wymiarowania objętości retencji i zbierania, a nie jako odrębnych zadań.
Spływ na terenie centrum danych
Spływ powierzchniowy jest determinowany przez obszar zlewni, intensywność opadów oraz współczynnik spływu każdej powierzchni, a na terenie centrum danych dominują powierzchnie o niskiej absorpcji. Metoda racjonalna podaje szczytowe natężenie przepływu jako iloczyn obszaru zlewni, współczynnika spływu i projektowej intensywności opadów, podzielony przez stałą jednostkową, a objętość stanowi całkę tego natężenia w czasie trwania burzy. Dach, powierzchnia utwardzona i teren zielony mają każdy inny współczynnik, więc teren jest sumowany powierzchnia po powierzchni.
Pierwszą liczbą, jakiej potrzebuje projekt, jest całkowita powierzchnia nieprzepuszczalna, ponieważ określa ona zarówno szczytowe obciążenie, które musi przyjąć system odprowadzający, jak i objętość dostępną do retencji. Duży dach to czysta zlewnia o wysokim współczynniku i, co istotne, niskim zanieczyszczeniu kontaktowym z gruntem, podczas gdy drogi dojazdowe i place manewrowe niosą większy ładunek osadów. Zmapowanie współczynników stanowi podstawę każdej późniejszej decyzji wymiarowej, a także podstawę planu zbierania wody, ponieważ nie cały spływ jest równie wart przechwytywania.
Wymiarowanie retencji i szybkość odpływu
Retencja istnieje, aby spłaszczyć szczyt. Regulator lub system odbiorczy dopuszcza szybkość odpływu, często wyrażaną jako ułamek szczytu sprzed zagospodarowania, a objętość retencji to pojemność potrzebna do zatrzymania nadmiaru między hydrogramem dopływu burzowego a dopuszczalną szybkością odpływu. Im większa działka i im bardziej restrykcyjna szybkość odpływu, tym większe wymagania retencyjne, a obliczenie polega na trasowaniu dopływu względem odpływu, a nie na pojedynczym wzorze na objętość.
Struktura retencyjna może być niecką lub zbiornikiem; dla centrum danych, gdzie liczą się teren i bezpieczeństwo, zbiornik pasuje do ograniczonych lub ustrukturyzowanych działek. Należy dobrać jego rozmiar do uzgodnionego lokalnie deszczu projektowego, zazwyczaj o określonym okresie powtarzalności, i potwierdzić, że urządzenie odpływowe — kryza lub przelew — jest ustawione na dopuszczalne natężenie. Zbyt mała retencja powoduje przelewanie się lub cofanie; zbyt duża retencja marnuje teren i kapitał. Natężenie odpływu jest ograniczeniem, które ustala objętość, więc jest to pierwszy parametr, który projekt musi ustalić.
Powiązanie z ponownym wykorzystaniem: od retencji do uzupełniania wody chłodzącej
Link ponownego wykorzystania to krok, który zamienia koszt utylizacji w źródło zaopatrzenia. Zamiast odprowadzać całą zatrzymaną wodę w dół rzeki, część jest pobierana, uzdatniana i kierowana do uzupełniania wody chłodzącej, zastępując wodę z sieci miejskiej, którą wieże chłodnicze w przeciwnym razie by zużywały. Link jest fizycznie pompą i rurą od objętości retencyjnej do ciągu uzdatniania, a następnie do kolektora uzupełniania, z sterowaniem ustawionym tak, aby ponowne wykorzystanie nie naruszało zgodności z limitem zrzutu.
Wartość jest dwojaka: zakład zmniejsza pobór z obciążonej sieci wodociągowej i zmniejsza objętość, którą musi odprowadzić, w granicach limitu zrzutu. Ograniczeniem jest to, że ponowne wykorzystanie nie może przekroczyć tego, co może przyjąć obciążenie chłodnicze, a retencja musi nadal spełniać obowiązek zrzutu po poborze. Link jest więc zaprojektowany jako ścieżka równoległa, a nie zamiennik trasy zrzutu, a sterowanie utrzymuje oba obowiązki oddzielnie, aby żaden nie zawiódł, gdy drugi jest aktywny.
