Ma'lumot markazlari uchun issiqlik energiyasini saqlash tanklari: suv, muz va PCM taqqoslash
Tashkil Topildi Bugun
Ma'lumotlar markazlari uchun issiqlik energiyasini saqlash tanklari: suv, muz va PCM taqqoslash
Sovutilgan suv ko'pchilik maydonchalar uchun eng past xavfli yo'nalish hisoblanadi. Ma'lumotlar markazlari uchun suv saqlaydigan issiqlik energiyasini saqlash tanklari har bir kub metr uchun kelvin boshiga taxminan 1,16 kVt·soat saqlaydi, yo'qotishlardan oldin 6 K deltada taxminan 7 kVt·soat/m3 ni tashkil etadi. Muz teng hajmda bir necha baravar yuqori zichlik beradi, lekin yig'ish, eritish va bilvosita konturni qo'shadi. PCM ikkalasi o'rtasida joylashgan va odatda foydali kilovatt-soat uchun qimmatroqqa tushadi. Suv tanklari atmosfera bosimiga yaqin sharoitda ishlaydi, izolyatsiya, stratifikatsiyani boshqarish va ishlab chiqarish amaliyoti yetuk. Ma'lumotlar markazlari uchun issiqlik energiyasini saqlash tanklari uchta muhitda - sovutilgan suv, muz va faza o'zgarishi materiali - belgilanadi va har bir muhit nafaqat idishlar sonini, balki qobiqni ham o'zgartiradi.
Rack zichligi o'sishda davom etmoqda va shu bilan birga IT yukidan issiqlikni olib tashlashga sarflanadigan sayt energiyasining ulushi ham oshmoqda. Chillerlar o'rtacha soat uchun emas, balki eng yomon soat uchun o'lchamlanadi va bu soat ham uskuna xarajatini, ham talab to'lovini belgilaydi. Issiqlik energiyasini saqlash sovutishni arzon soatlarga o'tkazadi: qurilma eng yuqori bo'lmagan vaqtda intensiv ishlaydi, tankni to'ldiradi va tushdan keyingi eng yuqori cho'qqini saqlangan sovuq hisobidan o'tkazadi.
Uch xil muhit bu sovuqni saqlaydi. Qatlamli izolyatsiyalangan idishdagi sovutilgan suv — bu etalon dizayn. Suv idishi ichida spirallarda hosil bo'lgan yoki mashina yordamida yig'ilgan muz har bir kub metr uchun energiyani oshiradi. Kapsulalangan fazaviy o'zgarish materiallari qattiqdan suyuqlikka o'tish orqali xuddi shu maqsadni ko'zlaydi. Uchala yo'l ham cho'qqi sovutgich tonnasini kamaytiradi; ularning hech biri umumiy maydon kilovatt-soatini kamaytirmaydi va har biri tartibni, boshqaruvni va texnik xizmat ko'rsatish rejasini o'zgartiradi.
Ushbu taqqoslash ma'lumotlar markazlari uchun issiqlik energiyasini saqlash idishlarini xarid qilishni hal qiluvchi raqamlar orqali amalga oshiriladi: har bir kub metr uchun sig'im, foydalanish mumkin bo'lgan kilovatt-soat uchun xarajat, saqlangan sovuqning qancha qismini olish mumkinligi va har bir yo'lning bir vaqtda texnik xizmat ko'rsatish sharoitida qanday harakat qilishi.
Uchala yo'l aslida nimani saqlaydi
Saqlash zichligi tank hajmini belgilaydi. Suyuq tank uchun sig'im `Q = V x rho x cp x dT` formula bo'yicha aniqlanadi. Taxminan 1000 kg/m3 va 4,186 kJ/kg.K bo'lgan suv har bir kub metr uchun har bir kelvinga 4,186 MJ, taxminan 1,163 kWh/m3.K saqlaydi. 6 °C dan 12 °C gacha bo'lgan odatiy 6 K oralig'ida bu taxminan 7 kWh/m3 ni tashkil qiladi.
