ٹھنڈے پانی کا تھرمل اسٹوریج ٹینک: ٹھنڈا پانی، برف، اور فیز چینج کا موازنہ
سائنچ کی آج
چلڈ واٹر تھرمل اسٹوریج ٹینک: چلڈ واٹر، آئس، اور فیز چینج کا موازنہ
زیادہ تر ڈیٹا سینٹرز کے لیے ٹھنڈے پانی کا تھرمل اسٹوریج ٹینک صحیح انتخاب ہے۔ حساس پانی 5-7 K کی کھڑکی کے اندر فی مکعب میٹر تقریباً 6-8 kWh رکھتا ہے، اسے کسی مرحلے کی تبدیلی کی ضرورت نہیں ہوتی اور اس کی قیمت خود برتن سے زیادہ نہیں ہوتی؛ برف فی مکعب میٹر کئی گنا زیادہ ذخیرہ کرتی ہے لیکن اسے مشین کی توانائی سے بنایا جانا چاہیے اور پھر پگھلایا جانا چاہیے، جبکہ PCM کثافت کو مزید بڑھاتا ہے اور اسے چارج کرنے کے لیے اب بھی کوائل یا جیکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ذریعہ کا فیصلہ فرش کے رقبے، چوٹی کی کھڑکی کی لمبائی اور پلانٹ کو دیے گئے COP بجٹ سے ہوتا ہے، نہ کہ سرخی کی توانائی کی کثافت سے۔ ٹھنڈے پانی کا تھرمل اسٹوریج ٹینک کولنگ کی صلاحیت کو برف یا فیز چینج میٹریل کے بجائے ٹھنڈے پانی کے طور پر رکھتا ہے، جس سے پلانٹ کا ہائیڈرولک ڈیزائن غیر تبدیل شدہ رہتا ہے اور شیل ماحولیاتی دباؤ پر رہتا ہے۔
ذخیرہ کرنے کا سوال دراصل فرش کے رقبے کا سوال ہے جو توانائی کا لباس پہنے ہوئے ہے۔ ایک جیسے کولنگ لوڈ والے دو ہال مختلف خولوں کے ساتھ ایک جیسا پیک شفٹنگ نتیجہ حاصل کر سکتے ہیں، کیونکہ اندر کا میڈیم طے کرتا ہے کہ کتنے کیوبک میٹر درکار ہیں، چلر انہیں بھرنے کے لیے کتنی دیر چلتا ہے اور پلانٹ اس صبح کیسے برتاؤ کرتا ہے جب ٹینک تیار نہ ہو۔
تین میڈیم اہم سہولیات میں نصب شدہ بنیاد کا زیادہ تر حصہ رکھتے ہیں: سینسیبل طور پر رکھا گیا ٹھنڈا پانی، اندرونی کوائل پر بننے والی برف، اور بنڈل میں فیز چینج میٹریل۔ ہر ایک زیادہ کثافت حاصل کرتا ہے لیکن اس کی قیمت مکینیکل ڈیزائن میں کہیں اور چکانی پڑتی ہے، عام طور پر برقی طاقت، والو آٹومیشن یا دیکھ بھال کے اوقات میں۔ یہ مضمون انہیں ان مقداروں پر ساتھ ساتھ رکھتا ہے جن کا مالک کا انجینئر دفاع کرے گا۔
سینسیبل پانی: وہ بنیاد جس کے خلاف ہر دوسرا میڈیم ناپا جاتا ہے
پانی حوالہ جاتی کیس ہے، کیونکہ اس کا ذخیرہ کرنے کا طریقہ کار پائپ کا سیال بھی ہے۔
· کثافت درجہ حرارت کی کھڑکی سے آتی ہے۔ cp ≈ 4.186 kJ/kg·K اور ρ ≈ 1000 kg/m³ پر، ایک مکعب میٹر تقریباً 1.163 kWh فی کیلون رکھتا ہے، لہٰذا 6 K کی کھڑکی ڈیریٹنگ سے پہلے تقریباً 7 kWh فی m³ دیتی ہے۔
· قابل استعمال دستیابی سمجھ میں آتی ہے۔ ایک ٹھنڈے پانی کا تھرمل اسٹوریج ٹینک عام طور پر نظریاتی کا 70-90% فراہم کرتا ہے، کمی تھرموکلائن اور ہر سرے پر رکھے گئے ذخائر کی ہوتی ہے۔