Jakość wody przed ponownym użyciem
Woda, którą można bezpiecznie odprowadzić, niekoniecznie nadaje się do ponownego użycia, ponieważ obieg chłodzenia ma własne limity chemiczne. Zatrzymana woda opadowa zawiera osady, zanieczyszczenia, składniki odżywcze pochodzące ze źródeł atmosferycznych i krajobrazowych oraz sporadyczne węglowodory z utwardzonych powierzchni, a te składniki zmieniają równowagę kamienia i równowagę biologiczną obiegu, jeśli dostaną się do niego bez oczyszczenia. Kontrola jakości przed ponownym użyciem jest tym, co chroni program uzdatniania w dalszej części procesu.
Brama to zestaw parametrów – zawiesiny, węglowodory, składniki odżywcze i liczba mikroorganizmów – mierzonych na wylocie zbiornika retencyjnego i porównywanych ze specyfikacją wody uzupełniającej do układu chłodzenia. Jeśli zatrzymana woda spełnia te wymagania, trafia do oczyszczania; jeśli nie, jest odprowadzana w granicach dopuszczalnego zrzutu, zamiast być wtłaczana do ponownego wykorzystania. Istotą jest to, że ponowne wykorzystanie jest uzależnione od jakości, a ta logika warunkowa sprawia, że ogniwo ponownego wykorzystania nie staje się obciążeniem dla jakości wody. Wytyczne ASSP 3 dotyczące uzdatniania wody w układach chłodzenia określają parametry, które mają znaczenie.
Zbieranie z dachu i utwardzonych powierzchni
Zbieranie wody deszczowej to celowe przechwytywanie spływu do wykorzystania, a nie przypadkowy pobór z retencji, i oba te obszary zlewni są traktowane odmiennie. Spływ z dachów jest czystszym strumieniem: ma wysoki współczynnik spływu, niski kontakt z gruntem, a w centrum danych dużą powierzchnię, więc jest pierwszym celem zbierania. Spływ z utwardzonych powierzchni i dróg dojazdowych niesie większe zanieczyszczenie i jest zbierany tylko tam, gdzie ciąg technologiczny uzdatniania może go obsłużyć.
System zbioru wody deszczowej to sieć odprowadzająca wodę do zbiornika magazynującego, którego pojemność dobiera się do wydajności zlewni, a sam zbiornik jest standardowym zbiornikiem do przechowywania wody określonym dla napływającej jakości. Różnica w stosunku do retencji tkwi w celu: retencja zatrzymuje szczytowy odpływ w celu jego późniejszego uwolnienia, a zbiórka zatrzymuje objętość w celu wykorzystania, przy czym na działce można połączyć oba rozwiązania, gdy zatrzymana objętość służy jednocześnie jako magazyn wody do wykorzystania. Wybór projektowy polega na tym, czy utrzymywać strumienie oddzielnie — dla czystszej wody z dachu — czy je łączyć — dla prostoty — a o odpowiedzi decyduje sposób uzdatniania.
Wymagania dotyczące uzdatniania
Woda zbierana i retencjonowana wymagają uzdatnienia przed wykorzystaniem do chłodzenia, a poziom uzdatniania zależy od źródła i tolerancji obiegu. Podstawą jest cedzenie i sedymentacja w celu usunięcia grubych ciał stałych i osadu, a następnie filtracja w celu usunięcia zawiesin oraz etap dezynfekcji, zazwyczaj z użyciem biocydu utleniającego, w celu kontroli obciążenia mikrobiologicznego, które sprzyja woda stojąca. Usuwanie składników odżywczych i węglowodorów dodaje się tam, gdzie wymaga tego obciążenie zlewni.
