كيفية تحديد حجم المبرد الجاف لمزارع التعدين التي تعتمد على التبريد السائل

يمكن لمزرعة تعدين بقدرة 1 ميجاوات أن تفرط في تحميل مبرد جاف يحمل علامة “1 ميجاوات”.”

قد تكون القيمة المذكورة في الملصق صحيحة من الناحية الفنية في ظل درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية، ودرجة حرارة سائل تبريد مرتفعة، وملفات نظيفة، وسرعة مروحة قصوى، وماء نقي. ولكن إذا تم نقل نفس الوحدة إلى موقع تعدين تبلغ درجة الحرارة فيه 40 درجة مئوية، وزيادة الحاجة إلى سائل تبريد أكثر برودة، وإضافة الجليكول، وترك الغبار يتراكم على الملف، فإن قدرتها المتاحة على التخلص من الحرارة قد تنخفض إلى ما دون القيمة المذكورة في الكتالوج بكثير.

هذه هي المشكلة الحقيقية المتعلقة بتحديد حجم المبرد الجاف.

لا تشترِ مبردًا جافًا بمجرد مطابقة قوته الاسمية بالميغاواط مع السعة الكهربائية لمزرعة التعدين. بل حدد حجم السلسلة الحرارية بأكملها:

الحمل الحراري لـ ASIC → دائرة التبريد التكنولوجية → وحدة التبريد المركزية (CDU) → دائرة المرفق → المبرد الجاف → الهواء الخارجي

يمثل كل سهم حدًا من حدود درجة الحرارة أو التدفق أو الضغط أو السعة. وإذا تم اختيار أحد المكونات في ظل ظروف تشغيل مختلفة، فقد يفقد نظام التبريد السائل بأكمله قدرته التشغيلية في أكثر أيام السنة حرارةً.

1. فخ السعة المعلنة

لا تتمتع المبردات الجافة بقدرة تبريد ثابتة واحدة.

تتغير سعتها المتاحة وفقًا لما يلي:

• درجة حرارة المصباح الجاف في الهواء الطلق

• درجة حرارة السائل الداخل

• درجة حرارة السائل عند الخروج المطلوبة

• معدل تدفق السائل

• تركيز الماء أو الجليكول

• تدفق الهواء عبر الملف

• سرعة المروحة

• ارتفاع الموقع

• تراكم الأوساخ على الملف

• إعادة تدوير الهواء

• عدد المراوح العاملة

لذلك، فإن عرض الأسعار الذي يقتصر على عبارة “مبرد جاف بقدرة 1 ميجاوات” يُعتبر غير مكتمل.

ينبغي أن يكون نص الاختيار المفيد من الناحية الفنية على النحو التالي:

يقوم المبرد الجاف بتصريف 1,080 كيلوواط عند درجة حرارة الجو الخارجي (درجة الحرارة الجافة) البالغة 35 درجة مئوية، حيث يقوم بتبريد السائل المحدد من 48 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية بمعدل التدفق المحسوب وفي حالة تشغيل المروحة المحددة.

في غياب هذه الشروط، يمكن لموردين أن يقدما عرض أسعار لنظام بقدرة 1 ميجاوات، مع اختلاف كبير في الأداء الفعلي.

اشترِ نقطة التشغيل، لا الميغاواط المعلن.

2. ابدأ بالحرارة التي تدخل إلى الدائرة السائلة

ينبغي أن يبدأ تحديد حجم المبرد الجاف بالكمية القصوى من الحرارة التي يجب نقلها إلى الهواء الخارجي.

الحساب الأول هو الحمل الحاسوبي لوحدة ASIC:

الحمل الكهربائي (كيلوواط) = عدد أجهزة التعدين × الحد الأقصى لطاقة الإدخال لكل جهاز تعدين (كيلوواط)

في حالة استخدام عدة طرازات من أجهزة التعدين:

الحمل التكنولوجي = مجموع كمية كل مُعدِّن × أقصى طاقة إدخال له

استخدم الحد الأقصى للطاقة المستمرة المتوقعة في وضع التشغيل المحدد. لا تحسب الطاقة بناءً على متوسط الطاقة إذا كان من المحتمل أن تعمل أجهزة التعدين في أوضاع الأداء العالي أو أوضاع رفع تردد التشغيل.

بعد ذلك، حدد الكمية التي تدخل فعليًّا من تلك الحمولة إلى الدائرة السائلة.

بالنسبة لجهاز التعدين المبرد بالكامل بالماء، قد يتم امتصاص معظم الحرارة المنبعثة منه بواسطة سائل التبريد. ومع ذلك، قد تستمر مصادر الطاقة، والخزائن الكهربائية، وأجهزة الشبكة، والمعدات المساعدة في إطلاق بعض الحرارة في الهواء.