· ناکامی خاموش کے بجائے بلند آواز ہوتی ہے۔ ایک پھنسا ہوا والو منٹوں میں بڑھتے ہوئے سپلائی درجہ حرارت کے طور پر ظاہر ہوتا ہے؛ منجمد میڈیم میں وہی خرابی گھنٹوں میں ختم ہو جاتی ہے۔
اس سادگی کی قیمت حجم ہے، اسی لیے پلاٹ اسٹڈی میڈیم کے انتخاب کو حتمی شکل دینے سے پہلے شروع ہونی چاہیے۔
آئس اسٹوریج: مشین کی توانائی سے خریدی گئی کثافت
برف حساس حرارت کے بجائے اویکت حرارت استعمال کرکے کثافت بڑھاتی ہے، اور اس کی قیمت کمپریسر پر ادا کی جاتی ہے۔
· پگھلنے کا راستہ ایک سطح کا اضافہ کرتا ہے۔ ڈسچارج اندرونی کوائل یا پگھلنے والے ہیٹ ایکسچینجر کے ذریعے ہوتا ہے، اور اس کی شرح ذخیرہ شدہ حجم کے بجائے اسی سطح سے محدود ہوتی ہے۔
· روزانہ سائیکلنگ معمول کا عمل ہے۔ چارج ونڈو تقریباً ہر روز دہرائی جاتی ہے، جس سے کوائل، ڈیفروسٹ لاجک اور سکشن کنٹرول معمول کے تھرمل سائیکلنگ کا شکار ہوتے ہیں۔
· جہاں جگہ محدود ہو، حجم تیزی سے کم ہو جاتا ہے۔ ایک شہری سائٹ پر جہاں مکینیکل روم کا رقبہ پہلے ہی ہالوں کے لیے مختص ہو، اسی ڈیوٹی کے لیے پانی کے حجم کا ایک حصہ درکار ہوتا ہے۔
آئس کسی پروجیکٹ سے اس وقت نکل جاتی ہے جب مالک اضافی چارج انرجی کا جواز پیش نہ کر سکے، یا جب پلانٹ میں میلٹ کوائل کے لیے جگہ نہ ہو جو صاف رہنا ضروری ہے۔
فیز چینج میٹریل: سب سے زیادہ کثافت، سب سے زیادہ انٹیگریشن کا کام
PCM توانائی کو ایک ایسے مواد میں ذخیرہ کرتا ہے جو سپلائی واٹر ٹمپریچر کے قریب حالت تبدیل کرتا ہے۔
· ہیٹ ٹرانسفر سطح مسئلہ بن جاتی ہے۔ سردی کو کیپسول یا پیک میں اور باہر کنڈکشن کے ذریعے داخل اور خارج ہونا ضروری ہے، لہٰذا ڈسچارج پاور پیک جیومیٹری کی پیروی کرتی ہے نہ کہ پمپ فلو کی۔
· چارج میڈیم کو بہر حال ایک کوائل کی ضرورت ہوتی ہے۔ پانی، گلائکول یا ریفریجرنٹ کو حرارت اندر اور باہر منتقل کرنا ضروری ہے، اور یہ آلات اس کمرے پر قبضہ کرتے ہیں جسے PCM کو کم کرنا تھا۔
· سپر کولنگ اور بیٹھنا اہم ہیں۔ ایک PCM جو کبھی نیوکلیئٹ نہیں ہوتا، یا جو کھڑے رہنے پر الگ ہو جاتا ہے، خاموشی سے ایک اثاثہ کو بغیر کسی مفید ڈیوٹی کے بلاک میں تبدیل کر دیتا ہے۔
پی سی ایم ایک بھرپور پلانٹ پر ایک قابل اعتماد جواب ہے، اور ایسی سہولت کے لیے ناقص جواب ہے جو ایسا ٹینک چاہتی ہے جس میں ٹیکنیشن داخل ہو کر تھرمامیٹر سے تصدیق کر سکے۔
کثافت کے بجائے نتیجے کی بنیاد پر انتخاب
یہ فیصلہ اس بات سے نکلتا ہے کہ ہر میڈیم ڈیزائن کے باقی حصے کو کیا کرنے پر مجبور کرتا ہے۔
1. جگہ کو اس کے متبادل استعمال کے ساتھ جانچیں۔ ایسا شیل جو ہال کی جگہ لے لے یا بلند ڈھانچے پر مجبور کرے، اس کی قیمت سے زیادہ مہنگا پڑتا ہے۔
2. دیکھیں کہ مینٹیننس ٹیم کس چیز کی خدمت کر سکتی ہے۔ پانی کو ٹریٹمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے؛ برف کو کوائل کی صفائی اور ڈیفروسٹ لاجک کی ضرورت ہوتی ہے؛ پی سی ایم کو ایسے سپلائر کی ضرورت ہوتی ہے جو پانچ سال کے سائیکلنگ کے بعد بھی پیک کے پیچھے کھڑا ہو۔