Zestaw urządzeń do uzdatniania jest określany przez specyfikację wody uzupełniającej z programu wody chłodzącej, a nie przez ogólny standard, ponieważ to, co toleruje obieg, definiuje barierę. Ramy EPA dotyczące wód opadowych obejmują kontrolę po stronie zrzutu, podczas gdy strona ponownego wykorzystania jest regulowana przez standard uzdatniania systemu chłodzenia. Dobierz zestaw urządzeń do przechwytywanego przepływu, a nie do szczytu burzowego, ponieważ ponowne wykorzystanie to stały pobór, i potwierdź, że uzdatniona woda spełnia limit wody uzupełniającej, zanim trafi do zbiornika zasilającego zakład.
Interakcja z bilansem wodnym zakładu
Woda opadowa nie funkcjonuje w bilansie wodnym w izolacji; oddziałuje z wodą uzupełniającą do chłodzenia, ewentualnym zasilaniem z odzysku oraz poborem z sieci miejskiej. Bilans wodny zakładu sumuje wszystkie dopływy — z sieci miejskiej, z odzysku, ze zbioru i z retencji — wobec wszystkich odpływów — parowania, zrzutu z układu chłodzenia i zrzutu ścieków — a udział wody opadowej jest zmienną zależną od opadów. W okresie mokrym może zastąpić znaczną część uzupełnienia z sieci; w okresie suchym wnosi niewiele.
Interakcja ma znaczenie z dwóch powodów. Po pierwsze, link ponownego wykorzystania pomaga tylko wtedy, gdy istnieje przepływ burzowy do przechwycenia, więc jego wartość jest sezonowa i nie należy jej liczyć jako stałego zaopatrzenia w projekcie dla pory suchej. Po drugie, obowiązek uwolnienia retencyjnego nadal obowiązuje nawet przy aktywnym ponownym wykorzystaniu, więc ścieżka zrzutu jest zawsze wymiarowana niezależnie. Bilans jest dokumentem, który zapobiega podwójnemu liczeniu i to w nim rzeczywisty, zależny od pogody wkład wód opadowych jest pokazywany uczciwie, a nie zakładany.
Wymiarowanie objętości retencji i zbioru wody opadowej
Obie objętości są wymiarowane łącznie, a nie sekwencyjnie. Zacznij od objętości retencyjnej wynikającej ze współczynnika odpływu i deszczu projektowego, ponieważ zgodność z przepisami jest niepodlegająca negocjacjom. Następnie zdecyduj, jaka część zatrzymanej lub zebranej objętości jest również przechowywana do ponownego wykorzystania, ograniczona zapotrzebowaniem na uzupełnienie wody chłodzącej i wydajnością uzdatniania. Zbiornik łączony może służyć obu celom, gdy obowiązek odprowadzania jest spełniony po poborze do ponownego wykorzystania, a zbiorniki oddzielne stosuje się, gdy obowiązki są sprzeczne.
Objętość zbieranej wody jest określana przez wydajność zlewni w odniesieniu do sezonowości opadów i zapotrzebowania na ponowne wykorzystanie, więc często jest mniejsza niż objętość retencyjna i wymiarowana na średni przechwyt, a nie na szczytowy. Udokumentuj obie wartości względem bilansu wodnego terenu, aby liczby się zgadzały. Rezultatem jest plan gospodarowania wodami opadowymi, który spełnia pozwolenie na zrzut i zapewnia rzeczywiste, uwzględniające pogodę zaopatrzenie w wodę, przy czym objętości retencyjne i zbierane są każdorazowo uzasadnione obliczeniami, a nie regułą praktyczną.
