ڈیٹا سینٹر تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینکس: کولڈ اسٹوریج کولنگ کی کارکردگی کو کیسے بہتر بناتی ہے
سائنچ کی آج
ڈیٹا سینٹر تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک: کولڈ اسٹوریج کولنگ کی کارکردگی کو کیسے بہتر بناتی ہے
ایک ڈیٹا سینٹر تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک آف پیک اوقات میں تیار ہونے والا ٹھنڈا پانی ذخیرہ کرتا ہے اور اسے پیک کے دوران خارج کرتا ہے، تاکہ چلرز فی گھنٹہ آئی ٹی حرارت کو ٹریک کرنے کے بجائے مستحکم، موثر بوجھ پر چلیں۔ 4-7 K کے قابل استعمال درجہ حرارت کے فرق اور 70-90% کے حقیقت پسندانہ قابل استعمال حصے کے ساتھ، ایک اسٹریٹیفائیڈ ٹینک کئی گھنٹوں کا کولنگ بوجھ اٹھاتا ہے اور آپریٹرز کو چلرز کے ٹرپ ہونے پر ایک متعین رائیڈ تھرو ونڈو فراہم کرتا ہے۔ ٹینک کولنگ پیدا نہیں کرتا؛ یہ اس کولنگ کو وقت میں منتقل کرتا ہے۔
ایک ہائپر اسکیل ہال میں آئی ٹی لوڈ کا منحنی خطوط کافی حد تک ہموار ہوتا ہے جبکہ کولنگ پلانٹ کو زیادہ گرم ڈیزائن والے دن کے لیے سائز کیا جاتا ہے، پھر بھی ماپا گیا لوڈ زیادہ تر گھنٹے اس حد سے بہت نیچے رہتا ہے، لہٰذا پلانٹ کم پارٹ لوڈ پر چلتا ہے اور پھر بھی ریکس سے آنے والے ہر تیز گرمی کے جھٹکے کو جذب کر لیتا ہے۔
بہت سے ٹیرف چوٹی کی طلب کے لیے کلو واٹ میں اور توانائی کے لیے کلو واٹ آور میں چارج کرتے ہیں، لہٰذا ہر آئی ٹی جھٹکے کے پیچھے بھاگنے والا پلانٹ جھٹکے کی قیمت ادا کرتا ہے نہ کہ استعمال شدہ کلو واٹ آورز کی۔ جب چلر ٹرپ کرتا ہے، تو بڑھتے ہوئے ریٹرن درجہ حرارت اور شٹ ڈاؤن کے درمیان واحد چیز پائپوں میں موجود پانی ہوتا ہے۔
ڈیٹا سینٹر تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک دونوں مسائل کا حل پیش کرتا ہے کیونکہ یہ چوٹی کے وقت زیادہ کولنگ پیدا کرنے کے بجائے کولنگ کو وقت میں منتقل کرتا ہے۔ آگے جو کچھ آتا ہے اس میں یہ شامل ہے کہ یہ برتن کیا ہے، یہ سلسلہ میں کہاں واقع ہے، اسے کیسے سائز کرنا ہے، اور کون سے آپریٹنگ موڈز اس خرچ کو جائز قرار دیتے ہیں۔
ڈیٹا سینٹر تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک کیا ہے
ٹھنڈے پانی کا ایک موصل حجم، جو سپلائی درجہ حرارت پر رکھا جاتا ہے اور جب طلب چیلرز کی مقرر کردہ فراہمی سے بڑھ جائے تو پلانٹ لوپ میں واپس آ جاتا ہے۔ اس کے اندر کوئی چیز ریفریجریشن نہیں کرتی۔
