Варианты хранения воды для центров обработки данных и систем охлаждения
Создано Сегодня
Варианты хранения воды для центров обработки данных и систем охлаждения
Система охлаждения центра обработки данных включает три отдельных резервуара воды: буферный бак охлажденной воды, который развязывает чиллер и нагрузку; бак системы аккумулирования тепловой энергии (TES), который переносит охлаждение на непиковые часы; и бак подпитки градирни, который восполняет потери на испарение, унос, продувку и обратную промывку. Каждый из них представляет собой атмосферный или pressurized болтовой/сварной резервуар из стеклопластика (GFS), эпоксидной смолы с плавким покрытием или нержавеющей стали, с сертификацией NSF/ANSI 61, если рядом питьевая вода; выбор определяется давлением и теплоносителем контура, а не привычкой.
Охлаждение — это область, где сосредоточена большая часть воды в центре обработки данных, однако варианты хранения редко описываются четко. Эта статья фокусирует внимание на самой системе охлаждения: буферном баке, ТЭС и баке подпитки, а также на выборе материалов и давления, которые определяют, что будет построено на самом деле. Она предназначена для инженеров по охлаждению и специалистов по HVAC, которым нужны варианты, изложенные с учетом нагрузки, а не общий каталог резервуаров.
Карта воды системы охлаждения
Три хранилища, три стандарта, один согласованный проект.
· Градирни и чиллеры. Отводят тепло из машинного зала; вода является рабочим телом.
· Бак подпитки. Восполняет потери, чтобы контур никогда не опустошался.
· Буфер и ТЭС. Обеспечивают гидравлический и тепловой запас вокруг чиллеров.
Буферные баки охлажденной воды
· Функция. Поглощает колебания нагрузки, чтобы чиллер работал дольше с меньшим числом запусков, защищая компрессоры.
· Подбор размера. 3-15 минут работы чиллера при расчетной дельте-T (rho x cp x delta-T).
· Поддержание давления. Атмосферный резервуар с блоком поддержания давления или сосуд под давлением ASME по давлению в контуре.
Резервуары тепловой энергии (TES)
· Функция. Хранит холод в виде разности температур в стратифицированной охлажденной воде.
· Плотность энергии. ~9-12 кВт·ч на кубический метр при перепаде 8-10 °C.
· Стратификация. Диффузоры защищают термоклин; узкие резервуары стратифицируются лучше.
Подпиточные резервуары градирни
· Источники потерь. Испарение 0,8–1,6% на каждые 10 °F; унос 0,001–0,005%; продувка = испарение/(циклы-1).
· Запас. Добавьте запас на обратную промывку фильтра и перекачку, чтобы определить практический размер.
· Качество. NSF/ANSI 61, если рядом питьевая вода; WRAS в Великобритании.
Выбор материалов и давления для контуров охлаждения
· GFS или FBE на болтах. Быстрый монтаж, соответствие NSF/ANSI 61, срок службы GFS 30-50 лет.
· Нержавеющая сталь. Для коррозионных или гигиенических контуров; марка выбирается по воздействию хлоридов.
· Под давлением или атмосферные. ASME BPVC Section VIII только при давлении выше атмосферного.
· Гликоль и изоляция. Защита от замерзания при необходимости; изоляция с пароизоляционным барьером ограничивает теплоприток и конденсацию.
Технические характеристики
Хранилище охлаждения | Функция | Подбор размера | Стандарт |
Буфер охлаждённой воды | Развязка чиллера и нагрузки | 3–15 мин работы чиллера при дельта-T | AWWA D103-09; ASME при избыточном давлении |
TES | Смещение охлаждения на непиковые часы | ~9-12 кВт·ч/м3 на 8-10 °C колебания | AWWA D103-09/D100; ASME при наличии давления |
Подпитка | Компенсация потерь градирни | Запас на испарение+унос+продувку+обратную промывку | NSF/ANSI 61 при контакте с питьевой водой |
Материал | GFS/FBE/нержавеющая сталь | По жидкости и хлориду | NSF/ANSI 61, EN 1090/CE |
Давление | Атмосферное или ASME | По давлению в контуре | ASME BPVC VIII при наличии давления |
Пример проекта
Center Enamel поставила резервуары для противопожарного водоснабжения для проектов в более чем 100 странах, изготовленные в соответствии с требованиями NFPA 22 на основе той же болтовой технологии GFS, которая применяется для противопожарной защиты центров обработки данных. Приведённый ниже реализованный проект противопожарной защиты включён в качестве реального примера инженерных решений для болтовых резервуаров; варианты для системы охлаждения, рассматриваемые в данной статье, реализуются на основе той же сертифицированной технологии резервуаров и опубликованных расчётов нагрузок, без заявлений о конкретной установке охлаждения центра обработки данных.