Podstawa wymiarowania odpływu i retencji
Ilość | Definicja | Źródło | Rola |
Powierzchnia zlewni | Suma powierzchni | Inwentaryzacja terenu | Określa objętość |
Współczynnik odpływu | C dla każdej powierzchni | Typ powierzchni | Dach wysoki, teren niski |
Intensywność projektowa | Burza o określonej częstości | Dane lokalne | Szczytowe natężenie |
Szczytowe natężenie Q | C.i.A / k | Metoda racjonalna | Dopływ do retencji |
Wskaźnik odpływu | Dopuszczalny odpływ | Organ | Ustala objętość |
Objętość retencji | Dopływ minus odpływ | Trasowanie | Magazynowanie zgodności |
Trasa ponownego wykorzystania wód opadowych
Etap | Od | Do | Sterowanie |
Przechwytywanie | Dach / powierzchnia utwardzona | Zbiornik zbierający | Sieć zbierająca |
Retencjonować | Spływ powierzchniowy z terenu zakładu | Zbiornik retencyjny | Wylot kryzy / przelewu |
Pobór | Retencja | Ciąg technologiczny | Pompa + brama jakościowa |
Oczyszczanie | Oczyszczanie | Kolektor uzupełniający | Spełnia specyfikację |
Ponowne wykorzystanie | Uzupełnianie | Wieża chłodnicza | Zastępuje wodę z sieci |
O Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.) projektuje i wytwarza zbiorniki magazynowe ze stali skręcanej, zbiorniki ze stali spawanej, zbiorniki z żywicy epoksydowej utwardzanej termicznie, zbiorniki ocynkowane, naczynia ze stali nierdzewnej, zbiorniki ciśnieniowe, aluminiowe dachy kopułowe geodezyjne oraz dachy pływające. Firma posiada 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 montażowe mogą być wzajemnie ze sobą zgodne.
Najczęściej zadawane pytania
Jak dobiera się wymiarowanie retencji wód opadowych dla terenu centrum danych?
Zbiornik retencyjny jest wymiarowany do dopuszczalnego natężenia odpływu, często stanowiącego ułamek szczytowego przepływu sprzed zagospodarowania, poprzez kierowanie dopływu wód opadowych przeciwnie do dozwolonego odpływu; pojemność retencyjna to objętość między nimi, a nie pojedynczy wzór. Ograniczeniem jest natężenie odpływu ustalone przez regulatora lub system odbiornika, stosowane do deszczu projektowego przy uzgodnionym okresie powtarzalności. Zbiornik pasuje do terenów ograniczonych lub wymagających ochrony; odpływ reguluje otwór lub przelew. Zbyt mały – przeleje się, zbyt duży – marnuje teren i kapitał.
Jaki jest związek ponownego wykorzystania między wodą opadową a chłodzeniem?
Ścieżka ponownego wykorzystania pobiera część zatrzymanej wody opadowej, poddaje ją obróbce i dostarcza do uzupełniania obiegu chłodzenia, zastępując wodę komunalną, którą wieże zużywałyby w przeciwnym razie. Fizycznie jest to pompa i rurociąg od objętości retencyjnej do ciągu uzdatniania, a następnie do kolektora uzupełniania, z sterowaniem, które zapobiega naruszeniu zgodności z dopuszczalnym natężeniem odpływu przez ponowne wykorzystanie. Jest to ścieżka równoległa, a nie zamiennik zrzutu, a ponowne wykorzystanie nie może przekraczać ilości, którą obciążenie chłodzenia może przyjąć.
Jaka jakość wody jest wymagana przed ponownym wykorzystaniem wody opadowej?
Zatrzymana woda opadowa musi spełniać specyfikację wody uzupełniającej do chłodzenia przed ponownym użyciem, ponieważ może zawierać osady, zanieczyszczenia, składniki odżywcze i sporadyczne węglowodory, które zaburzają równowagę kamienia i równowagę biologiczną obiegu. Należy zmierzyć zawiesiny, węglowodory, składniki odżywcze i liczbę mikroorganizmów na wylocie zbiornika retencyjnego i porównać z limitem dla wody uzupełniającej. Jeśli woda przejdzie test, należy ją uzdatnić i ponownie wykorzystać; jeśli nie, należy ją odprowadzić w granicach limitu zrzutu. Ponowne użycie jest uzależnione od jakości, a ta logika warunkowa chroni program uzdatniania.
Czy spływ z dachu można zbierać do chłodzenia?
Tak, a spływ z dachu jest najczystszym i najbardziej wydajnym celem zbioru: ma wysoki kontakt spływu, a w centrum danych dużą powierzchnię, więc daje czysty zbiór o dużej objętości. Należy go poprowadzić przez sieć zbierającą do zbiornika magazynującego o pojemności dostosowanej do wydajności zlewni. Spływ z powierzchni utwardzonych i dróg niesie większe obciążenie i jest zbierany tylko tam, gdzie ciąg uzdatniania może go obsłużyć. Oba strumienie można utrzymywać oddzielnie dla czystszej wody dachowej lub połączyć dla uproszczenia, a o sposobie decyduje uzdatnianie.