3. فی اسٹوریج ٹرین ایک میڈیم رکھیں۔ ایک ہی ہیڈر پر واٹر ٹینک اور پی سی ایم برتن ملانا ایک موڈ-چینج لاجک شامل کرتا ہے جس کا کمیشننگ کے دوران ثابت کرنا مشکل ہوتا ہے۔
جہاں پلانٹ میں جگہ موجود ہو، وہاں ٹھنڈے پانی کا تھرمل اسٹوریج ٹینک سب سے کم خطرے کا راستہ رہتا ہے: اسٹوریج فلوئڈ گردش کرنے والا فلوئڈ ہوتا ہے، پیمائش تھرمامیٹر اور فلو میٹر سے ہوتی ہے، اور ڈیریٹنگ عوامل وہی ہوتے ہیں جو صنعت نے کئی دہائیوں سے ریکارڈ کیے ہیں۔
تکنیکی تفصیلات
آئٹم | ٹھنڈا پانی (محسوس) | کوائل پر برف | فیز چینج میٹریل |
اسٹوریج میکانزم | مائع پانی کی محسوس ٹھنڈک | اندرونی کوائل پر پانی کا اویکت پگھلاؤ | ڈیزائن کردہ مرکب یا ہائیڈریٹ کا اویکت پگھلاؤ |
نظریاتی توانائی کی کثافت | ≈ 1.163 kWh فی m³ فی K؛ تقریباً 7 kWh فی m³ 6 K پر | برف کی اویکت حرارت، پانی کے حجم سے کئی گنا زیادہ | مواد کی حرارتِ پگھلاؤ سے طے شدہ |
قابل استعمال نکاسی کا تناسب | نظریاتی کا 70-90% | پگھلنے والی کوائل کی سطح اور پگھلنے کی شرح سے محدود | پیک کنڈکشن اور رابطے کے رقبے سے محدود |
اضافی چارج توانائی | عام چلر آپریشن کے علاوہ کوئی نہیں | پگھلنے کی مخفی حرارت کے ساتھ بخارات بننے کا کم درجہ حرارت | چارج میڈیم توانائی کے ساتھ جیکٹ کا نقطہ نظر |
خول کے اندر متحرک پرزے | کوئی نہیں | کوئل، ممکنہ طور پر ایجیٹیٹرز | کوئی نہیں، لیکن پیک کو سہارا دینا ضروری ہے |
دیکھ بھال کی بنیادی شے | بائیو سائیڈ، روکنے والا، اسکیل کنٹرول، وقتاً فوقتاً صفائی | کوئل کی صفائی، ڈیفروسٹ اور سکشن کنٹرول | کیپسول کی سالمیت، پیک کا بیٹھنا، نیوکلیشن |
ناکامی کی پہچان | سپلائی درجہ حرارت منٹوں میں اوپر کی طرف بڑھتا ہے | ڈسچارج ونڈو میں صلاحیت کم ہوتی جاتی ہے | پیک کے سائیکل رکنے پر ڈیوٹی گر جاتی ہے |
عام موزونیت | صحن کی جگہ والے کیمپس، 2-6 گھنٹے کی شفٹ | شہری مقامات جہاں فرش کی جگہ محدود ہو | چھوٹے رقبے میں طویل گھنٹوں کی ضرورت والے تنگ پلاٹ |
پروجیکٹ کیس
پانی اور گندے پانی کے شعبے میں ہمارا فراہم کردہ حوالہ جاتی کام بڑی کثیر ٹینکی تنصیبات پر مشتمل ہے جو انہی معیارات کے مطابق حوالے کی گئی ہیں جن پر ڈیٹا سینٹر TES دائرہ کار انجینئر کیا گیا ہے، بشمول ذیل کا منصوبہ۔
منصوبہ کیس کا خلاصہ
منصوبہ | پروڈکٹ | گنجائش | ابعاد | تکمیل |
نمیبیا - پینے کا پانی (P-A) | 01 GFS بولٹڈ ٹینک | کل 44,900 m³ | چار ٹینک φ41,260 × 8,400 mm پر | ستمبر 2022 |