Muz massa o'zgarishini yashirin issiqlikka almashtiradi. 334 kJ/kg da muzlash sezilarli sovutishdan ko'ra massa birligiga ancha ko'proq saqlaydi, shuning uchun teng o'lchamdagi o'ralgan lasan yoki yig'ish tanki suv tankiga qaraganda bir necha baravar ko'proq sovuq saqlaydi. Muz qatlami orqali issiqlik qisqa tutashuvi tsikllar orasida bu afzallikni jimgina yo'q qiladi.
PCM ikkalasi o'rtasida, issiqlik almashtirgich orqasida joylashgan. Kapsulalangan tuzlar yoki parafinlar belgilangan haroratda fazani o'zgartiradi va odatda oraliq kontur orqasida saqlanadi, bu qobiq va uzatish maydoni hisobga olinganda kub metr uchun yashirin issiqlikning bir qismini saqlaydi.
Ushbu uchta zichlik ma'lumot markazlari uchun issiqlik energiyasini saqlash tanklarining hajmini belgilaydi. Bir xil vazifa uchun suv eng ko'p kub metr talab qiladi, muz eng kam, PCM esa o'rtada.
1. Suv: eng past kWh narxi, eng katta idish, ko'plab dizaynlarda to'g'ridan-to'g'ri chiller ulanishi.
2. Muz: ixcham, bilvosita va lasan ustidagi yuqoriroq yaqinlashish harorati.
3. PCM: ixchamdan o'rtagacha, inkapsulyatsiya va fazalarni ajratish elementlariga e'tibor berish kerak.
Kapital xarajat, egallangan maydon va zavod joylashuvi
Bak hajmi ko'rinadigan xarajat; qolgan uskunalar esa jimgina xarajatdir. Suv baki izolyatsiyalangan qobiq, kirish va chiqish nozullari, diffuzor, nasos va boshqaruvni talab qiladi. Muz va PCM issiqlik almashtirgich paketi, ikkilamchi suyuqlik konturi va muz holatida ishlayotganda bakdan oladigan eritish ketma-ketligini qo'shadi.
Egallangan maydon tor kampuslarda yo'nalishni tanlaydi. Zaxira bak fermasi mavjud bo'lganda, suv saqlash har bir operatsion toifada saqlangan kilovatt-soat uchun xarajat bo'yicha ustunlik qiladi. Plita maydoni qat'iy, lekin mashina xonasi balandligi mavjud bo'lsa, muz yoki PCM har bir kVt/soat uchun yuqoriroq xarajat bo'lsa ham oqlanadi, chunki alternativa ikkinchi chiller binosidir.
Bosim sharti konstruktiv qamrovni o'zgartiradi. Atmosfera bosimiga yaqin suv idishi bosim chegarasidan tashqarida bo'ladi, shuning uchun shtutserlar va teshiklar faqat gidravlik yuklama uchun loyihalanadi. Bosim ostidagi muz mashinalari musbat o'lchov bosimida ishlaydi va idish, uning mustahkamlanishi hamda tekshiruv tartibini o'zlari bilan olib keladi.
· Sovutilgan suv: foydalanish mumkin bo'lgan kilovatt-soat uchun eng past kapital xarajat, eng katta egallangan maydon, ko'plab loyihalarda bilvosita kontur yo'q.
· Muz: suv idishiga nisbatan ikki-to'rt baravar kapital xarajat, ixcham egallangan maydon, har doim bilvosita kontur.
· PCM: o'rtadan yuqorigacha kapital xarajat, ixchamdan o'rtagacha egallangan maydon, har doim bilvosita kontur.
Foydalanish samaradorligi, yo'qotishlar va olish
Zaryadlash va zaryadsizlantirish samaradorligi farq qiladi. Suv tanki izolyatsiya va aralashtirish orqali kuniga kichik ulushni yo'qotadi va dizaynerlar stratifikatsiya, qisqa tutashuv va aralashtirish yo'qotishlaridan keyin foydalanish mumkin bo'lgan sig'im uchun nazariyaning 70-90 foizini qo'llaydilar.
