Opcje magazynowania wody dla centrów danych i systemów chłodzenia
Utworzono Dzisiaj
Opcje przechowywania wody dla centrów danych i systemów chłodzenia
System chłodzenia centrum danych obejmuje trzy odrębne zbiorniki wody – zbiornik buforowy wody lodowej, który oddziela agregat chłodniczy od obciążenia, zbiornik magazynowania energii cieplnej (TES), który przesuwa chłodzenie poza godziny szczytu, oraz zbiornik uzupełniający wieży chłodniczej, który uzupełnia ubytki spowodowane parowaniem, znoszeniem, zrzutem i płukaniem. Każdy z nich to atmosferyczny lub ciśnieniowy zbiornik skręcany/spawany w GFS, żywicy epoksydowej z wiązaniem fuzyjnym lub stali nierdzewnej, z certyfikatem NSF/ANSI 61, jeśli sąsiaduje z wodą pitną; wybór zależy od ciśnienia i płynu w obiegu, a nie od przyzwyczajenia.
Chłodzenie odpowiada za większość zużycia wody w centrum danych, jednak opcje magazynowania rzadko są jasno przedstawiane. Ten artykuł skupia się na samym systemie chłodzenia: buforze, TES i zbiorniku uzupełniającym, a także na doborze materiałów i ciśnień, które decydują o tym, co faktycznie zostanie zbudowane. Jest przeznaczony dla inżynierów chłodnictwa i projektantów HVAC, którzy potrzebują przedstawienia opcji w odniesieniu do obciążenia, a nie ogólnego katalogu zbiorników.
Mapa wody w systemie chłodzenia
Trzy magazyny, trzy standardy, jeden skoordynowany projekt.
· Wieże i chillery. Odprowadzają ciepło z hali danych; woda jest czynnikiem roboczym.
· Zbiornik uzupełniający. Uzupełnia straty, aby obieg nigdy nie był zbyt niski.
· Bufor i TES. Zapewniają margines hydrauliczny i termiczny wokół chillerów.
Zbiorniki buforowe wody lodowej
· Funkcja. Pochłania wahania obciążenia, dzięki czemu chiller pracuje dłużej z mniejszą liczbą rozruchów, chroniąc sprężarki.
· Dobór. 3-15 minut pracy agregatu chłodniczego przy projektowej różnicy temperatur (rho x cp x delta-T).
· Ciśnieniowanie. Zbiornik atmosferyczny z jednostką ciśnieniową lub zbiornik ciśnieniowy ASME według ciśnienia w obiegu.
Zbiorniki magazynowania energii cieplnej (TES)
· Funkcja. Magazynuje chłodzenie jako różnicę temperatur w warstwowej wodzie lodowej.
· Gęstość energii. ~9-12 kWh na metr sześcienny przy wahaniu 8-10 st. C.
· Stratyfikacja. Dystrybutory chronią termoklinę; smukłe zbiorniki lepiej się stratyfikują.
Zbiorniki uzupełniające wieży chłodniczej
· Źródła strat. Parowanie 0,8-1,6% na każde 10°F zakresu; znoszenie 0,001-0,005%; zrzut = parowanie/(cykle-1).
· Zapas. Dodaj zapas na płukanie filtra i transfer, aby ustalić praktyczną wielkość.
· Jakość. NSF/ANSI 61, jeśli zbiornik sąsiaduje z wodą pitną; WRAS w Wielkiej Brytanii.
Wybór materiałów i ciśnień dla pętli chłodzenia
· GFS lub FBE skręcane. Szybki montaż, zgodność z NSF/ANSI 61, żywotność GFS 30-50 lat.
· Stal nierdzewna. Do pętli korozyjnych lub higienicznych; gatunek dobierany według ekspozycji na chlorki.
· Ciśnieniowe vs atmosferyczne. ASME BPVC Sekcja VIII tylko przy ciśnieniu powyżej atmosferycznego.
· Glikol i izolacja. Ochrona przed zamarzaniem w razie potrzeby; izolacja z paroizolacją ogranicza zyski ciepła i kondensację.
Specyfikacje techniczne
Magazyn chłodniczy | Funkcja | Dobór | Standard |
Bufor wody lodowej | Oddzielenie agregatu chłodniczego od obciążenia | 3-15 min pracy agregatu chłodniczego przy delta-T | AWWA D103-09; ASME w przypadku ciśnieniowych |
TES | Przesunięcie chłodzenia poza szczytem | ~9-12 kWh/m3 na 8-10 st. C różnicy | AWWA D103-09/D100; ASME jeśli pod ciśnieniem |
Uzupełnianie | Zastąpienie strat wieży | Margines na parowanie+znoszenie+odmulanie+przepłukiwanie | NSF/ANSI 61 jeśli w kontakcie z wodą pitną |
Materiał | GFS/FBE/stal nierdzewna | Według płynu i chlorków | NSF/ANSI 61, EN 1090/CE |
Ciśnienie | Atmosferyczne lub ASME | Według ciśnienia w obiegu | ASME BPVC VIII w przypadku ciśnienia |
Studium przypadku projektu
Center Enamel dostarczył zbiorniki przeciwpożarowe do przechowywania wody dla projektów w ponad 100 krajach, wykonane zgodnie z wymaganiami NFPA 22 z wykorzystaniem tej samej technologii skręcanych zbiorników GFS, która znajduje zastosowanie w ochronie przeciwpożarowej centrów danych. Przedstawiony poniżej zrealizowany projekt przeciwpożarowy stanowi rzeczywiste odniesienie dla inżynierii zbiorników skręcanych; opcje po stronie chłodzenia omówione w tym artykule są realizowane poprzez tę samą certyfikowaną technologię zbiorników i opublikowane obliczenia obciążeń, bez twierdzenia o konkretnej instalacji chłodzenia centrum danych.
