ڈیٹا سینٹر چلڈ واٹر اسٹوریج ٹینک: ڈیزائن پیرامیٹرز اور صلاحیت کی منصوبہ بندی
سائنچ کی آج
ڈیٹا سینٹر ٹھنڈے پانی کا ذخیرہ ٹینک: ڈیزائن پیرامیٹرز اور صلاحیت کی منصوبہ بندی
ڈیٹا سینٹر کے ٹھنڈے پانی کے ذخیرے کے ٹینک کی منصوبہ بندی چھ پیرامیٹرز سے کی جاتی ہے: قابل استعمال ΔT، قابل استعمال حصہ، فی مکعب میٹر ذخیرہ شدہ توانائی، قیام کا وقت، پانی کے داخلے کا درجہ حرارت اور ترتیب کی اونچائی۔ قابل استعمال گنجائش نظریاتی گنجائش کے 70-90% پر چلتی ہے، پانی فی مکعب میٹر فی کیلون تقریباً 1.163 کلو واٹ گھنٹہ ذخیرہ کرتا ہے، اور 5-7 K کی حد فی مکعب میٹر 6-8 کلو واٹ گھنٹہ دیتی ہے۔ قیام کا وقت حجم کے بجائے داخلے کی رفتار 0.5-1 میٹر فی سیکنڈ سے کنٹرول ہوتا ہے۔ اونچائی وہ جامد دباؤ طے کرتی ہے جو پمپ اور برتن کی حد اٹھاتی ہے، اس لیے یہ صرف برتن کی ڈرائنگ کے بجائے ترتیب کے مطالعے میں شامل ہونی چاہیے۔
اسٹوریج ٹینک کے لیے گنجائش کی منصوبہ بندی ریاضی سے شروع ہوتی ہے اور آدھے راستے میں لے آؤٹ کے مسئلے میں بدل جاتی ہے۔ بوجھ اور ٹیرف ایک کلو واٹ گھنٹہ کا عدد دیتے ہیں، درجہ حرارت کا فرق ایک حجم دیتا ہے، اور وہ حجم ایک پلاٹ پر، کرین کے راستے کے نیچے، پمپ روم کے پیچھے اور عمارت کے خول کے ساتھ مل کر بنائی گئی بنیاد میں فٹ ہونا چاہیے۔
نیچے دی گئی پیرامیٹر فہرست کو اسی ترتیب سے کام کریں، کیونکہ ہر آئٹم اگلے کو تبدیل کرتا ہے: درجہ حرارت، توانائی، جیومیٹری، اونچائی، پھر یونٹس کی تعداد۔
قابل استعمال درجہ حرارت کا فرق اور داخل ہونے والے پانی کا درجہ حرارت
ڈیٹا سینٹر کے ٹھنڈے پانی کے اسٹوریج ٹینک کا درجہ حرارت ونڈو پہلا فیصلہ ہے، اور چلر اسے اتنا ہی محدود کرتا ہے جتنا IT آلات کرتے ہیں۔
· قابل استعمال ΔT کو 4-7 K پر سیٹ کریں۔ 5 °C سے 11 °C تک 6 K کی ونڈو عام ہے؛ 7 K تک بڑھانے سے حجم تقریباً 15% کم ہو جاتا ہے، لیکن واپسی کا درجہ حرارت کوائلز اور evaporator کے ذریعے قبول کیا جانا چاہیے۔
· انلیٹ پانی کے درجہ حرارت کو 4-6 °C پر مقرر کریں۔ یہ چلر کے چھوڑنے والے پانی کا سیٹ پوائنٹ ہے، جو مشین اپروچ سے محدود ہے۔ ایک چلر جو ڈیزائن کے دن 4 °C برقرار نہیں رکھ سکتا، ٹینک کو زیادہ گرم سطح پر چارج کرتا ہے اور خاموشی سے قابل استعمال صلاحیت کو کم کر دیتا ہے۔
