बड़े पैमाने पर तरल पदार्थ में ऊर्ध्वाधर मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंपों का अनुप्रयोग- कूल्ड डेटा सेंटर

निर्णय सारांश|बड़े पैमाने पर तरल पदार्थ को ठंडा करने वाले डेटा केंद्रों के लिए, पंप चयन केवल व्यक्तिगत इकाइयों की खरीद का मामला नहीं है; यह एक ऐसा निर्णय है जो कूलिंग उपलब्धता, PUE{2}}संबंधित ऊर्जा खपत, स्केलेबिलिटी और परिचालन जटिलता को संतुलित करता है। वर्टिकल मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंप के फायदे केवल तभी मात्रात्मक व्यावसायिक मूल्य में तब्दील होते हैं जब उपयुक्त सिस्टम सीमाओं, अनावश्यक आर्किटेक्चर और नियंत्रण रणनीतियों द्वारा समर्थित होते हैं।

चूंकि उच्च {{0}घनत्व कंप्यूटिंग क्लस्टर प्रति रैक थर्मल लोड बढ़ाते हैं, तरल शीतलन समाधान {{1}जैसे कि ठंडा {{2}प्लेट और विसर्जन कूलिंग {{3}ऊष्मा को सीधे सुविधा में स्थानांतरित करते हैं {{4}साइड वॉटर सिस्टम। उद्यम ग्राहकों के लिए, ठंडा पानी परिसंचरण लूप एक मात्र सहायक प्रणाली से व्यापार निरंतरता की आधारशिला में विकसित हुआ है; प्रवाह दर या अंतर दबाव में कोई भी अस्थिरता न केवल आराम के स्तर को प्रभावित करती है बल्कि सर्वर थ्रॉटलिंग, सिस्टम अलार्म या यहां तक ​​कि सेवा आउटेज की ओर ले जाती है।

लंबवत मल्टीस्टेज केन्द्रापसारक पंपएक कॉम्पैक्ट पदचिह्न के भीतर उच्च सिर प्राप्त करने के लिए कई प्ररित करने वालों का उपयोग करें, जो उन्हें सीमित फर्श स्थान, उच्च पाइपिंग सिस्टम प्रतिरोध और स्थिर अंतर दबाव की आवश्यकता वाले परिदृश्यों के लिए आदर्श बनाता है। उनका ऊर्ध्वाधर विन्यास एकीकृत लेआउट की सुविधा देता है, जबकि समानांतर पंप व्यवस्था और चर आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) नियंत्रण आसानी से मॉड्यूलर कूलिंग स्टेशनों में शामिल किए जाते हैं। हालाँकि, उपयुक्तता का मतलब यह नहीं है कि "एक {{3} आकार {{4} सभी के लिए फिट बैठता है" अनुप्रयोग: केवल पीक फ्लो और अधिकतम हेड के आधार पर एक बड़े पंप का चयन करने से सिस्टम कम लोड स्थितियों के दौरान विस्तारित अवधि के लिए अपनी उच्च दक्षता सीमा के बाहर काम कर सकता है, जिससे थ्रॉटलिंग हानि, बार-बार शुरू होने के चक्र और परिचालन अक्षमता के माध्यम से ऊर्जा की बचत होती है।

विश्वसनीयता प्राथमिक चिंता है. पंप सिस्टम डिज़ाइन को केवल "एन +1." लेबल करने के बजाय सिस्टम एसएलए के साथ संरेखित किया जाना चाहिए। यह सुनिश्चित करने के लिए आगे सत्यापन की आवश्यकता है कि, किसी भी ऑपरेटिंग पंप की विफलता के बाद, स्टैंडबाय पंप स्वचालित रूप से अनुमेय समय सीमा के भीतर संलग्न हो सकता है; स्विचओवर के दौरान दबाव में उतार-चढ़ाव सीडीयू या सर्वर साइड पर सुरक्षा तंत्र को ट्रिगर नहीं करता है; और चेक वाल्व, वेरिएबल फ़्रीक्वेंसी ड्राइव (वीएफडी), सेंसर, नियंत्रण बिजली आपूर्ति, या सामान्य हेडर के संबंध में विफलता का कोई भी बिंदु नहीं बचा है। महत्वपूर्ण परिचालन क्षेत्रों के लिए, एकीकृत कमीशनिंग और स्वीकृति प्रक्रिया में विफलता सिमुलेशन को शामिल करते हुए, समानांतर पंप कॉन्फ़िगरेशन, घूर्णी संचालन, ज़ोन जल आपूर्ति, या दोहरी हेडर सिस्टम जैसी रणनीतियों को नियोजित किया जा सकता है।