اس قطر کے چار شیل پانی کے راستے کی ایک کمزوری اور ایک طاقت کا ثبوت ہیں: طاقت یہ ہے کہ اس سائز کا شیل برسوں کھڑے رہنے پر بھی درجہ حرارت تقریباً بغیر تبدیلی کے برقرار رکھتا ہے، کمزوری یہ ہے کہ اس ٹھنڈک کو برقرار رکھنے کے لیے حجم درکار ہوتا ہے۔ اسی منطق پر بنایا گیا چلڈ واٹر تھرمل اسٹوریج ٹینک اپنا تھرموکلائن وہیں رکھتا ہے جہاں ڈفیوزر اسے چھوڑتا ہے، اور چار مماثل ٹینکوں کی تنصیب کی ترتیب وہی نظم و ضبط ہے جو کثیر یونٹ اسٹوریج فارم کو مراحل میں آن لائن لانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
سینٹر اینامل انجینئرنگ کی صلاحیت
سینٹر اینامل (شیجیاژوانگ ژینگژونگ ٹیکنالوجی کمپنی لمیٹڈ) نے 2008 سے بولٹڈ اسٹوریج ٹینک ڈیزائن اور تیار کیے ہیں۔ چین میں پہلی گلاس فیوزڈ ٹو اسٹیل (GFS) ٹینک بنانے والی کمپنی کے طور پر، کمپنی کے پاس تقریباً 200 اینامل سے متعلق پیٹنٹ ہیں، سالانہ تقریباً 300,000 اینامل لیپت اسٹیل پلیٹیں تیار کرتی ہے، 30,000 سے زیادہ نصب شدہ منصوبے مکمل کر چکی ہے اور 100 سے زیادہ ممالک کو اپنے ٹینک فراہم کرتی ہے۔ پیداواری صلاحیت بڑھانے کے لیے نیا 150,000 مربع میٹر پیداواری مرکز شامل کیا گیا، اور سنگل ٹینک 60,000 مکعب میٹر تک فراہم کیے جاتے ہیں۔ مینوفیکچرنگ ISO 9001 اور ISO 45001 کے تحت چلتی ہے، مصنوعات کی سرٹیفیکیشن میں NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI اور EUROCODE شامل ہیں، اور ڈیزائن AWWA D103-09، AWWA C550 اور NFPA کے حوالے سے تیار کیا جاتا ہے جہاں اطلاق کا تقاضا ہو۔
درمیانہ اور شیل کا انتخاب
· ذخیرہ کرنے کے ذریعہ کے طور پر پانی لوپ کو ماحولی دباؤ پر رکھتا ہے، جو ایک بڑے ہال کے لیے کئی گھنٹوں کی ٹھنڈک رکھنے کا سب سے سستا اور کم خطرہ والا طریقہ ہے؛ برف اور PCM توانائی کی کثافت بڑھاتے ہیں لیکن شیل کے اندر کوائل، ہیڈر یا کیپسول جیومیٹری شامل کرتے ہیں۔
· اینامل اور فیوژن-بانڈڈ ایپوکسی شیلز ٹریٹڈ پانی کے خلاف غیر فعال ہیں، اور اینامل کے راستے کی تصدیق 1500 V DC ہالیڈے ٹیسٹ اور 0.25-0.45 mm فائرڈ لیئر سے کی جاتی ہے۔
· ہمارا واٹر ٹینک ڈیلیوری ریکارڈ، نمیبیا کے 44,900 m³ اسکیم سے لے کر چند سو کیوبک میٹر کے ملٹی ٹینک صنعتی پلانٹس تک، یوٹیلیٹی اسکیل اور ہال اسکیل دونوں اسٹورز کی حمایت کرتا ہے۔
اکثر پوچھے جانے والے سوالات
سوال 1: کیا ٹھنڈا پانی واقعی ڈیٹا سینٹر کے لیے سب سے کم خطرے والا ذریعہ ہے؟
جواب 1: یہ سب سے کم خطرے والا ہے جہاں جگہ موجود ہو اور چوٹی کا وقفہ مختصر ہو۔ پانی وہی سیال ہے جو گردش کرنے والا ذریعہ ہے، اس کی کوئی اندرونی پگھلنے والی سطح نہیں ہوتی اور اس کے ڈیریٹنگ عوامل اچھی طرح ریکارڈ شدہ ہیں، جو کمیشننگ ٹیسٹ کو ثابت کرنا آسان بناتے ہیں۔
سوال 2: آئس اسٹوریج فی ذخیرہ شدہ کلو واٹ گھنٹہ کتنی زیادہ توانائی استعمال کرتا ہے؟