يمكن كتابة النموذج الأولي على النحو التالي:

الحمل الحراري للسائل = الحمل الحراري للتكنولوجيا × نسبة التقاط السائل المؤكدة + الحرارة المضافة إلى الدائرة بواسطة المضخات والمعدات الأخرى

وبالتالي، فإن مهمة التصميم هي:

طاقة التبريد التصميمية = الحمل الحراري للسائل × معامل التصميم

يجب أن يشمل عامل التصميم عوامل عدم اليقين المحددة، مثل التوسع المستقبلي، والتباين في التشغيل، وأداء المبادل الحراري، والتراكم، وتفاوت القياس. ولا ينبغي أن يكون نسبة مئوية عشوائية تُضاف إلى كل مشروع.

نصيحة من الخبراء

اطلب من شركة التعدين وموردي وحدات التبريد (CDU) تأكيد كمية الحرارة التي تدخل كل حلقة تبريد. غالبًا ما يُنظر إلى “الحمل الكهربائي البالغ 1 ميجاوات” و“الحمل الحراري السائل البالغ 1 ميجاوات” على أنهما متطابقان خلال المفاوضات التجارية، لكنهما قد لا يكونا متطابقين عند حدود المعدات.

3. تختلف قيم الطاقة المستهلكة لأجهزة تكنولوجيا المعلومات عن قيم الطاقة الحرارية المُطرحة

هذه القيم الثلاث مترابطة، لكن لا ينبغي استخدامها بشكل متبادل.

الحمل على نظام تكنولوجيا المعلومات

هذه هي الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المعدنون ومعدات تكنولوجيا المعلومات المرتبطة بهم.

طاقة المنشأة

ويشمل ذلك الطاقة المخصصة لتكنولوجيا المعلومات، بالإضافة إلى المضخات والمراوح وأجهزة التحكم والإضاءة ومعدات الشبكات والتهوية والخسائر الكهربائية.

في الحالات التي يُستخدم فيها مؤشر كفاءة استخدام الطاقة (PUE):

طاقة المنشأة = الحمل الخاص بتكنولوجيا المعلومات × PUE

على سبيل المثال:

• الحمل الكهربائي: 1,000 كيلوواط

• مؤشر كفاءة استخدام الطاقة (PUE) التصميمي: 1.08

• إجمالي الطلب على الطاقة في المنشأة: 1,080 كيلوواط

ومع ذلك، فإن هذا لا يعني تلقائيًا أن المبرد الجاف يجب أن يطرد 1,080 كيلوواط بالضبط.

قد يتم التخلص من بعض خسائر المنشأة خارج حلقة السائل. ويمكن التخلص من خسائر المحولات، وحرارة الخزانات، وأحمال التهوية بشكل منفصل. وفي الوقت نفسه، قد تؤدي طاقة المضخة التي تدخل إلى سائل التبريد إلى زيادة متطلبات التخلص من حرارة السائل.

ينبغي أن يحدد التوازن الحراري المكان الذي يتحول فيه كل كيلوواط إلى حرارة.

لا تقم بتحديد سعة المبرد الجاف استنادًا إلى قراءة عداد المرافق مباشرةً.

4. يجب أن تكون وحدة التبريد المركبة (CDU) والمبرد الجاف مصنّفين وفقًا لنفس الشروط

يُعد وحدة التبريد المركبة (CDU) الجسر الحراري والهيدروليكي بين دائرة التبريد الخاصة بالمعدن ودائرة التخلص من الحرارة الخاصة بالمنشأة.

عادةً ما تؤدي وحدة التبريد السائل-إلى-سائل (CDU) أربع مهام:

• ينقل الحرارة عبر مبادل حراري

• يعمل على تدوير سائل التبريد عبر الدائرة التقنية

• يتحكم في درجة حرارة الإمداد

• يحافظ على التدفق والضغط المطلوبين

لا يعني بالضرورة أن وحدة CDU المُعلن عنها بقدرة 1 ميجاوات تنقل 1 ميجاوات في جميع ظروف درجات الحرارة.

