Armazenamento de Água do Condensador em Sistemas de Arrefecimento de Data Centers
Criado em Hoje
Armazenamento de Água do Condensador em Sistemas de Arrefecimento de Centros de Dados
A água de condensação é o inventário operacional de um circuito de rejeição de calor de um data center, não uma reserva. Ela circula entre o condensador do chiller, a torre de resfriamento e a bomba da torre, e o volume que precisa ser mantido é definido pela forma como esse circuito é operado: pela retenção no lado da água que o loop precisa para transferir calor, pelo buffer que os controles utilizam entre o chiller e a torre, e pela concentração que a química da água permite. Ela não é dimensionada em função de uma vazão de incêndio, de uma duração de enchimento ou de uma meta de resiliência, porque nenhuma dessas condições existe neste lado da planta. O segundo ponto decorre do primeiro. A mesma água passa continuamente pelo chiller e pela torre, de modo que carrega calor consigo e é concentrada na torre, o que significa que o circuito opera mais quente e quimicamente mais agressivo do que o lado de make-up que o alimenta. As decisões de materiais e tratamento, portanto, têm mais peso aqui do que no lado de make-up, e um reservatório especificado como reserva tende a produzir um grande volume de água quente que ninguém controla, conforme detalhado para condenser water storage tank data center.
Onde a água do condensador se situa na instalação
A água de condensação entra no casco do condensador, cede o seu calor ao refrigerante e sai mais fria do que entrou, mas ainda morna, bem acima da temperatura do lado da água gelada. Dois factos decorrem dessa descrição, e são a base de tudo o resto neste artigo: a água está continuamente em movimento e é continuamente concentrada na torre por onde passa. Quando a instalação utiliza uma fonte de passagem única ou um permutador de calor seco, o circuito tem uma carga menor, mas as mesmas questões de inventário, química e material continuam a ter de ser respondidas, porque o armazenamento é um componente dos dados do centro de dados do tanque de armazenamento de água de condensação.
A água do condensador não é reposição, armazenamento de água de arrefecimento nem recuperação de condensado
Quatro funções se confundem nos documentos de licitação porque todas as quatro são chamadas de tanques de água e todas as quatro ficam na mesma planta. A água de condensação não é nenhuma das três: é o fluido com o qual o condensador e a torre operam, e não é consumida nem reservada para uma interrupção. Uma reserva de reposição é dimensionada por um balanço hídrico multiplicado por um período de interrupção e é mantida fria e em boas condições. Um reservatório de água de condensação é dimensionado pelo comportamento do circuito e é mantido quente e quimicamente concentrado em serviço contínuo, portanto seus requisitos de material e tratamento são mais rigorosos do que para o tanque de armazenamento de água de condensação de data center.
Função | Para que serve o volume | Onde se situa | O que determina a sua dimensão |
Água de reposição | Repõe as perdas da torre | Na linha de tratamento e enchimento | Balanço de evaporação, deriva e purga |
Armazenamento de água de arrefecimento | Sobrevive a uma interrupção de fornecimento | Na linha de reposição | Balanço hídrico vezes um período de interrupção |
Recuperação de condensado | Recolhe um fluxo de resíduos | Na fase de vapor ou evaporação | Taxa de produção de condensado e intervalo de recolha |
Água do condensador | Transfere calor do chiller para a torre | No circuito de rejeição de calor | Retenção no circuito, margem de controlo e limites químicos |
O circuito de rejeição de calor e o seu inventário operacional
O inventário que tem de circular pelo circuito é o volume retido do lado da água do próprio loop: carcaças e cabeçotes do condensador, o tanque da torre e a tubagem e válvulas entre eles. A característica que determina se o buffer funciona é a razão entre o caudal de circulação e o volume de armazenamento: quando o caudal é muitas vezes o volume, o armazenamento renova-se repetidamente numa hora e a sua temperatura segue o circuito em vez de manter uma temperatura própria. O mesmo tanque no mesmo loop muda completamente de carácter com uma alteração no regime de caudal, pelo que os dois têm de ser definidos em conjunto, conforme detalhado para condenser water storage tank data center.