Muz issiqlik qisqa tutashuvi tufayli yo'qotadi. Konvertni kesib o'tadigan issiqlik foydalanish uchun zaryadlanmagan muzni eritadi, shuning uchun qurilma ortiqcha zaryadlashi kerak. Izolyatsiya sifati va idish geometriyasi bu tezlikni belgilaydi.
PCM uzatish tomonida yo'qotadi. Fazali o'zgarish qatlamidagi past o'tkazuvchanlik zaryadlash va zaryadsizlantirish quvvatini hajm bo'yicha emas, balki sirt maydoni bo'yicha cheklaydi, shuning uchun eng yuqori tezlik uchun o'lchamlash idishni kattalashtiradi va zichlik daromadini pasaytiradi.
Yo'nalish | Nazariy zichlik | Foydalanish mumkin bo'lgan ulush | Asosiy yo'qotish mexanizmi |
Sovutilgan suv | ~1,16 kVt/soat/m3.K | 70-90 foiz | Stratifikatsiyaning buzilishi, atrof-muhitga oqish |
Muz | Suvdan bir necha baravar | Zaryadning 60-85 foizi | Issiqlik qisqa tutashuvi, muzdan tushirishni olib tashlash |
PCM | O'rta diapazon | Yashirin issiqlikning 60-80 foizi | O'tkazuvchanlik bilan cheklangan uzatish, ajratish |
Ishlash, texnik xizmat ko'rsatish va nosozlik xatti-harakati
Suv tizimlari sekin va ko'rinadigan tarzda ishdan chiqadi. Stratifikatsiya yemiriladi, diffuzorlar ifloslanadi va haddan tashqari qizib ketgan qaytish oqimi tankni aralashtiradi. Kimyoviy tarkib zavod allaqachon ishlatayotgan narsadir: biosid, inhibitor, qatlam hosil bo'lishini nazorat qilish va davriy tozalash.
Muz zavodlari mexanik ro'yxatga ega. Bobin qatlami, muz ko'prigi, muzdan tushirish klapanining yopishib qolishi va kontur oqishi takrorlanadi, bularning barchasi izolyatsiyalangan idish ichida bo'lib, kirishni qiyinlashtiradi.
PCM moddiy barqarorlik elementlarini qo'shadi. Kapsulyant shikastlanishi, tuz gidratlarida segregatsiya va issiqlik almashtirgichning ifloslanishi birinchi kundan boshlab jonli monitoring nuqtasini talab qiladi. Amalda suv idishi uchun kirish va chiqish harorati, daraja va diffuzor tezligini, muz zavodi uchun eritish chastotasi va muz ulushini, PCM skidi uchun quvvat va fazali diapazon siljishi bilan zaryadlash va zaryadsizlantirish quvvatini qayd eting.
Texnik spetsifikatsiya
Element | Sovutilgan suv TES | Muz TES | PCM TES |
Saqlash muhiti | Suv, 5-7 dan 12-14 °C gacha | Suvdagi muz, lasan yoki yig'ish | Kapsullangan tuz yoki parafin |
Sig'im formulasi | Q = V x rho x cp x dT | m x 334 kJ/kg, qisqa tutashuvsiz | m x yashirin issiqlik, HX jazosiz |
Foydalanish mumkin bo'lgan diapazon | 5-7 K delta | 0 °C ga yaqin erish nuqtasi | Belgilangan fazali o'tish harorati |
Bosim holati | Atmosferaga yaqin | Past musbat o'lchov | Atmosferadan past o'lchovgacha |
Izolyatsiya | Mineral jun, alyuminiy qoplama | Og'irroq devor, bug 'muhrlanishi | Mineral jun, bug 'muhrlanishi |
Issiqlik almashtirgich | Har doim ham talab qilinmaydi | Har doim | Har doim |
Cho'qqi chiqish quvvati | Ko'krak, nasos va diffuzor | Lasim yuzasi maydoni | O'tkazuvchanlik yo'li va maydoni |
Qobiq doirasi | Ma'lumotlar markazlari uchun issiqlik energiyasini saqlash tanklari har qanday yirik atmosferaviy suv idishlari kabi bir xil qobiq, qoplama va izolyatsiya doirasidan foydalanadi | ||