Jakiego uzdatniania wymaga zebrana woda?
Standardowe postępowanie obejmuje cedzenie i osadzanie w celu usunięcia grubych cząstek stałych i osadów, filtrację w celu usunięcia zawiesin oraz dezynfekcję, zazwyczaj za pomocą utleniającego biocydu, w celu eliminacji ładunku mikrobiologicznego, który sprzyja stojąca woda, z dodatkiem usuwania składników odżywczych i węglowodorów tam, gdzie wymaga tego zlewnia. Układ technologiczny jest określany przez specyfikację wody uzupełniającej do chłodzenia, a nie przez ogólny standard, i wymiarowany pod kątem przechwytywanego przepływu, czyli stałego poboru, a nie szczytu burzowego. Przed wprowadzeniem wody uzdatnionej do zbiornika zakładu należy potwierdzić, że spełnia ona limit dla wody uzupełniającej.
Jak wody opadowe wpływają na bilans wodny zakładu?
Wody opadowe są jednym z dopływów obok źródeł miejskich, odzyskanych i pozyskanych, równoważonym przez parowanie, odmulanie i odpływy, a ich udział jest związany z opadami — duży w okresach mokrych, niewielki w suchych. Wynikają z tego dwie konsekwencje: ogniwa ponownego wykorzystania nie można liczyć jako pewnego zaopatrzenia w porze suchej, a obowiązek zrzutu retencyjnego nadal obowiązuje, gdy ponowne wykorzystanie jest aktywne, więc ścieżka zrzutu jest zawsze wymiarowana niezależnie. Bilans wodny terenu jest tym, co zapobiega podwójnemu liczeniu lub zakładaniu udziału wód opadowych.
Jakie objętości retencji i zbioru są typowe?
Nie istnieje typowa objętość bez danych dotyczących działki; retencja wynika z współczynnika odpływu i deszczu projektowego, a zbiórka z wydajności zlewni w odniesieniu do sezonowości opadów i zapotrzebowania na wodę z odzysku. Objętość retencyjna jest zazwyczaj większa i podyktowana wymogami zgodności; objętość zbiórki jest często wymiarowana na średnie przechwytywanie, a nie szczytowe, i jest ograniczona przez uzupełnianie wody chłodzącej i zdolność uzdatniania. Wymiaruj obie względem bilansu wodnego działki, aby były spójne, i pozwól, by każdą z nich określiło obliczenie, a nie reguła praktyczna.
Wody opadowe na terenie centrum danych są jednocześnie obowiązkiem zrzutu i źródłem zaopatrzenia, a projekt traktujący je tylko jako jedno z tych dwóch pozostawia wartość na stole lub ryzyko w księgach. Retencja zwymiarowana do dopuszczalnego natężenia zrzutu spełnia wymogi regulatora; połączenie ponownego wykorzystania zwymiarowane względem zapotrzebowania chłodniczego zamienia część tej retencjonowanej objętości w źródło uzupełniające; a zbieranie wody z dachu przechwytuje najczystszą i największą zlewnię, jaką ma teren.
Dyscypliną, która spina to w całość, jest bilans wodny zakładu, który utrzymuje zobowiązanie do zrzutu i wkład w ponowne wykorzystanie w uczciwych ryzach oraz zapobiega podwójnemu liczeniu objętości wód opadowych. Prześlij nam obszary zlewni, lokalne tempo odpływu i dane opadowe, a zwrócimy objętości retencji i zbioru wody deszczowej dopasowane do tego samego bilansu, z ciągiem uzdatniania ustawionym na standard uzupełniania wody chłodzącej.
Porozmawiaj z naszym zespołem inżynierskim
Prześlij nam wymagane wydajności, podstawę objętości, obowiązujące przepisy 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 lepszym rozwiązaniem.
WhatsApp