· ذخیرہ، نہ کہ پیداوار۔ یہ وہ توانائی رکھتا ہے جس کی قیمت چیلرز پہلے ہی ادا کر چکے ہیں، لہٰذا اس کا موازنہ بڑے چیلر پلانٹ سے کرنا سرمائے کا موازنہ ڈیمانڈ چارج اور پارٹ لوڈ جرمانے سے کرنا ہے۔
· پلانٹ کے موثر نقطے پر چارج کیا جاتا ہے۔ آف پیک وقفے میں چیلرز تقریباً مکمل لوڈ پر چلتے ہیں اور حجم بھرتے وقت 4-6 °C پر پانی بناتے ہیں، لہٰذا چیلر دوپہر کے IT منحنی خط کی پیروی نہیں کرتا۔
· اسی بینڈ کے اندر ڈسچارج کیا جاتا ہے۔ ٹینک سے نکلنے والی سپلائی عام طور پر 6-8 °C پر ہوتی ہے، لہٰذا چیلر اسٹریم کے ساتھ ملاپ لوپ کو کبھی بھی اس درجہ حرارت سے اوپر نہیں لے جاتا جو IT آلات قبول کرتے ہیں۔
· ایک محدود دورانیہ، نہ کہ خودمختاری۔ چار عروج کے گھنٹوں کے لیے بنایا گیا ٹینک فرضی بوجھ کے تحت چار گھنٹے فراہم کرتا ہے، اور اس دورانیے کا ذکر کرنا کسی بھی قابل اعتماد تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک ڈیٹا سینٹر مطالعہ کا پہلا قدم ہے۔
کولنگ چین میں ٹینک کہاں واقع ہے
ڈیٹا سینٹرز کے لیے تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک عام طور پر چلر پلانٹ اور ڈسٹری بیوشن ہیڈر کے درمیان مشترکہ پائپ پر چلروں کے متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے، نہ کہ ان کے پیچھے۔ یہ ترتیب کنٹرول لاجک، والو انوینٹری اور حوالگی کے وقت پلانٹ کے رویے کو طے کرتی ہے۔
· چلر لوپ اور ڈسٹری بیوشن لوپ۔ ہر ایک آئسولیشن اور چیک والوز کے ذریعے مشترکہ پائپ کو فیڈ کرتا ہے، اور ڈسٹری بیوشن سائیڈ پمپ سیٹ کنٹرول کے منتخب کردہ کسی بھی امتزاج سے کھینچتا ہے، جس سے ٹینک evaporator پریشر سے آزاد رہتا ہے۔ اسٹوریج چلروں کے upstream بھی رکھی جا سکتی ہے، جو evaporators سے پہلے ڈسچارج کو ریٹرن کے ساتھ ملاتی ہے، لیکن اس کی قیمت ٹینک کے ذریعے مکمل سسٹم فلو ہے۔
· ہینڈ اوور، بائی پاس، بھرائی اور نکاسی۔ منطق کو آئسولیشن والو کھلنے سے پہلے چلر سیٹ پوائنٹ تبدیل کرنا چاہیے، تاکہ سپلائی درجہ حرارت نہ گرے نہ بحال ہو۔ پلانٹ کو سروس بائی پاس، بھرائی اور وینٹ کا راستہ، اور نکاسی بھی درکار ہے، کیونکہ جو ٹینک خالی نہ ہو سکے اس کا معائنہ نہیں ہو سکتا۔
سائزنگ: آئی ٹی لوڈ سے ٹینک کے حجم تک
حجم کوئی رائے کا معاملہ نہیں؛ یہ لوڈ، درجہ حرارت کے فرق اور احاطہ کیے گئے گھنٹوں سے طے ہوتا ہے۔
1. ڈیوٹی اور بہاؤ معلوم کریں۔ اسٹوریج کو تفویض کردہ آئی ٹی حرارتی لوڈ کو لوپ ΔT پر تقسیم کریں۔ 7 K پر 5 MW ہال کو تقریباً 615 m³/h درکار ہوتا ہے۔