· A retenção do circuito é fixada pela tubagem e pelo equipamento; o armazenamento é a parte variável, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· Um armazenamento de tampão é dimensionado apenas em função de um objetivo de controlo, como limitar um degrau de carga, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· Um multiplicador de circulação elevado significa que o armazenamento segue a temperatura do circuito em vez de a manter, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· A amostragem e a sedimentação necessitam de uma zona de baixo caudal, o que entra em conflito com um armazenamento de elevada renovação, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· Os caudais de arranque e de paragem não são caudais em regime estacionário e são frequentemente o caso determinante, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
Dimensionamento do volume útil pelo comportamento do circuito
O método decorre do que a loja tem de fazer, e não é o cálculo de reserva utilizado noutros locais do site. O primeiro passo é o inventário fixo: a retenção do lado da água das carcaças do condensador, o tanque da torre e a tubagem de ligação, nenhum dos quais é opcional. O segundo passo é a necessidade de tampão, expressa como uma excursão de temperatura permitida face a um degrau de carga declarado e a uma duração declarada. O terceiro passo é a verificação química, que pergunta que concentração a torre atinge com esse inventário e se o revestimento e o programa de tratamento a conseguem suportar. Um cálculo real substitui os dados do tanque de armazenamento de água do condensador do centro de dados
Termo de dimensionamento | Entrada ilustrativa | Como é utilizado |
Caudal de água de condensação | 3.000 m3/h | Converte um degrau de carga num caudal mássico |
Etapa de carga | 15 por cento do fluxo do condensador | Define o calor que o armazenamento deve absorver |
Duração da etapa | 10 minutos | Converte o fluxo em um volume de água deslocada |
Aumento de temperatura do condensador | 5 K | Converte o fluxo em calor a ser absorvido |
Excursão permitida do armazenamento | 1,0 K | Converte o calor absorvido em volume de armazenamento |
Volume de armazenamento resultante | Cerca de 375 m3 | Volume de tampão antes da retenção fixa |
Retenção fixa do circuito | Cerca de 140 m3 | Cascos, bacia da torre e tubulação |
Qualidade da água e corrosão no circuito quente
Como a água está quente, aerada e concentrada ao mesmo tempo, o circuito encontra-se na combinação mais agressiva que pode atingir, e o reservatório mantém essa combinação por mais tempo. A consequência prática é que a condição do revestimento é verificada com mais frequência aqui do que num circuito frio, e que o acesso para inspeção é mais importante do que num tanque frio. Num tanque de aço com revestimento, uma falha no revestimento num circuito quente e concentrado irá corroer e empolar mais rapidamente do que o mesmo defeito num tanque frio de água potável, pelo que o procedimento de deteção e reparação de falhas tem de ser mais rigoroso e não apenas mais frequente, conforme detalhado para dados de centros de dados de tanques de armazenamento de água de condensação.
· O oxigênio dissolvido é reposto na torre e em todas as superfícies expostas no circuito, conforme detalhado para data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· A taxa de corrosão aumenta com a temperatura; a extremidade quente do circuito determina a carga do revestimento, conforme detalhado para data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· A concentração eleva o cloreto e o sulfato, que são o que ataca o aço inoxidável, conforme detalhado para o data center do tanque de armazenamento de água de condensação.
· O ataque sob depósito é o modo de falha usual em circuitos concentrados quentes, conforme detalhado para o data center do tanque de armazenamento de água de condensação.
· Os pares galvânicos em conexões e suportes de materiais diferentes acrescentam um mecanismo de ataque local, conforme detalhado para o data center do tanque de armazenamento de água de condensação.
· A água quente retém menos oxigênio, portanto a ciclagem molhado-seco no espaço de vapor ainda é relevante, conforme detalhado para o data center do tanque de armazenamento de água de condensação.