डेटा सेंटर लोड में पूरे वर्ष उतार-चढ़ाव होता रहता है। बिजली की लागत मुख्य रूप से विभिन्न लोड रेंजों में पंपों की समग्र दक्षता और उच्च दक्षता क्षेत्र के निकट परिचालन बिंदुओं को बनाए रखने की नियंत्रण प्रणाली की क्षमता द्वारा निर्धारित की जाती है। खरीद मूल्यांकन को एकल रेटेड बिंदु पर दक्षता के बजाय "वार्षिक ऊर्जा खपत" पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए; इसमें अलग-अलग प्रवाह दर, हेड और समानांतर पंपों की संख्या में विशिष्ट लोड {{3} घंटे प्रोफाइल के आधार पर इनपुट पावर की गणना करना शामिल है, जबकि मोटर दक्षता, परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) नुकसान, वाल्व थ्रॉटलिंग नुकसान और अत्यधिक अंतर दबाव सेटिंग्स का भी हिसाब रखना शामिल है। वीएफडी समन्वय के साथ चरणबद्ध पंप अनुक्रमण को संयोजित करने वाली एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई रणनीति आम तौर पर विस्तारित अवधि के लिए कम आवृत्ति पर एक बड़े पंप को चलाने की तुलना में अधिक स्थिरता प्रदान करती है, और यह चरणबद्ध निर्माण से जुड़े लोड विविधताओं को बेहतर ढंग से समायोजित करती है।

बड़े पैमाने पर तरल पदार्थ {{1} ठंडा डेटा केंद्रों को अक्सर चरणों में वितरित किया जाता है। पंप स्टेशनों को भविष्य के कनेक्शन, नियंत्रण क्षमता और उचित हाइड्रोलिक मार्जिन के प्रावधानों को शामिल करना चाहिए, बिना उन मार्जिन के दीर्घकालिक परिचालन अक्षमता की अनुमति दिए बिना। एक बेहतर दृष्टिकोण अंतिम पैमाने को प्रतिकृति मॉड्यूल में तोड़ना है, प्रत्येक मॉड्यूल डिजाइन प्रवाह दर, स्वीकार्य दबाव ड्रॉप, पंप इकाइयों की संख्या और नियंत्रण सीमाओं को परिभाषित करता है; नए सर्वर हॉल ऑनलाइन आने पर समान विनिर्देश के अतिरिक्त मॉड्यूल या पंप इकाइयाँ जोड़ी जा सकती हैं। यह रणनीति प्रारंभिक चरण के दौरान "छोटे भार के लिए बड़े आकार के उपकरणों" की अक्षमता से बचती है, जबकि बाद के विस्तार के दौरान मुख्य पाइपिंग को संशोधित करने और सिस्टम कटओवर करने से जुड़े जोखिमों को कम करती है।

उपकरण रखरखाव सीधे मरम्मत के औसत समय (एमटीटीआर) को प्रभावित करता है। यद्यपि वर्टिकल मल्टीस्टेज पंपों में एक छोटा पदचिह्न होता है, फिर भी साइट लेआउट में मोटर लिफ्टिंग क्लीयरेंस, मैकेनिकल सील प्रतिस्थापन के लिए पहुंच पथ, कपलिंग डिस्सेप्लर के लिए जगह, बेस ड्रेनेज और रखरखाव के लिए अलगाव प्रावधान शामिल होने चाहिए। निगरानी बिंदुओं को न्यूनतम कवर इनलेट और आउटलेट दबाव, अंतर दबाव, प्रवाह दर, मोटर वर्तमान, कंपन, और बीयरिंग या मोटर तापमान पर होना चाहिए; महत्वपूर्ण बिंदुओं से डेटा को बीएमएस या डीसीआईएम में एकीकृत किया जाना चाहिए। केवल अधिक सेंसर स्थापित करने के बजाय, अलार्म थ्रेशोल्ड, ट्रेंड बेसलाइन और प्रतिक्रिया प्रोटोकॉल स्थापित करना अधिक महत्वपूर्ण है, जिससे संचालन और रखरखाव कर्मियों को स्ट्रेनर क्लॉगिंग, वाल्व विसंगतियों, कैविटेशन जोखिम और उपकरण गिरावट जैसे मुद्दों के बीच अंतर करने में सक्षम बनाया जा सके।