· چارج اور ڈسچارج کے لیے ایک ہی ونڈو رکھیں۔ 5 °C پر چارج ہونے والا اور 7 °C پر ڈسچارج ہونے والا ٹینک فرق کو دو بار کھو دیتا ہے، ایک بار اسٹور میں اور ایک بار پائپ میں۔
· ملاوٹ کے لیے 2 K کا مارجن محفوظ رکھیں۔ ڈسچارج کے دوران ٹینک سے نکلنے والی سپلائی 6-8 °C پر ہونی چاہیے تاکہ کامن پائپ میں مکسنگ لوپ کو کبھی بھی IT انلیٹ بینڈ سے اوپر نہ دھکیلے۔
inlet درجہ حرارت وہ پیرامیٹر ہے جو سب سے زیادہ خراب ہوتا ہے۔ جیسے جیسے ٹاورز بڑھتے ہیں اور موسم کے ساتھ نقطہ نظر وسیع ہوتا ہے، چلر 4 °C پر ہار مان جاتا ہے اور مؤثر حجم کم ہو جاتا ہے بغیر کسی کے سیٹ پوائنٹ کو چھوئے۔
قابل استعمال حصہ، ذخائر اور ذخیرہ شدہ توانائی
ڈیٹا سینٹر کے ٹھنڈے پانی کے ذخیرہ ٹینک کی نظریاتی گنجائش سادہ ہے؛ قابل استعمال گنجائش وہ ہے جو پلانٹ واقعی حاصل کر سکتا ہے، اور ان دونوں کے درمیان فرق ہی وہ جگہ ہے جہاں ڈیزائن کی محنت صرف ہوتی ہے۔
1. توانائی کی مساوات ایک بار لکھیں۔ Q = V × ρ × cp × ΔT، جہاں پانی کا cp ≈ 4.186 kJ/kg·K اور ρ ≈ 1000 kg/m³ ہے، تقریباً 1.163 kWh فی مکعب میٹر فی کیلون، لہٰذا 6 K کی ونڈو کسی بھی نقصان سے پہلے تقریباً 7 kWh فی m³ ذخیرہ کرتی ہے۔
2. قابل استعمال حصہ 70-90% پر لیں۔ inlet پر mixing، thermocline اور standing heat gain باقی فرق کا سبب بنتے ہیں؛ سخت چارجنگ چلر والے لمبے shells اس رینج کے نچلے سرے پر ہوتے ہیں۔
3. اوپر اور نیچے کے ذخائر شامل کریں۔ ہر سرے پر حجم کا چند فیصد تھرموکلائن کو نوزلز سے دور رکھتا ہے، اور یہ سب سے سستی صلاحیت ہے جو پروجیکٹ خریدے گا۔
منصوبہ بندی اس یونٹ میں کریں جو پلانٹ استعمال کرتا ہے، چوٹی کے دوران کلو واٹ گھنٹے میں فراہم کی جانے والی ٹھنڈک، پھر پیچھے کی طرف کام کریں۔ یہ بات چیت کو ایماندار رکھتا ہے جب بعد میں دوسرا ٹینک شامل کیا جائے۔
حراست کا وقت، داخلے کی رفتار اور جیومیٹری
حراست کا وقت ایک عمل نمبر کی طرح لگتا ہے، لیکن ڈیٹا سینٹر کے ٹھنڈے پانی کے ذخیرہ ٹینک میں یہ طے کرتا ہے کہ شیل بھرا ہوا کھڑے ہونے کے دوران کیسے برتاؤ کرتا ہے۔
· داخلے کی رفتار 0.5-1 میٹر فی سیکنڈ تک محدود رکھیں۔ ڈفیوزر جیٹ کو پھیلاتا ہے؛ اس حد سے اوپر یہ گرم تہہ سے گزر کر پورے شیل کو ایک ہی چارج میں مکس کر دیتا ہے۔