2. توانائی کی مساوات لاگو کریں۔ Q = V × ρ × cp × ΔT، جہاں پانی کے لیے cp ≈ 4.186 kJ/kg·K اور ρ ≈ 1000 kg/m³، تقریباً 1.163 kWh فی مکعب میٹر فی کیلون، لہٰذا 6 K قابل استعمال ΔT پر تقریباً 7 kWh نظریاتی فی m³۔
3. قابل استعمال حصہ لاگو کریں۔ مکسنگ، محیطی حصول اور شارٹ سرکٹنگ نظریاتی قدر کا کچھ حصہ ختم کر دیتے ہیں؛ ڈیزائنرز 70-90% پر بھروسہ کرتے ہیں، کم عدد ایک لمبے شیل کے لیے جس میں ڈفیوزر ناقص جگہ پر نصب ہو۔
4. ایک برتن میں تبدیل کریں۔ قابل استعمال توانائی کو ڈیوٹی اور گھنٹوں سے تقسیم کریں، پھر عملی قطر اور شیل کی اونچائی تک گول کریں۔
آپریٹنگ موڈز جو ٹینک کو جائز قرار دیتے ہیں
مکمل اسٹوریج آف پیک کے دوران چارج ہوتی ہے اور پیک کے دوران پلانٹ بند کر دیتی ہے، جس سے سب سے بڑی ڈیمانڈ بچت اور سب سے بڑا حجم ملتا ہے: دن کے آغاز میں بھرا ٹینک، اختتام پر خالی۔ رائیڈ تھرو ٹائر III یا ٹائر IV کیس کو سنبھالتا ہے، جہاں دیکھ بھال کے لیے لیا گیا چلر بصورت دیگر غیر منصوبہ بند ہوگا۔
تکنیکی تفصیلات
انٹرفیس آئٹمز اسٹوریج پروجیکٹ پر زیادہ تر انجینئرنگ تبدیلی پیدا کرتے ہیں۔
آئٹم | عام قدر یا انتخاب | ڈرائیوز |
برتن کی حد | فضائی فیلڈ ایریکٹڈ، یا سسٹم پریشر باؤنڈری کے اندر | شیل کی موٹائی، نوزل کی درجہ بندی، ریلیف |
قابل استعمال ΔT | 4-7 K، عام طور پر 6 K (5 °C سے 11 °C) | فی مکعب میٹر ذخیرہ شدہ توانائی |
چارج اور ڈسچارج درجہ حرارت | 4-6 °C چارجنگ، 6-8 °C ڈسچارج | آئی ٹی inlet بینڈ اور بلینڈنگ مارجن |
قابل استعمال حصہ | نظریاتی کا 70-90% | مجموعی حجم |
داخلے کی رفتار | ڈفیوزر کے ذریعے 0.5-1 m/s | درجہ بندی کا معیار |
نوزل اور آلات کی فہرست | چارج، ڈسچارج، واپسی، بھرائی، وینٹ، نکاسی، لیول، مین وے | والو کی تعداد اور رسائی |
موصلیت | منرل وول، ویدر بیریئر، مسلسل کلیڈنگ | مستقل حرارت کا حصول |
بنیاد | رنگ بیم یا پیڈ جس میں سپورٹس پر تھرمل برج کی تفصیل ہو | شیل رجسٹریشن اور فریزنگ کی تفصیل |
پروجیکٹ کیس
پانی اور گندے پانی کے شعبے میں ہمارے فراہم کردہ حوالہ جاتی کاموں میں سائٹ پر نصب بڑے قطر کے بولٹڈ ٹینک شامل ہیں، جیسے کہ نیچے دی گئی چار شیل کی تنصیب، اور ڈیٹا سینٹر ٹی ای ایس کا دائرہ کار بھی انہی معیارات کے مطابق تیار کیا گیا ہے۔
پروجیکٹ کیس کا خلاصہ
پروجیکٹ | پروڈکٹ | صلاحیت | ابعاد | تکمیل |