बी2बी वाणिज्यिक मूल्यांकन में, लागत को उपकरण, स्थापना और कमीशनिंग, बिजली की खपत, निर्धारित रखरखाव, स्पेयर पार्ट्स, डाउनटाइम के कारण होने वाले नुकसान और क्षमता विस्तार या रेट्रोफिटिंग में विभाजित किया जाना चाहिए। साल भर चलने वाले पंप स्टेशनों के लिए, बिजली की खपत और डाउनटाइम के जोखिम पर अक्सर प्रारंभिक मूल्य अंतर की तुलना में अधिक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। इसलिए, आपूर्तिकर्ताओं को प्रदर्शन वक्र, अनुमत ऑपरेटिंग रेंज, दक्षता डेटा, कंपन और शोर विनिर्देश, सामग्री और सीलिंग पर विवरण, स्पेयर पार्ट्स सूची, और सेवा प्रतिक्रिया प्रतिबद्धताओं के साथ-साथ उन उदाहरणों के लिए स्वीकृति और सुधार तंत्र को स्पष्ट रूप से परिभाषित करने की आवश्यकता होनी चाहिए जहां प्रदर्शन गारंटीकृत मूल्यों से विचलित होता है।

सबसे पहले, डिज़ाइन सीमाओं को स्पष्ट रूप से परिभाषित करें।
इनपुट पैरामीटर में कम से कम शामिल होना चाहिए: वर्तमान और अंतिम आईटी लोड; आपूर्ति और वापसी तापमान; डिज़ाइन तापमान अंतर; प्रत्येक शाखा के लिए प्रवाह दर; सबसे महत्वपूर्ण सर्किट का दबाव ड्रॉप; उपकरण और पाइपिंग के लिए स्वीकार्य दबाव सीमाएं; और द्रव संरचना और पानी की गुणवत्ता की आवश्यकताएं। प्रवाह दर आम तौर पर थर्मल लोड और तापमान अंतर से निर्धारित होती है, जबकि पंप हेड की गणना पाइपिंग, वाल्व, हीट एक्सचेंजर्स और टर्मिनल इकाइयों के वास्तविक प्रतिरोध के आधार पर की जानी चाहिए। भवन की ऊंचाई को बंद लूप सिस्टम के प्रमुख के लिए एक साधारण प्रॉक्सी के रूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, न ही अनिश्चितताओं को यांत्रिक रूप से अत्यधिक उच्च सुरक्षा कारक में एकत्रित किया जाना चाहिए।

दूसरा, सुनिश्चित करें कि ऑपरेटिंग पॉइंट वास्तविक लोड प्रोफ़ाइल को कवर करते हैं।
पंप वक्र पर न्यूनतम, विशिष्ट और चरम परिचालन स्थितियों को चिह्नित करें; सत्यापित करें कि ये बिंदु निर्माता की स्वीकार्य निरंतर परिचालन सीमा के भीतर आते हैं; और नेट पॉजिटिव सक्शन हेड (एनपीएसएच) का मूल्यांकन करें। कम आवृत्ति संचालन के लिए मोटर ताप अपव्यय, न्यूनतम प्रवाह दर, नियंत्रण स्थिरता और यांत्रिक अनुनाद पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है। समानांतर पंप कॉन्फ़िगरेशन के लिए, एकल {{3} पंप, दोहरे पंप, दोहरे पंप और बहु ​​पंप परिदृश्यों के लिए ऑपरेटिंग बिंदु और दक्षता का विश्लेषण करें। परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) सेटिंग्स को अंतर दबाव सेंसर स्थान के साथ संरेखित होना चाहिए; सेंसर को पंप के बहुत करीब रखने से अत्यधिक टर्मिनल अंतर दबाव और अनावश्यक ऊर्जा खपत हो सकती है।

तीसरा, सामग्री और सील को पानी की गुणवत्ता के साथ संरेखित करें।
स्टेनलेस स्टील के गीले हिस्से आम तौर पर सफाई और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाते हैं, लेकिन अंतिम चयन में क्लोराइड आयन स्तर, ग्लाइकोल (एथिलीन या प्रोपलीन) सांद्रता, पीएच मान, ऑपरेटिंग तापमान और मेकअप जल विधि को ध्यान में रखना चाहिए। यांत्रिक सील और ओ{{1}रिंग्स के लिए सामग्री, साथ ही स्नेहन की स्थिति, द्रव माध्यम के अनुकूल होनी चाहिए। यदि सिस्टम कणों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है, तो पंप के अपस्ट्रीम में उचित निस्पंदन स्थापित करें और अपर्याप्त पंप क्षमता के रूप में रुकावट के मुद्दों का गलत निदान करने से बचने के लिए अंतर दबाव की निगरानी करें।