Concentração, purga e a decisão de tratamento
À medida que a torre evapora água limpa, os sólidos dissolvidos na água restante se concentram, e a única maneira de mantê-los estáveis é remover água na mesma taxa. Aumentar os ciclos reduz o sangramento e, portanto, o consumo de água e a descarga, mas eleva a concentração que todo o circuito precisa suportar, incluindo o armazenamento. É aqui que um grande volume de água quente concentrada parada em um tanque revestido se torna um passivo em vez de um ativo, porque deposição, células de concentração e produtos de corrosão se acumulam nele. O tratamento para este circuito, consequentemente, não é um único produto químico para o tanque de armazenamento de água de condensação de data center
Arranjo e bombeamento ao redor do reservatório
Um tanque instalado longe da torre ou do chiller acrescenta um percurso de tubagem que aumenta o ganho de calor e a altura de bombagem, e acrescenta um volume de água a uma temperatura diferente do resto do circuito, o que anula a mistura que o armazenamento existe para proporcionar. A bombagem tem de ser organizada de modo a que o armazenamento não possa ficar isolado com água no seu interior, a que o circuito não possa ser drenado de volta através do tanque de uma forma que retenha ar, e a que não seja criada nenhuma bolsa de baixo caudal. As secções em paralelo necessitam de uma comutação que deixe uma secção isolada sem reduzir o caudal do circuito, e esse isolamento tem de ser para dados do centro de dados do tanque de armazenamento de água de condensação
· Localize o reservatório ao lado da torre ou do chiller, e não do outro lado do local em relação a ambos, conforme detalhado para o data center do tanque de armazenamento de água de condensação.
· Minimize a tubulação de conexão para que o armazenamento se misture com o circuito em vez de ficar atrás dele, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· Forneça uma rota de drenagem para que uma seção possa ser esvaziada para inspeção sem parar a instalação, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· Organize a comutação para que uma seção possa ser isolada enquanto o loop mantém seu fluxo, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
· Use um arranjo de bombas que evite o aprisionamento de ar e bolsões de baixo fluxo no armazenamento, conforme detalhado para o data center com tanque de armazenamento de água de condensação.
Materiais para um circuito quente, e o risco de congelamento de um grande inventário quente
O aço galvanizado é a opção mais frequentemente escolhida pelo motivo errado: a camada de zinco tem de permanecer ativa, e a extremidade quente de um circuito de condensador está geralmente fora do intervalo em que o zinco acompanha o aço base. Um reservatório de água de condensação é o maior corpo de água do local, mas não é um corpo de água quente no inverno: com a instalação desligada e o tanque da torre à temperatura ambiente, um reservatório num recinto sem aquecimento aproxima-se do congelamento durante uma paragem prolongada, e um reservatório congelado num tanque de aço aparafusado deforma os painéis e pode abrir as juntas, conforme detalhado para dados de tanques de armazenamento de água de condensação em centros de dados.
Acoplamento com a configuração da torre e do condensador, e a lista de verificação de armazenamento
Em um arranjo de condensador paralelo onde chillers compartilham uma torre, o armazenamento pode ser compartilhado ou dividido por máquina, e o arranjo de isolamento então decide se uma máquina pode receber manutenção enquanto as outras operam. A especificação deve declarar para qual configuração foi redigida, porque o mesmo volume proporciona redundância totalmente diferente e controle de tratamento totalmente diferente em um arranjo compartilhado e em um por máquina. A lista de verificação abaixo é o que uma consulta de armazenamento de água de condensador deve conter, e cada item nela é uma decisão que alguém precisa tomar, esteja ou não registrada em algum lugar, conforme detalhado para data center de tanque de armazenamento de água de condensador.
· Indique a configuração do circuito: direto, primário e secundário, ou condensador em paralelo, conforme detalhado para dados do centro de dados do tanque de armazenamento de água de condensação.
· Indique a contagem de chillers, a classificação, o caudal do condensador e o aumento de temperatura do condensador, conforme detalhado para o centro de dados do tanque de armazenamento de água do condensador.
· Indique o tipo de torre, o volume da bacia e a temperatura de aproximação de projeto, conforme detalhado para o centro de dados do tanque de armazenamento de água do condensador.
· Indique os ciclos de concentração e a taxa de purga que o local aceita, conforme detalhado para o centro de dados do tanque de armazenamento de água do condensador.