وتعتمد سعتها على:

• درجات حرارة الإمداد والعودة في الحلقة الأولية

• درجات حرارة الإمداد والعودة في الدائرة الثانوية

• معدل التدفق على كلا الجانبين

• كفاءة المبادل الحراري

• خصائص السوائل

• انخفاض الضغط

• نقطة تشغيل المضخة

إذا أعاد المبرد الجاف سائلًا أكثر دفئًا مما هو متوقع، فإن الفرق في درجة الحرارة عبر المبادل الحراري لوحدة التبريد المركزية (CDU) يصبح أقل. وقد تصبح وحدة التبريد المركزية (CDU) عندئذٍ غير قادرة على الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة لتزويد المبرد، على الرغم من أن تصنيفها الاسمي يتطابق مع الحمل الحراري (IT).

وهذا يؤدي إلى حدوث تباين هندسي شائع:

• تم اختيار المبرد الجاف عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25 درجة مئوية

• تم تقييم حزب الاتحاد الديمقراطي المسيحي (CDU) باستخدام مياه منشأة أكثر برودة

• تصل درجة الحرارة في موقع المشروع إلى 40 درجة مئوية

• ارتفاع درجة حرارة المياه الفعلية في المنشأة

• انخفاض قدرة نقل الحرارة في وحدة CDU

• تتجاوز درجة حرارة مدخل المُعدِّن القيمة المستهدفة

لذلك، يجب اختيار المبرد الجاف ووحدة التبريد (CDU) كنظام واحد مترابط.

5. فهم نطاق درجة الحرارة ودرجة الحرارة عند الاقتراب

هناك درجتان حراريتان تؤثران بشكل كبير على حساب سعة المبرد الجاف: النطاق و النهج.

نطاق السوائل

المدى هو فرق درجة الحرارة بين السائل الساخن الذي يدخل المبرد الجاف والسائل المبرد الذي يخرج منه.

النطاق = درجة حرارة السائل عند دخول المبرد الجاف − درجة حرارة السائل عند خروجه

مثال:

• درجة حرارة السائل الداخل: 48 درجة مئوية

• درجة حرارة السائل الخارج: 40 درجة مئوية

• النطاق: 8 درجات مئوية

يؤدي النطاق الأوسع إلى تقليل التدفق المطلوب لنفس الحمل الحراري. ومع ذلك، يجب أن تتحمل وحدة التبريد المركزية (CDU) وأجهزة التعدين درجات الحرارة المقابلة.

درجة حرارة الاقتراب

بالنسبة للمبرد الجاف، تُعرَّف درجة الحرارة المقتربة عادةً بأنها الفرق بين درجة حرارة السائل المبرد عند خروجه من المبرد الجاف ودرجة حرارة المصباح الجاف للهواء الخارجي الداخل.

المعادلة = درجة حرارة السائل عند الخروج − درجة حرارة المصباح الجاف في الهواء الطلق

مثال:

• درجة الحرارة الجافة في الهواء الطلق: 35 درجة مئوية

• سائل الخروج من المبرد الجاف: 40 درجة مئوية

• الدرجة المئوية: 5 درجات مئوية

أما النهج الذي يعتمد على حجم أصغر، فهو أصعب وأكثر تكلفة في التنفيذ. وعادةً ما يتطلب مساحة أكبر للملف، وتدفقًا أكبر للهواء، وقوة مروحة أعلى، أو مساحة مادية أكبر.

لا يمكن للمبرد الجاف الذي يعمل في الوضع الجاف أن ينتج سائلاً الخارج بدرجة حرارة أقل من درجة حرارة المصباح الجاف الخارجية. وقد تؤدي المساعدة الأدياباتيكية إلى تحسين الأداء مؤقتًا من خلال التبريد المسبق للهواء الداخل، إلا أنها تنطوي على استخدام المياه ومتطلبات خاصة بجودة المياه وصيانة إضافية.

نصيحة من الخبراء

لا تكتب عبارة “5 درجات مئوية” في طلب عرض الأسعار دون تحديد درجتي الحرارة المستخدمتين. ففي بعض الأحيان، يستخدم الموردون معايير مختلفة لدرجات الحرارة. لذا، يجب تحديد درجة الحرارة التصميمية للبالون الجاف في الهواء الطلق ودرجة الحرارة المطلوبة للسائل الخارج من المبرد الجاف بشكل منفصل.

6. قد تؤدي درجة الحرارة المحيطة إلى انخفاض السعة في الوقت الذي تكون فيه في أمس الحاجة إليها

ينبغي تقييم أداء المبرد الجاف وفقًا لظروف الصيف التصميمية لموقع المشروع.

يجب أن يشمل مسح الموقع ما يلي:

• أقصى درجة حرارة مصممة للمرمرة الجافة

• نطاق درجات الحرارة اليومي

• مدة فترات ارتفاع درجات الحرارة

• الارتفاع

• التعرض لأشعة الشمس

• الغبار والرمل

• اتجاه الرياح السائد

• المسافة بين المبردات الجافة المتعددة

• الجدران أو الحاويات المجاورة

• مخاطر إعادة تدوير الهواء الساخن

يُعد اختيار وحدة قياس من متوسط درجة الحرارة السنوية خطأً فادحًا.