चौथा, सुनिश्चित करें कि नियंत्रण रणनीतियाँ परीक्षण योग्य हैं।
विशिष्ट ऑपरेटिंग मोड को परिभाषित करें, जैसे सामान्य ऑपरेशन, कम लोड, सिस्टम विस्तार, एकल पंप विफलता, सेंसर विफलता, बिजली बहाली, और आग/आपातकालीन मोड। नियंत्रण तर्क में सॉफ्ट स्टार्टिंग, पंप स्टेजिंग (सक्रिय पंपों की संख्या स्विच करना), एंटी-साइक्लिंग (बार-बार स्टार्ट/स्टॉप को रोकना), रनटाइम बैलेंसिंग, न्यूनतम प्रवाह सुरक्षा और स्टैंडबाय पंपों का आवधिक स्व-परीक्षण शामिल होना चाहिए। डिलीवरी पर, सत्यापन को केवल पंप चलने की पुष्टि से परे जाना चाहिए; इसे विभिन्न परिदृश्यों में अंतर दबाव पुनर्प्राप्ति समय, उतार-चढ़ाव रेंज, अलार्म रिपोर्टिंग और मैन्युअल ओवरराइड क्षमताओं को भी मान्य करना होगा।

ग़लतफ़हमी 1: केवल खरीद मूल्य की तुलना करना। बिजली की खपत, डाउनटाइम के कारण होने वाले नुकसान और स्पेयर पार्ट्स के लीड टाइम जैसे कारकों को नजरअंदाज करने से कम लागत वाले उपकरण उच्च लागत वाली संपत्ति में बदल सकते हैं।

ग़लतफ़हमी 2: चरम परिचालन स्थितियों के आधार पर अत्यधिक सुरक्षा मार्जिन लागू करना। इसके कारण ऑपरेटिंग बिंदु उच्च दक्षता क्षेत्र से लगातार विचलित होता है, जिसके परिणामस्वरूप शोर, कंपन, थ्रॉटलिंग हानि और नियंत्रण अस्थिरता होती है।

भ्रान्ति 3: "एन+1" को उच्च उपलब्धता के साथ बराबर करना। यदि सेंसर, नियंत्रक, बिजली वितरण प्रणाली, या सामान्य पाइपिंग जैसे घटक विफलता के एकल बिंदु बने रहते हैं, तो अतिरेक केवल कागज पर मौजूद होता है।

भ्रान्ति 4: एक परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) मानने से स्वचालित रूप से ऊर्जा बचत सुनिश्चित होती है। वास्तविक बचत सिस्टम प्रतिरोध विशेषताओं, सेटपॉइंट्स, सेंसर प्लेसमेंट और कई इकाइयों के समन्वित संचालन पर निर्भर करती है।

ग़लतफ़हमी 5: उपकरण स्वीकृति को सिस्टम स्वीकृति मानना। अलगाव में प्रदर्शन विनिर्देशों को पूरा करने वाला पंप यह गारंटी नहीं देता है कि यह वास्तविक पाइपिंग नेटवर्क के भीतर या विफलता परिदृश्यों के दौरान अंतिम उपयोगकर्ता की मांगों को पूरा कर सकता है।

बड़े पैमाने पर तरल पदार्थ ठंडा डेटा केंद्रों के लिए, ऊर्ध्वाधर मल्टीस्टेज केन्द्रापसारक पंपों का मुख्य मूल्य एक कॉम्पैक्ट पदचिह्न के साथ स्थिर अंतर दबाव प्रदान करने की उनकी क्षमता में निहित है, जबकि समानांतर पंप कॉन्फ़िगरेशन और चर आवृत्ति नियंत्रण के माध्यम से लोड उतार-चढ़ाव को अनुकूलित करना है। हालाँकि, बी - पक्ष के ग्राहक अंततः जो खरीद रहे हैं वह केवल "प्रवाह दर और हेड" नहीं है, बल्कि एक शीतलन क्षमता है जो संचालन के वर्षों में लगातार प्रदर्शन प्रदान करती है।

एक परिपक्व समाधान को चार प्रमुख आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: विफलता के किसी एक बिंदु के बावजूद महत्वपूर्ण भार के लिए शीतलन बनाए रखना; वास्तविक लोड प्रोफाइल में उचित दक्षता बनाए रखना; चरणबद्ध क्षमता विस्तार के दौरान रेट्रोफिटिंग के लिए डाउनटाइम को कम करना; और विसंगतियों के दौरान त्वरित दोष स्थानीयकरण और पुनर्प्राप्ति को सक्षम करना। केवल इन उद्देश्यों को डिज़ाइन विनिर्देशों, खरीद शर्तों, एकीकृत कमीशनिंग प्रोटोकॉल और ओ एंड एम बेसलाइन में शामिल करके ही वर्टिकल मल्टीस्टेज सेंट्रीफ्यूगल पंप उपकरण के एक मात्र टुकड़े से एक विश्वसनीय संपत्ति में विकसित हो सकता है जो कंप्यूटिंग संचालन के स्थिर विकास का समर्थन करता है।