· Indique a química da água de reposição de entrada e o programa de inibidor e biocida, conforme detalhado para o centro de dados do tanque de armazenamento de água do condensador.
· Indique a função do armazenamento: tampão, desacoplamento, sedimentação ou amostragem, conforme detalhado para o centro de dados do tanque de armazenamento de água do condensador.
· Indique a temperatura ambiente mínima de inverno e a estratégia de proteção contra congelamento escolhida em função dela, conforme detalhado para o centro de dados do tanque de armazenamento de água do condensador.
· Indique a disposição da seção e a sequência de isolamento e comutação, conforme detalhado para o data center do tanque de armazenamento de água do condensador.
Perguntas Frequentes
P1. Onde fica a água do condensador na instalação?
Ela entra no casco do condensador, sai mais fria, mas ainda morna, passa pela torre de resfriamento, onde o calor é rejeitado para a atmosfera, e retorna pela bomba da torre. Um reservatório para essa função pertence a esse circuito, ao lado da torre ou do chiller, e não ao lado da instalação como uma reserva separada mantida para uma interrupção, conforme detalhado para dados de data center de tanque de armazenamento de água do condensador.
P2. Como isso difere da reposição, do armazenamento de água de resfriamento e da recuperação de condensado?
A água de reposição substitui o que a torre perde por evaporação, arraste e purga, e o armazenamento de água de resfriamento é a reserva mantida contra essa perda, dimensionada por um balanço hídrico multiplicado por um período de interrupção. A água do condensador é o fluido com o qual o condensador e a torre operam: ela não é consumida, não é mantida como reserva para dados de data center de tanque de armazenamento de água do condensador
P3. Como é dimensionado o inventário de funcionamento do circuito de rejeição de calor?
Em segundo lugar, o requisito de buffer, expresso como uma excursão de temperatura permitida face a um degrau de carga e duração declarados. Em terceiro lugar, a verificação química, que pergunta que concentração a torre atinge nesse inventário e se o revestimento e o tratamento conseguem suportá-la. A razão entre o caudal circulante e o volume de armazenamento decide então se o armazenamento se comporta como um buffer ou simplesmente segue a temperatura do circuito, conforme detalhado para dados de centros de dados de tanques de armazenamento de água de condensação.
P4. Que problemas de qualidade da água e corrosão surgem num circuito quente?
A temperatura define a taxa de reação, o oxigênio dissolvido mantém a corrosão catódica em operação, e a concentração define a agressividade da solução. Espere ataque sob depósitos, tuberculização, ataque em frestas nos apoios e descolamento mais rápido de qualquer falha de revestimento, portanto o acesso para inspeção importa mais aqui do que em um tanque frio, conforme detalhado para data center de tanque de armazenamento de água de condensação.
Q5. Como são tratadas a concentração e o bleed-off?
À medida que a torre evapora água limpa, os sólidos restantes se concentram, então um bleed-off é necessário para manter o valor estável e sua vazão decorre da taxa de evaporação e dos ciclos de concentração aceitos. O tratamento para essa função é uma combinação de inibidor, biocida e dispersante formulada de acordo com a concentração que a torre realmente atinge, conforme detalhado para data center de tanque de armazenamento de água de condensação.
Q6. Como são organizados o armazenamento e seu bombeamento?
O reservatório é colocado ao lado da torre ou do chiller para que a tubulação de conexão seja curta, pois longos trechos adicionam ganho de calor e um volume de água que atrasa a temperatura do circuito. O bombeamento é organizado de modo que o reservatório não possa ficar isolado com água em seu interior, que o ar não possa ficar preso e que nenhum ponto de baixa vazão seja criado, conforme detalhado para dados de centro de dados de tanque de armazenamento de água de condensação.
P7. Quais materiais são adequados para um circuito quente?
Esmalte vítreo sobre aço é adequado para um circuito de condensação em malha fechada com química de circulação normal, com uma faixa química de cerca de pH 3 a 11 e uma vida útil de pelo menos trinta anos. O epóxi curado por fusão é a alternativa para água mais agressiva, limitado pela classificação de temperatura contínua do polímero e não pela sua resistência química, conforme detalhado para dados de centro de dados de tanque de armazenamento de água de condensação.