Dizayn ma'lumotnomalari | AWWA D103 amaliyoti, ASHRAE DC9 yo'riqnomasi | Idish amaliyoti, mashina spetsifikatsiyasi | Idish amaliyoti, material spetsifikatsiyasi |
Loyiha ishi
Maydon | Qiymat |
Loyiha | Namibiya ichimlik suvi saqlash (P-A) |
Mahsulot | 01 Shisha bilan qoplangan po'latdan yasalgan rezervuar |
Sig'im | Jami 44,900 m3 |
O'lchamlar | 4 ta idish, diametri 41,26 m, balandligi 8,4 m |
Tugallanish | Sentyabr 2022 |
Suv va oqova suv sohasida yetkazib berilgan ma'lumot loyihalarimiz ushbu ichimlik suvi hajmini o'z ichiga olsa-da, ma'lumotlar markazi TES hajmi xuddi shu standartlarga muvofiq loyihalashtirilgan. Diametri 41,26 m bo'lgan to'rtta murvatli idish katta atmosferaviy suv idishi uchun zarur bo'lgan panel soni, qobiq diametri va sayt yig'ish ketma-ketligini namoyish etadi. Ma'lumotlar markazlari uchun issiqlik energiyasini saqlash idishlari, vosita suv bo'lganda va idish atmosfera bosimiga yaqin bo'lganda, xuddi shu qobiq hajmini meros qilib oladi.
Center Enamel muhandislik qobiliyati
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) 2008-yildan buyon boltli saqlash rezervuarlarini loyihalashtiradi va ishlab chiqaradi. Xitoyda birinchi shisha bilan qoplangan po'lat (GFS) rezervuar ishlab chiqaruvchisi sifatida kompaniya emal bilan bog'liq 200 ga yaqin patentga ega, yiliga taxminan 300 000 dona emal bilan qoplangan po'lat plastinka ishlab chiqaradi, 30 000 dan ortiq o'rnatilgan loyihalarni yakunlagan va o'z rezervuarlarini 100 dan ortiq mamlakatlarga yetkazib beradi. Ishlab chiqarish quvvatini oshirish uchun yangi 150 000 m² ishlab chiqarish bazasi qo'shildi va bitta rezervuarlar 60 000 m³ gacha yetkazib beriladi. Ishlab chiqarish ISO 9001 va ISO 45001 standartlari asosida amalga oshiriladi, mahsulot sertifikatlari NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI va EUROCODE ni o'z ichiga oladi, dizayn esa qo'llanilishi talab qilingan hollarda AWWA D103-09, AWWA C550 va NFPA ga asoslanadi.
O'rta va qobiq talabi
· Suv, muz va PCM har biri boshqa qobiq talabini qo'yadi: suv hajm va izolyatsiyani talab qiladi, muz ichki lasim yoki kollektorni talab qiladi, PCM esa tank geometrik jihatdan sig'dirishi kerak bo'lgan kapsula to'plamini talab qiladi.
· Eng kam xavfli birinchi qadam - sovutish yuklamasi egri chizig'idan o'lchamlangan atmosferaviy suv bilan to'ldirilgan qobiq, chunki u gidravlik va boshqaruv dizaynini asosiy qurilmadan o'zgarishsiz qoldiradi.
· Bizning suv idishlarini yetkazib berishimiz, Namibiya 44,900 m³ sxemasi boshchiligida, suvga asoslangan ombor uchun bevosita pretsedent hisoblanadi.
Ko'p beriladigan savollar
S1: Muz saqlash har doim ham sovutilgan suvdan arzonmi?
J1: Yo'q. Muz har bir kub metr uchun ko'proq sovuq saqlaydi, shuning uchun idish kichikroq bo'ladi, lekin mashina paketi, eritish ketma-ketligi va bilvosita halqa foydalanish mumkin bo'lgan kilovatt-soat uchun o'rnatish narxini oshiradi. Er mavjud bo'lganda, suv qisqaroq qoplanish muddatini qaytaradi.
S2: Sakkiz soatlik eng yuqori yukni kamaytirish uchun qanday idish hajmi kerak?