جواب 2: زیادہ، اور یہ پلانٹ کے توانائی توازن کا حصہ ہے نہ کہ کسی دعوے کا۔ برف بنانے سے فیوژن کی مخفی حرارت اور ایویپوریٹر اپروچ کا اضافہ ہوتا ہے؛ اس کا موازنہ اس شفٹ سے حاصل ہونے والی چوٹی طلب اور ٹیرف بچت سے کریں۔
سوال 3: کیا چلڈ واٹر تھرمل اسٹوریج ٹینک آئس سسٹم کے ساتھ ایک پلانٹ شیئر کر سکتا ہے؟
جواب 3: وہ ایک مشترک ہیڈر شیئر کر سکتے ہیں، لیکن پھر منطق کو فیصلہ کرنا ہوگا کہ لوپ کو کون سا میڈیم فراہم کرے گا، اور اس موڈ کی تبدیلی کو interruption کے دوران بھروسہ کرنے سے پہلے ٹیسٹ کرنا ضروری ہے۔
سوال 4: پانی اور برف ہر ایک کتنے اسٹوریج گھنٹے جائز قرار دیتے ہیں؟
جواب 4: پانی دو سے چھ گھنٹے کے شفٹ شدہ لوڈ کے لیے آرام دہ ہے اور حجم کے ساتھ مزید بڑھتا ہے؛ برف اور PCM اپنے اضافی آلات کا حق ادا کرتے ہیں جب مطلوبہ گھنٹے پانی کے حجم کو غیر دستیاب پلاٹ میں دھکیل دیں۔
سوال 5: کون سا میڈیم سب سے خاموشی سے ناکام ہوتا ہے؟
A5: گاڑھا میڈیم۔ ایک پانی کا ٹینک بڑھتا ہوا سپلائی درجہ حرارت جلد دکھاتا ہے، جبکہ ایک منجمد یا فیز تبدیل کرنے والا پیک ڈسچارج ونڈو کے دوران آہستہ آہستہ صلاحیت چھوڑتا ہے، لہٰذا ٹیسٹ ڈیزائن ڈیوٹی کے مطابق چلایا جائے اور ریکارڈ کیا جائے۔
Q6: کیا میڈیم شیل کی تفصیلات کو تبدیل کرتا ہے؟
A6: شیل کی بنیادی باتیں وہی رہتی ہیں: ماحولیاتی یا سسٹم پریشر باؤنڈری کے اندر، موصل، کنٹرول شدہ inlet اور outlet کے ساتھ اور پانی کے مطابق lining لگائی گئی۔ آئس اور PCM لفافے کے بجائے اندرونی سہارے، کوائل کی دخول اور نوزل کی ترتیب کو تبدیل کرتے ہیں۔
چلر پانی، برف اور فیز چینج میٹریل کا موازنہ اس بات پر اترتا ہے کہ پروجیکٹ کون سا نقصان اٹھا سکتا ہے۔ پانی حجم اٹھاتا ہے، برف کمپریسر کی توانائی اور پگھلنے کی سطح اٹھاتی ہے، اور PCM انٹیگریشن اور طویل مدتی پیک رویے کا بوجھ اٹھاتا ہے۔ زیادہ تر اہم سہولیات کے لیے جن کے پاس قابل استعمال مکینیکل یارڈ موجود ہو، چلر پانی کا تھرمل اسٹوریج ٹینک کم سے کم نئے فیلئر موڈز کے ساتھ منتقل شدہ ڈیوٹی فراہم کرتا ہے، اسی لیے اسے پہلے متعین کرنا فائدہ مند ہے۔
ایک انجینئر سے بات کریں
ہمیں چوٹی کا IT لوڈ، آپ کو منتقل کرنے کے لیے درکار گھنٹے، دستیاب مکینیکل جگہ اور ٹیرف کا ڈھانچہ بھیجیں۔ ہم آپ کے اعداد و شمار پر درمیانے موازنہ کے ساتھ واپس آئیں گے: پانی، برف اور PCM کے لیے توانائی کی کثافت اور مجموعی حجم، ہر ایک کی طلب کردہ اضافی چارج توانائی، متوقع قابل استعمال حصہ اور آپ کے پلاٹ میں فٹ ہونے والا شیل قطر اور اونچائی۔ پانی کی اسکیم کے لیے، ہم لائننگ، موصلیت، inlet جیومیٹری اور نوزلز کا احاطہ کرنے والی تفصیلات شیٹ کے ساتھ آگے بڑھیں گے۔
واٹس ایپ