قد يبلغ متوسط درجة الحرارة السنوية في موقع التعدين 22 درجة مئوية، مع تسجيل درجات حرارة تتجاوز 38 درجة مئوية لعدة أسابيع. وتحدد تلك الأسابيع ما إذا كان بإمكان المزرعة الحفاظ على معدل التجزئة الكامل.

كما أن الارتفاع عن سطح البحر له أهمية أيضًا. فكلما انخفضت كثافة الهواء، انخفضت كتلة الهواء التي تمر عبر الملف بالنسبة لتدفق هوائي حجمي معين. يجب على الشركة المصنعة تطبيق تصحيح الارتفاع المناسب عند اختيار الملف والمروحة.

قد يشكل التصميم عاملاً آخر خفيًّا يؤدي إلى انخفاض السعة. فإذا عاد هواء التفريغ الساخن إلى مدخل المبرد الجاف، فقد تتعرض الوحدة لدرجة حرارة هواء داخلي أعلى بكثير من تلك التي تسجلها محطة الأرصاد الجوية.

صمم النظام بناءً على كمية الهواء التي تدخل الملف، وليس بناءً على درجة الحرارة التي تظهر على الهاتف.

7. حساب معدل التدفق المطلوب للمبرد الجاف

العلاقة الأساسية لنقل الحرارة هي:

Q = ρ × V̇ × Cp × ΔT

المكان:

• Q = الحمل الحراري بالكيلوواط

• ρ = كثافة السائل بالكيلوغرام لكل متر مكعب

• V̇ = التدفق الحجمي بالمتر المكعب في الثانية

• Cp = السعة الحرارية النوعية بالكيلوجول/كيلوغرام·كلفن

• ΔT = فرق درجة حرارة السائل بالكيلوفولت أو درجة مئوية

بالنسبة للمياه التي تكون قريبة من درجات الحرارة المعتادة لتشغيل منجم-مزرعة، فإن الصيغة الأولية المفيدة هي:

التدفق (م³/ساعة) ≈ Q (كيلوواط) ÷ [1.163 × ΔT (درجة مئوية)]

أمثلة أولية لتدفق المياه لحمل حراري قدره 1 ميجاوات

تنطبق هذه الأرقام على المياه كحساب أولي.

في حالة استخدام الجليكول، تتغير الكثافة والحرارة النوعية واللزوجة. وقد يتطلب خليط الجليكول معدل تدفق مختلفًا، ويؤدي إلى انخفاض أكبر في الضغط، ويقلل من كفاءة نقل الحرارة في الملف.

يجب أن يستند الاختيار النهائي للمبرد الجاف إلى السائل والتركيز الفعليين.

8. معدل التدفق لا يحدد المضخة من تلقاء نفسه

يجب أن توفر المضخة التدفق المطلوب عند الانخفاض الكلي للضغط في النظام.

بالنسبة لدائرة التبريد المغلقة، يشمل ارتفاع الضخ التشغيلي للمضخة بشكل أساسي ما يلي:

• الاحتكاك في الأنابيب المستقيمة

• الكوعات والوصلات

• الصمامات

• المرشحات والمصافي

• انخفاض الضغط في ملف المبرد الجاف

• انخفاض الضغط في المبادل الحراري من طراز CDU

• المشعبات

• أجهزة التحكم في التدفق

• الحد المسموح به من التلوث

لا ينبغي إضافة الارتفاع الرأسي الإجمالي ببساطة كارتفاع هيدروستاتيكي مستمر في حلقة مغلقة تمامًا، لأن أعمدة السائل الصاعدة والهابطة تتوازن إلى حد كبير أثناء التشغيل. ومع ذلك، لا يزال الارتفاع يؤثر على عملية التعبئة، وضغط النظام، والتحكم في التمدد، والقيم الاسمية لضغط المكونات.

يؤثر قطر الأنبوب بشكل مباشر على متطلبات المضخة.

قد يؤدي استخدام أنبوب أصغر حجمًا إلى خفض التكلفة الأولية للمواد، لكنه يزيد من السرعة وفقدان الاحتكاك واستهلاك الطاقة في المضخة. أما استخدام أنبوب أكبر حجمًا فيقلل من انخفاض الضغط، لكنه يزيد من تكلفة الأنبوب وحجم سائل التبريد وتكلفة العزل والمساحة اللازمة للتركيب.