نمیبیا - پینے کے پانی کا ذخیرہ (P-A) | 01 GFS بولٹڈ شیشہ فیوزڈ ٹو اسٹیل ٹینک | 44,900 m³ کل، 4 ٹینک | 4 × φ41,260 mm × 8,400 mm | ستمبر 2022 |
وہ شیلز فیکٹری سے انامیل لیپت پینلز کے طور پر روانہ ہوئے، الگ الگ کورسز کی شکل میں بھیجے گئے اور سائٹ پر رنگ بہ رنگ تعمیر ہوئے۔ یہی تعمیراتی ترتیب اور ہالیڈے ٹیسٹ وہ چیز ہے جو کولنگ سائیڈ برتن کو ورثے میں ملتی ہے۔
سینٹر انامیل 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، جس میں مصنوعات کی سرٹیفیکیشن بشمول 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۔
اسٹوریج شیل اور پانی کا معیار
· گلاس فیوزڈ ٹو اسٹیل شیلز 820-930 °C پر 0.25-0.45 mm انامیل لیئر کے ساتھ انامیل کیے جاتے ہیں، 3450 N/cm² چپکنے کی طاقت، 1500 V DC ہالیڈے ٹیسٹ اور Ra 0.8 µm سے کم، جو اندرونی سطح کو اتنا ہموار رکھتا ہے کہ کم طفیلی دباؤ کے نقصان کے ساتھ مستحکم تھرموکلائن برقرار رہے۔
· فضائی بلک ٹھنڈے پانی کی سروس AWWA D103-09 ڈیزائن روٹ اور ISO 28765 فیکٹری پروڈکشن کنٹرول کے تحت آتی ہے، NSF/ANSI 61 اور WRAS لاگو ہوتے ہیں جب پانی کو پینے کے قابل گریڈ سسٹم فلوئڈ کے طور پر درجہ بندی کیا جائے۔
· بڑے قطر، اعلیٰ صلاحیت والے فضائی پانی کے ٹینکوں کے لیے ہمارا حوالہ ریکارڈ نمیبیا پینے کے پانی کی اسکیم پر مشتمل ہے جس میں 4 × φ41.26 m × 8.4 m ٹینک کل 44,900 m³ ہیں، جو 2022-09 میں مکمل ہوئے۔
اکثر پوچھے جانے والے سوالات
سوال 1: کیا ڈیٹا سینٹر تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک خریدے جانے والے چلرز کی تعداد کم کرتا ہے؟
A1: صرف مکمل ذخیرہ کی صورت میں۔ اگر پلانٹ چوٹی کے وقت چلرز کو مکمل طور پر بند کر دیتا ہے، تو اسے اوسط بوجھ کے لیے سائز کیا جا سکتا ہے نہ کہ چوٹی کے بوجھ کے لیے۔ جزوی ذخیرہ یا رائیڈ تھرو ڈیزائن میں چلرز اپنا سائز برقرار رکھتے ہیں اور ٹینک چوٹی کا کچھ حصہ پورا کرتا ہے۔
سوال 2: کتنے گھنٹے کا ذخیرہ معاشی طور پر معنی خیز ہے؟
A2: زیادہ تر منصوبے دو سے چھ چوٹی گھنٹوں کے درمیان آتے ہیں۔ دو سے کم میں ٹینک ایک سادہ بفر ویسل سے مقابلہ کرتا ہے اور سرمایہ فائدے سے الگ نہیں ہوتا؛ تقریباً چھ سے زیادہ میں حجم اور جگہ بڑھتی ہے جبکہ فی مکعب میٹر بچت کم ہوتی ہے۔
سوال 3: کیا ٹینک چلڈ واٹر سسٹم کی پریشر باؤنڈری کے اندر رکھا جا سکتا ہے؟