P8. Por que um clima frio exige atenção especial aqui?
Com a central desligada e o tanque da torre à temperatura ambiente, um grande armazenamento dentro de um recinto sem aquecimento aproxima-se do congelamento durante uma parada prolongada, e um armazenamento congelado num tanque de aço aparafusado deforma os painéis e pode abrir as juntas. A estratégia tem de ser escolhida deliberadamente: manter o circuito em circulação, drenar o armazenamento e a sua tubagem para dados do centro de dados do tanque de armazenamento de água de condensação
Q9. Como se acopla com a configuração da torre e do condensador?
Numa disposição primária e secundária, os dois lados têm químicas separadas e o armazenamento pertence ao lado que serve. Numa disposição de condensador em paralelo, o armazenamento pode ser partilhado ou dividido por máquina, e a disposição de isolamento decide então se uma máquina pode ser intervencionada enquanto as outras funcionam, conforme detalhado para dados do centro de dados do tanque de armazenamento de água de condensação.
O armazenamento de água de condensação é uma decisão de circuito, não uma decisão de reserva. O volume é definido pela retenção de água no lado da água do circuito, pelo buffer de controle de que os controles do chiller e da torre necessitam e pela concentração que o local aceita no balanço da torre. O que torna o serviço diferente do lado de reposição não é o tamanho, mas a condição: quente, aerado e concentrado ao mesmo tempo, razão pela qual a especificação do revestimento, o programa de tratamento e o acesso para inspeção têm mais peso aqui do que em qualquer outro lugar. A especificação deve indicar a concentração e a temperatura, porque um revestimento escolhido com base no nome da água e não na sua química falha primeiro no reservatório. A estratégia de congelamento no inverno para um grande inventário deve ser decidida no desenho, porque o reservatório fica à temperatura ambiente quando a instalação está desligada, conforme detalhado para condenser water storage tank data center.
Fale com um Engenheiro
Para um pedido de armazenamento de água de condensação, envie a configuração do circuito, a quantidade e a classificação dos chillers, o caudal de água de condensação e o aumento de temperatura do condensador, o tipo de torre e o volume do reservatório, a química da água de reposição de entrada e os ciclos de concentração que o local aceita, o programa de inibidor e biocida, o regime de armazenamento, a disposição das secções e a temperatura ambiente mínima de inverno, tendo em conta a estratégia de proteção contra o gelo. Devolveremos um estudo de dimensionamento que mostra a retenção fixa do circuito, o volume de amortecimento face a um degrau de carga declarado e o inventário total resultante, uma especificação de revestimento escrita em função da química e da temperatura do circuito, um esquema de disposição e bombagem com a sequência de isolamento, e um plano de comissionamento e inspeção para o armazenamento, conforme detalhado para dados de centro de dados de tanque de armazenamento de água de condensação.
Sobre a Center Enamel
A Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) é uma fabricante profissional dedicada ao projeto e fabricação de tanques de armazenamento parafusados desde 2008. A linha de produtos inclui tanques de Vidro Fundido ao Aço (GFS), tanques de Epóxi Fundido (FBE), tanques de aço inoxidável, tanques de aço galvanizado e coberturas geodésicas de alumínio, juntamente com suporte técnico EPC e acessórios para tanques. A produção é realizada sob as normas ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001, e a linha de produtos é certificada pelas normas NSF/ANSI 61, WRAS, CE e EN 1090, ISO 28765, AWWA D103-09 e NFPA onde a aplicação exigir. A empresa possui cerca de 200 patentes de esmaltação, opera uma base de produção de 150.000 m2, produz cerca de 300.000 chapas de aço revestidas com esmalte por ano, concluiu mais de 30.000 projetos instalados e enviou tanques para mais de 100 países. A capacidade de projeto de engenharia abrange volumes de tanques de até 60.000 m3, conforme detalhado para dados de tanques de armazenamento de água de condensação para data center.
WhatsApp