Projekt zbiornika wody przeciwpożarowej
Lokalizacja projektu | Zastosowanie | Pojemność | Typ zbiornika | Ilość x wymiary | Dach | Zakończony |
Chiny | Ochrona przeciwpożarowa (NFPA 22) | 1 210 m3 | Zbiornik skręcany GFS | 2 x Ø7,64 m x 13,2 m | Nie określono | 2024 |
Doświadczenie firmy
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.), producent zbiorników skręcanych i spawanych założony w 2008 roku, wytwarza zbiorniki ze stali powlekanej szkłem (GFS), ze stali powlekanej żywicą epoksydową metodą fusion-bonded, ze stali nierdzewnej, ze stali ocynkowanej oraz zbiorniki spawane, a także aluminiowe kopuły geodezyjne i zbiorniki ciśnieniowe ASME. Produkty zbiornikowe firmy posiadają certyfikaty ISO 9001, ISO 45001, NSF/ANSI 61, EN 1090/CE, WRAS i FM i zostały dostarczone do projektów w ponad 100 krajach. W przypadku programu centrum danych praktycznym punktem jest weryfikacja certyfikatów, referencyjnych projektów i wsparcia inżynieryjnego przed udzieleniem zamówienia — zdolność, a nie tylko cena, chroni 10-15-letni okres eksploatacji obiektu. Ten sam producent może pokryć zadania związane z ochroną przeciwpożarową, uzupełnianiem wody i wodą chłodzącą, a także aluminiowe kopuły geodezyjne i zbiorniki ciśnieniowe ASME, gdy wymaga tego projekt.
Najczęściej zadawane pytania
P: Jakie opcje magazynowania wody wspierają chłodzenie centrów danych?
O: Trzy: zbiornik buforowy wody lodowej, który oddziela agregat chłodniczy od obciążenia, zbiornik magazynowania energii cieplnej (TES), który przesuwa chłodzenie poza godziny szczytu, oraz zbiornik uzupełniający wieży chłodniczej, który uzupełnia ubytki z parowania, znoszenia, odmulania i płukania.
P: Jak dobiera się zbiornik buforowy wody lodowej?
O: Zazwyczaj na 3-15 minut pracy agregatu chłodniczego przy projektowej różnicy temperatur delta-T (objętość z gęstości x ciepła właściwego x delta-T), z większym zapasem dla zmiennych obciążeń. Pokrywa stany przejściowe i rampy bez wyzwalania zabezpieczenia przed niskim przepływem.
P: Jaką funkcję pełni zbiornik TES w centrum danych?
O: Magazynuje chłód jako różnicę temperatur w warstwowej wodzie lodowej, przenosząc obciążenie agregatu chłodniczego na godziny pozaszczytowe, umożliwiając zastosowanie mniejszych agregatów i zapewniając rezerwę termiczną podczas awarii - około 9-12 kWh na metr sześcienny przy wachlarzu 8-10 st. C.
P: Ile wody uzupełniającej potrzebuje chłodnia kominowa?
O: Parowanie wynosi około 0,8-1,6% obiegu na 10 st. F zakresu, znoszenie około 0,001-0,005% przepływu, a zrzut równa się parowaniu podzielonemu przez (krotność stężenia minus 1), plus płukanie wsteczne i margines transferowy.
P: Jaki materiał jest najlepszy na zbiornik chłodzenia w centrum danych?
O: W większości zastosowań najlepsza jest stal GFS z certyfikatem NSF/ANSI 61 lub stal łączona śrubowo z powłoką epoksydową; stal nierdzewna do obiegów korozyjnych lub higienicznych. Wybierać według rodzaju płynu i narażenia na chlorki, a nie według ceny.
P: Czy zbiorniki chłodzenia wymagają certyfikacji ASME?
O: Tylko jeśli obieg jest pod ciśnieniem wyższym niż atmosferyczne. Większość zbiorników buforowych i TES jest atmosferycznych (AWWA); zbiornik buforowy lub naczynie pod ciśnieniem wymaga ASME BPVC Sekcja VIII.
P: Dlaczego zbiornik chłodzenia może wymagać glikolu?
O: W chłodniejszych warunkach lub przy częściowym obciążeniu mieszanka glikolu zapobiega zamarzaniu; materiały zbiornika i osprzętu muszą być dostosowane do płynu, a izolacja z paroizolacją jest wymagana, aby ograniczyć zyski ciepła i kondensację.
P: Czy zbiorniki chłodzenia w centrach danych wymagają NSF/ANSI 61?
O: Tak, gdy woda jest pitna lub w kontakcie z wodą pitną (woda uzupełniająca do wieży chłodniczej, która może mieć kontakt z systemami wody pitnej). Woda procesowa w obiegu zamkniętym bez kontaktu z wodą pitną nie wymaga tego ściśle.
Zbiorniki wody w systemie chłodzenia - buforowy, TES i uzupełniający - pełnią trzy różne funkcje według trzech różnych standardów, a wybór materiału i klasy ciśnienia wynika z obiegu, a nie z przyzwyczajenia. Jasne ich rozgraniczenie pozwala projektowi chłodzenia osiągnąć cele dotyczące dostępności i energii bez przewymiarowania lub niedowymiarowania któregokolwiek zbiornika.
Podaj przepływ w obiegu chłodzenia, zakres temperatur, liczbę cykli i klasę ciśnienia, a zarekomendujemy rozmiary zbiorników buforowego, TES i uzupełniającego wraz z materiałem i certyfikacją dla każdego z nich.
WhatsApp