A3: یہ کر سکتا ہے، اگرچہ بڑے حجم کے لیے عام طور پر ایک ماحولیاتی فیلڈ ایریکٹڈ برتن استعمال ہوتا ہے کیونکہ دیوار کی موٹائی اور نوزل ڈیزائن سادہ رہتے ہیں اور شیل کا اندر سے معائنہ کیا جا سکتا ہے۔ پمپ ڈسچارج کی طرف یہ پریشر باؤنڈری میں شامل ہوتا ہے، پھر موٹائی، سوراخ اور ریلیف کو تفصیلات میں ڈیزائن پریشر اور درجہ حرارت کے مطابق حساب کیا جاتا ہے۔
س4: جب چلرز رک جائیں اور پمپ ان کے ساتھ رک جائیں تو کیا ہوتا ہے؟
A4: ایک لمبا موصل ٹینک چند گھنٹوں میں بہت کم حرارت کھوتا ہے؛ اصل خطرہ مکسنگ ہے۔ اگر گرم واپسی کا پانی اب بھی داخل ہو رہا ہو جبکہ گردش رک گئی ہو، تو تھرموکلائن اوپر کی طرف منتقل ہو جاتی ہے اور قابل استعمال سردی حرارت کے توازن کی تجویز سے زیادہ تیزی سے سکڑ جاتی ہے۔ ایک بھرا ہوا ٹینک جزوی طور پر خارج ہونے والے سے زیادہ دیر تک اپنا چارج رکھتا ہے۔
س5: کیا کھڑے ٹھنڈے پانی کو خصوصی علاج کی ضرورت ہے؟
A5: جی ہاں۔ ٹھہرا ہوا ٹھنڈا پانی حیاتیاتی نشوونما اور آکسیجن کی موجودگی میں کاربن اسٹیل کے جوڑوں کے زنگ کے لیے حساس ہوتا ہے، لہٰذا بائیوسائیڈ، pH کنٹرول اور وقتاً فوقتاً معائنہ کمیشننگ پلان کا حصہ ہونا چاہیے، اور استر کو اس ٹریٹمنٹ پروگرام کے مطابق ہونا چاہیے جو پلانٹ پہلے سے چلا رہا ہے۔
ڈیٹا سینٹر کا تھرمل انرجی اسٹوریج ٹینک چلر پلانٹ کو آئی ٹی لوڈ کی فوری حرارت کے اخراج کی طلب سے الگ کر دیتا ہے۔ قابل استعمال درجہ حرارت کا فرق منتخب کریں، حقیقت پسندانہ قابل استعمال حصے کے ساتھ توانائی کی مساوات لاگو کریں، اور ڈسچارج بہاؤ کو لوپ پمپ کی صلاحیت کے خلاف جانچیں۔ جہاں ڈیمانڈ چارجز تجارتی کیس پر غالب ہوں وہاں بات واضح ہے؛ جہاں چلر کی بندش بصورت دیگر غیر منصوبہ بند ہوگی، وہاں قابل اعتمادی کا کیس اسے سہارا دیتا ہے۔
جو ٹینک اپنی قابل استعمال صلاحیت پوری کرتا ہے اور جو کم رہ جاتا ہے، ان میں فرق تفصیل سے ہوتا ہے: داخلے کی رفتار، ڈفیوزر کی جگہ، سپورٹس پر موصلیت کا تسلسل، اور حوالگی کے وقت کنٹرول لاجک۔
انجینئر سے بات کریں
ہمیں آئی ٹی لوڈ کرو، سپلائی اور ریٹرن درجہ حرارت، ٹیرف کا ڈھانچہ اور پلاٹ کا رقبہ بھیجیں۔ ہم آپ کے ساتھ ٹینک کے سائز کا حساب کتاب کریں گے، مجوزہ جیومیٹری کے لیے قابل استعمال حصہ بتائیں گے جس کی ہم ضمانت دیں گے، اور ایک تفصیلی شیٹ فراہم کریں گے جس میں قطر، سیدھی اونچائی، نوزل کی فہرست، موصلیت کی موٹائی اور کوٹنگ کا انتخاب شامل ہوگا۔ جہاں چلر کا آرڈر ابھی باقی ہے، وہاں ٹی ای ایس انٹیگریشن پر آرڈر دینے سے پہلے بات کریں، کیونکہ کنکشن کا انتظام زیادہ تر کنٹرول لاجک کا فیصلہ کرتا ہے۔
واٹس ایپ