Проект противопожарного резервуара
Местоположение проекта | Применение | Емкость | Тип резервуара | Количество x размеры | Крыша | Завершено |
Китай | Пожарная безопасность (NFPA 22) | 1 210 м3 | Болтовой резервуар GFS | 2 x Ø7,64 м x 13,2 м | Не указано | 2024 |
Опыт компании
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.) — производитель болтовых и сварных резервуаров, основанный в 2008 году, выпускает резервуары из стеклоплавильной стали (GFS), эпоксидные резервуары с плавким покрытием, резервуары из нержавеющей стали, оцинкованной стали и сварные резервуары, а также алюминиевые геодезические купольные крыши и сосуды под давлением ASME. Продукция резервуаров сертифицирована по ISO 9001, ISO 45001, NSF/ANSI 61, EN 1090/CE, WRAS и FM и поставлена на проекты более чем в 100 странах. Для программы центра обработки данных практический момент заключается в проверке сертификатов, референсных проектов и инженерной поддержки до заключения контракта — именно компетенция, а не только цена, обеспечивает защиту 10–15-летнего срока службы объекта. Один и тот же производитель может закрыть задачи противопожарного водоснабжения, подпитки и охлажденной воды, а также поставить алюминиевые геодезические купольные крыши и сосуды под давлением ASME там, где это требуется по проекту.
Часто задаваемые вопросы
В: Какие варианты хранения воды поддерживают охлаждение центров обработки данных?
О: Три: буферный бак охлаждённой воды, который развязывает чиллер и нагрузку; бак тепловой энергии (TES), который переносит охлаждение на непиковые часы; и бак подпитки градирни, который компенсирует испарение, унос, продувку и обратную промывку.
В: Как рассчитывается размер буферного бака охлаждённой воды?
О: Обычно от 3 до 15 минут работы чиллера при расчётной дельта-T (объём = плотность × удельная теплоёмкость × дельта-T), с запасом для переменных нагрузок. Это покрывает переходные процессы и изменения нагрузки без срабатывания защиты от низкого расхода.
В: Какую роль выполняет бак TES в центре обработки данных?
О: Он запасает холод в виде разности температур в стратифицированной охлаждённой воде, перенося нагрузку чиллера на часы низкого энергопотребления, что позволяет использовать чиллеры меньшей мощности и обеспечивает тепловой резерв при авариях — примерно 9–12 кВт·ч на кубический метр при перепаде 8–10 °C.
В: Сколько подпиточной воды требуется градирне?
О: Испарение составляет примерно 0,8–1,6 % от циркулирующего потока на каждые 10 °F перепада температур, унос — около 0,001–0,005 % от расхода, а продувка равна испарению, делённому на (число циклов концентрации минус 1), плюс обратная промывка и запас на перелив.
В: Какой материал лучше всего подходит для бака охлаждения дата-центра?
О: Для большинства задач — сталь GFS, сертифицированная по NSF/ANSI 61, или болтовая сталь с фузионно-связанным эпоксидным покрытием; нержавеющая сталь — для коррозионных или гигиенических контуров. Выбирайте по жидкости и воздействию хлоридов, а не по цене.
В: Нужна ли бакам охлаждения сертификация ASME?
О: Только если контур находится под давлением выше атмосферного. Большинство буферных баков и баков TES — атмосферные (AWWA); буферный бак или сосуд под давлением требует ASME BPVC Section VIII.
В: Зачем баку охлаждения может понадобиться гликоль?
О: В более холодных условиях или при частичной нагрузке смесь с гликолем предотвращает замерзание; материалы бака и арматуры должны соответствовать жидкости, а для ограничения теплопритоков и конденсации требуется изоляция с пароизоляционным барьером.
В: Нужна ли бакам охлаждения дата-центров сертификация NSF/ANSI 61?
A: Да, если вода питьевая или контактирует с питьевой (подпитка охлаждающей башни, которая может контактировать с питьевыми системами). Оборотная вода замкнутого контура без контакта с питьевой водой строго этого не требует.
Водные резервуары системы охлаждения — буферный, ТЭС и подпиточный — выполняют три разные задачи по трём разным стандартам, и выбор материала и давления определяется контуром, а не привычкой. Чёткое их разграничение позволяет проекту охлаждения достигать целей по бесперебойности и энергоэффективности без избыточного или недостаточного проектирования любого из резервуаров.
Сообщите нам расход, диапазон температур, количество циклов и класс давления вашего контура охлаждения, и мы порекомендуем размеры буферного, ТЭС и подпиточного резервуаров с указанием материала и сертификации для каждого.
WhatsApp