· اونچائی اور حجم کا ایک ساتھ جائزہ لیں۔ ایک لمبا شیل فی مکعب میٹر زیادہ قابل استعمال گہرائی دیتا ہے لیکن اسے بڑی کرین پک کی ضرورت ہوتی ہے؛ ایک چوڑا پست شیل بھرنے میں آسان اور اسٹریٹیفائی کرنے میں مشکل ہوتا ہے۔
اس کا عملی نتیجہ یہ ہے کہ جیومیٹری ڈفیوزر اور پلاٹ کی پیروی کرتی ہے نہ کہ سرخی کے حجم کی، اور دونوں جوابات اکثر کئی سو مکعب میٹر کے فرق پر ہوتے ہیں۔
لے آؤٹ کی اونچائی، جامد ہیڈ اور ملٹی ٹینک منصوبہ بندی
اونچائی وہ پیرامیٹر ہے جو باقی مکینیکل ڈیزائن تک پہنچتی ہے، کیونکہ پانی کا ستون ہائیڈرولک نظام میں مردہ وزن ہوتا ہے۔
· اونچائی جامد ہیڈ طے کرتی ہے۔ 20 میٹر پانی کا ستون بنیاد پر تقریباً 196 kPa ہوتا ہے، جو پمپ، شیل اور پریشر باؤنڈری کے اندر کسی بھی نوزل کو اٹھانا پڑتا ہے۔
· بنیادی دباؤ برتن کے ڈیزائن کو چلاتا ہے۔ نظام کی پریشر باؤنڈری کے اندر، موٹائی، نوزل کی مضبوطی اور ریلیف سیٹنگ اسی ہیڈ سے متعین ہوتی ہے، اور قابل اطلاق کوڈ اور ڈیزائن پروجیکٹ کی تفصیلات اور معاہدے میں طے شدہ ہوں گے۔
· جہاں پلاٹ اجازت دے وہاں چھوٹا شیل ترجیح دیں۔ یہ بنیاد کا بوجھ کم کرتا ہے، کرین پک کو کم کرتا ہے اور دوسری یونٹ کے لیے گنجائش چھوڑتا ہے۔
· متوازی یونٹس کی منصوبہ بندی کریں۔ دو نصف سائز کے ٹینک ایک ہی حجم رکھتے ہیں، معائنے کے لیے الگ الگ الگ تھلگ ہو سکتے ہیں، اور دوسرے کو بعد کے مرحلے میں آنے دیتے ہیں۔
متوازی شیل آپریٹنگ کہانی بھی بدل دیتے ہیں: ایک کو خالی کر کے معائنہ کیا جا سکتا ہے جبکہ دوسرا بوجھ اٹھائے رہتا ہے، جو دیکھ بھال کی کھڑکی کے لیے درکار ہے جہاں ڈیزائن کی بنیاد میں بیک وقت دیکھ بھال کی صلاحیت شامل ہو۔
تکنیکی تفصیلات
پیرامیٹر | عام قدر یا انتخاب | ڈیزائن کا اثر |
قابل استعمال ΔT | 4-7 K، چارجنگ 5 °C سے 11 °C | فی مکعب میٹر ذخیرہ شدہ توانائی |
داخل ہونے والے پانی کا درجہ حرارت | چلرز سے 4-6 °C | چارج کی شرح اور چلر اپروچ |
ڈسچارج سپلائی درجہ حرارت | 6-8 °C | آئی ٹی بینڈ کے لیے بلینڈنگ مارجن |
قابل استعمال حصہ | نظریاتی کا 70-90% | کسی مخصوص ڈیوٹی کے لیے مجموعی حجم |
ذخیرہ شدہ توانائی کی کثافت | ≈ 1.163 kWh فی m³ فی K | تصوراتی مرحلے پر حجم کا تخمینہ |
انلیٹ کی رفتار | ڈفیوزر کے ذریعے 0.5-1 m/s | تھرموکلائن معیار |
یونٹس کی تعداد | ایک، یا معائنے کے لیے متوازی میں دو | الگ تھلگ کرنا، مرحلہ وار بنانا، دیکھ بھال |