J2: Avval saqlangan kilovatt-soatni o'lchab oling: yuk kVtda marta siljish soatlari, foydalanish koeffitsientiga bo'linadi, so'ngra tanlangan muhit zichligiga bo'linadi. 6 K da, suv 70-90 foiz koeffitsientidan oldin taxminan 7 kVt/m3 taklif qiladi.
S3: Suv TES idishi elektr uzilishi paytida yordam beradimi?
A3: Bu yordam beradi. Saqlangan sovuq suv generatorlar va UPS qurilmalari ishga tushguncha o'simlikni qoplaydi va atmosfera idishi bosimli ta'minotsiz oqim yetkazib beradi. Dizaynerlar buni cheklanmagan ishlash vaqti emas, balki belgilangan avtonom ishlash vaqti bilan baholaydilar.
Q4: Muz yoki PCM rezervuari mavjud sovutilgan suv qurilmasiga ulanadimi?
A4: Ha, o'z issiqlik almashtirgichi va konturi bilan bilvosita orol sifatida. Interfeys bir juft ulanish va boshqaruv signalidan iborat, shuning uchun mavjud chillerlar o'z qurilma interfeysini yangi saqlash tizimi orqasida saqlab qoladi.
Q5: Qaysi muhit sifatsiz suvga eng yaxshi bardosh beradi?
A5: Zavodda qo'llanilgan emal yoki eritib yopishtirilgan epoksi qoplama qobiqni saqlanadigan suv bilan aloqadan saqlaydi, shuning uchun kimyoviy tarkib po'latga emas, balki suv tomoniga ta'sir qiladi. Ikkalasi ham bir necha yilda bir marta tekshirish uchun ochilgan rezervuar uchun joyida ta'mirlanadi.
Q6: Izolyatsiyalangan rezervuarda zaxira yo'qotish qancha?
A6: Yaxshi izolyatsiyalangan atmosfera rezervuari kuniga zaryadning kichik bir qismini yo'qotadi, keyingi tsiklda qoplanadi. Izolyatsiya qalinligi, bug 'muhrlanishi va tayanch detallari qobiq materialidan ko'ra muhimroqdir.
Q7: Avval PCM pilotini ishga tushirishga arziydimi?
A7: Ko'pchilik operatorlar bitta idishni muhim bo'lmagan zaldagi sinovdan o'tkazadilar, bu orqali zaryad va razryad quvvatini, faza diapazonining siljishi va ifloslanishini qayd etadilar, bu esa faza o'zgarishi haroratining qaytish suviga mos kelishini aniqlaydi.
Uchta marshrut sovuqni turlicha saqlaydi va faqat bittasi kilovatt-soat uchun arzon. Suv eng past kapital xarajatga, eng oddiy gidravlik interfeysga va eng chuqur texnik xizmat ko‘rsatish tarixiga ega bo‘lib, buning evaziga hajm bilan to‘lanadi. Muz ixchamlikni yuqori xarajat va harakatlanuvchi qismlar evaziga sotib oladi. PCM sozlanadigan harorat diapazonini taklif etadi va buning evaziga issiqlik uzatish maydoni va materiallarni boshqarish bilan to‘laydi. Yer mavjud bo‘lgan va vaqt oralig‘i uzoq bo‘lgan joyda suv idishi etalon javob hisoblanadi, qolgan ikkitasi esa termodinamika emas, balki egallangan maydon bilan oqlanadi.
Talk to an Engineer
Zal yukini kVtda, saqlash oynasini soatlarda, chiller ta'minot va qaytish haroratlarini hamda tank uchun mavjud qurilma joylashuvini yuboring. Biz kub metrlarda o'lchamlarni hisoblash, stratifikatsiya va yo'qotish koeffitsientidan keyin foydalanish mumkin bo'lgan kilovatt-soatlarni hamda nozul, diffuzor va izolyatsiya spetsifikatsiyasini qaytaramiz. Muhitni taqqoslash uchun muz va PCM uchun bir xil hisob-kitobni so'rang, shunda tanlov nominal zichlikka emas, balki foydalanish mumkin bo'lgan sig'imga asoslanadi.
WhatsApp