پروجیکٹ کیس
پانی اور گندے پانی کے شعبے میں ہمارا فراہم کردہ حوالہ جاتی کام بڑے کثیر الوحدة آرڈرز پر مشتمل ہے جو کئی سالوں میں بتدریج حوالے کیے گئے، جن میں ذیل میں دی گئی تنصیبات شامل ہیں۔ ڈیٹا سینٹر TES کا دائرہ کار بھی انہی معیارات کے مطابق تیار کیا گیا ہے۔
پروجیکٹ کیس کا خلاصہ
پروجیکٹ | پروڈکٹ | صلاحیت | ابعاد | تکمیل |
چین (سنکیانگ) - صنعتی گندہ پانی (P-K) | 01 GFS بولٹڈ ٹینک | 27 ٹینکوں میں 30,469 m³ | مخلوط قطر | 2023-2026 |
چین (ہیبئی) - دواسازی کا گندا پانی (P-K) | 02 FBE فیوژن بانڈڈ ایپوکسی ٹینک | 32,363 m³ | φ36,600 × 24,600 mm کے علاوہ φ18,340 × 24,600 mm | اگست 2026 |
اس قسم کا 27 یونٹ کا آرڈر اسی طرح کا معاملہ ہے جیسے ایک ڈیٹا سینٹر جو مشترک ہیڈر پر متوازی اسٹوریج شیل چلاتا ہے: قطر پلاٹ کے مطابق ملا کر، یونٹس بیچوں میں حوالے کیے جاتے ہیں، ہر شیل الگ تھلگ ہو سکتا ہے جبکہ باقی چلتے رہتے ہیں۔ جو منتقل ہوتا ہے وہ مماثل پینل، بتدریج سائٹ کی تنصیب اور کلیڈنگ سے پہلے پینل بہ پینل آزمائی گئی لائننگ ہے۔
سینٹر اینمل انجینئرنگ کی صلاحیت
سینٹر اینامل (شی جیا ژوانگ ژینگ ژونگ 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 تصدیق 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۔
تفصیلات اور متوازی بینکس
· حجم، قابل استعمال ΔT اور کھڑے نقصانات تفصیلات کے مرحلے میں طے کیے جاتے ہیں، اور ٹینک کی جیومیٹری، داخل/خارج کی بلندی اور موصلیت کی موٹائی ان تین اعداد کے مطابق منتخب کی جاتی ہے بجائے اس کے کہ ایک مقررہ کیٹلاگ آئٹم کے طور پر فراہم کی جائے۔
· انتخاب GFS، فیوژن بانڈڈ ایپوکسی اور سٹینلیس سٹیل شیلز پر محیط ہے؛ 304/316L سٹینلیس مختصر فہرست ہے جہاں سیال کی کیمسٹری کوٹڈ کاربن سٹیل شیل کو خارج کر دیتی ہے۔
· متوازی ملٹی ٹینک ڈیلیوری بہت بڑی صلاحیت تک پہنچنے کا ہمارا معیاری طریقہ ہے: سنکیانگ صنعتی گندے پانی کی اسکیم نے 2026-05 میں کل 30,469 m³ کے 27 ٹینک فراہم کیے، اور سچوان ڈسٹلری اسکیم نے 2023-09 میں 14,655 m³ فراہم کیے۔
اکثر پوچھے جانے والے سوالات
سوال 1: قابل استعمال حصہ نظریاتی حجم کا صرف ایک حصہ کیوں ہے؟
جواب 1: شیل کا ایک حصہ کبھی بھی قابل استعمال ٹھنڈا نہیں ہوتا: درمیان میں تھرموکلائن، نیز دونوں سروں پر چھوٹے ذخائر تاکہ اسے نوزلز سے دور رکھا جائے۔ انلیٹ مکسنگ اور اسٹینڈنگ ہیٹ گین کے درمیان، 70-90% کی توقع رکھیں، اور دونوں اعداد و شمار بتائیں۔
سوال 2: کیا لمبا شیل زیادہ ٹھنڈک ذخیرہ کرتا ہے؟
جواب 2: فی مکعب میٹر، نہیں، کیونکہ پانی اونچائی کے بجائے کمیت اور درجہ حرارت پر ذخیرہ کرتا ہے۔ لمبا شیل زیادہ قابل استعمال گہرائی دیتا ہے، لیکن اسٹیٹک ہیڈ، فاؤنڈیشن لوڈ اور کرین پک کو بڑھاتا ہے۔
سوال 3: صحیح ڈیٹینشن ٹائم کیا ہے؟
جواب 3: اتنا لمبا کہ شیل بغیر کسی معنی خیز حرارت یا حیاتیاتی تبدیلی کے ساکن رہے، اتنا مختصر کہ ڈفیوزر اب بھی پرت کو کنٹرول کرے۔ ہدف کے اعداد و شمار کے بجائے ساکن پانی کی مدت متعین کریں، پھر تھرموکلائن کی تصدیق کریں۔
سوال 4: کیا منصوبے میں ایک ٹینک یا دو کی منصوبہ بندی کرنی چاہیے؟
جواب 4: دو آدھے سائز کے شیل ایک ہی حجم رکھتے ہیں، معائنے کے لیے آزادانہ طور پر الگ ہو جاتے ہیں، اور اسی رقم کے علاوہ ایک بڑے مشترک ہیڈر اور زیادہ پائپ ورک کے ساتھ بعد میں دوسرا یونٹ شامل کرنے دیتے ہیں۔
سوال 5: اندر آنے والے پانی کا درجہ حرارت منصوبے کو کیسے تبدیل کرتا ہے؟
جواب 5: یہ چارج کی شرح کا تعین کرتا ہے۔ اگر چلرز 4-6 °C برقرار نہیں رکھ سکتے، تو ٹینک زیادہ گرم بھرتا ہے، قابل استعمال حصہ کم ہو جاتا ہے اور اسی زیادہ سے زیادہ گھنٹوں کے لیے مجموعی حجم بڑھانا پڑتا ہے۔
ڈیٹا سینٹر کے ٹھنڈے پانی کے ذخیرہ ٹینک کی صلاحیت کی منصوبہ بندی ایک زنجیر ہے: درجہ حرارت کی کھڑکی، ذخیرہ شدہ توانائی، قابل استعمال حصہ، جیومیٹری، اونچائی، پھر یونٹ کی تعداد۔ اونچائی وہ چیز ہے جسے اکثر دیر تک چھوڑ دیا جاتا ہے، کیونکہ یہ پمپ ہیڈ، بنیاد کے بوجھ اور دباؤ کی حد میں منتقل ہوتی ہے۔
ایک انجینئر سے بات کریں
ہمیں چوٹی کا آئی ٹی لوڈ، احاطہ کیے جانے والے گھنٹے، سپلائی اور ریٹرن درجہ حرارت، اور پلاٹ اس کی اونچائی کی حد کے ساتھ بھیجیں۔ ہم ایک صلاحیت کا منصوبہ تیار کریں گے جس میں قابل استعمال اور مجموعی حجم، مجوزہ جیومیٹری کے لیے قابل استعمال حصہ، حراست کا وقت، شیل بیس پر جامد ہیڈ اور یونٹس کی تعداد شامل ہوگی، پھر ایک تفصیلی شیٹ جو قطر، سیدھی اونچائی، بنیاد اور موصلیت کا احاطہ کرے گی۔ مرحلہ وار منصوبوں کے لیے، پوچھیں کہ مشترکہ ہیڈر پر دوسرے شیل کو کیسے الگ کیا جائے گا۔
واٹس ایپ