القطر الصحيح للموازين:

• سرعة السائل المسموح بها

• خسارة الاحتكاك

• كفاءة المضخة

• الضوضاء والاهتزازات

• خطر التآكل

• تكلفة الصمامات والتجهيزات

• التوسع المستقبلي

• لزوجة سائل التبريد عند أدنى درجة حرارة للموقع

نصيحة من الخبراء

اطلب منحنى نظام كامل بدلاً من الاكتفاء بمضخة تم اختيارها بناءً على التدفق الأقصى فقط. يجب أن تظل نقطة التشغيل ضمن المنطقة الفعالة من منحنى المضخة، سواء كانت المرشحات نظيفة أو متسخة، وفي جميع أوضاع الصمامات المخطط لها.

9. عدد المراوح لا يساوي التكرار في المراوح

غالبًا ما تستخدم المبردات الجافة عدة مراوح محورية، لكن وجود عدد كبير من المراوح لا يعني تلقائيًا وجود نظام N+1.

إذا توقف أحد المراوح:

• قد يصبح تدفق الهواء غير متساوٍ عبر الملف

• قد يكون انخفاض السعة أكبر من النسبة المئوية للمروحة المعطلة

• قد تسحب المراوح المجاورة الهواء عبر فتحة المروحة غير العاملة

• قد يتعين على المراوح المتبقية العمل بسرعة أعلى

• قد يزداد مستوى الضوضاء واستهلاك الطاقة في المروحة

• قد لا يتمكن المبرد الجاف بعد الآن من تلبية الحمل الكامل عند درجة الحرارة المحيطة المحددة في التصميم

اطلب من المورد تقديم بيانات الأداء الخاصة بما يلي:

• جميع المراوح تعمل

• مروحة واحدة غير متوفرة

• سرعة المروحة المنخفضة

• أقصى درجة حرارة محيطة حسب التصميم

• التركيز الفعلي للجليكول

• حالة التلوث المتوقعة للملف

يمكن لمراوح EC أو أنظمة التحكم بالتردد المتغير أن تقلل من استهلاك الطاقة خلال الطقس البارد وعند التشغيل بحمل جزئي. كما أنها تتيح التحكم التدريجي، لكن أنظمة التحكم هذه لا تحل محل السعة الفعلية لنقل الحرارة.

تحمي ميزة التكرار في المروحة تدفق الهواء. وهي لا تحمي تلقائيًّا الملف أو المضخة أو وحدة التحكم أو مصدر الطاقة.

10. N+1 ومنطق النشر المعياري

يعني مصطلح «N+1» أن النظام قادر على تحمل الحمل التصميمي المطلوب بعد تعطل وحدة واحدة محددة.

يجب تحديد وحدة العطل بوضوح.

قد يعني ذلك:

• مشجع واحد

• مضخة واحدة

• وحدة واحدة من حزب الاتحاد الديمقراطي المسيحي (CDU)

• وحدة تبريد جاف واحدة

• مغذي كهربائي واحد

• كتلة تبريد واحدة كاملة

هذان الأمران ليسا متكافئين.

بالنسبة لمزرعة التعدين المعيارية، قد تتضمن البنية العملية ربط كل مجموعة من حاويات التعدين بوحدة توزيع الطاقة (CDU) وكتلة تبريد جاف. ويمكن بعد ذلك إضافة كتل إضافية مع توسع المشروع.

يقدم هذا النهج عدة مزايا:

• النفقات الرأسمالية المرحلية

• تشغيل أسهل

• مناطق فشل أصغر

• الصيانة دون إيقاف تشغيل الموقع بالكامل

• توافق أكثر وضوحًا بين حمل التعدين وقدرة التبريد

• توسع أسهل في المستقبل

ولتحقيق الحماية الحقيقية بنظام N+1، يجب أن تتحمل الوحدات المتبقية الحمل الحراري الكامل المحدد في التصميم عند أقصى درجة حرارة محيطة محددة في التصميم.

نصيحة من الخبراء

لا تقبل “مراوح N+1” كدليل على أن نظام التبريد يعمل بنظام N+1. اسأل عما سيحدث في حالة تعطل دائرة المبرد الجاف بأكملها، أو وحدة التحكم في وحدة التبريد المركزي (CDU)، أو وحدة المضخات، أو مصدر الطاقة.

11. مثال عملي على تحديد أبعاد مبرد جاف ووحدة توزيع الهواء (CDU) بقدرة 1 ميجاوات

لنفترض وجود مزرعة تعدين أولية تعمل بالتبريد السائل بقدرة 1 ميغاواط.

مدخلات المشروع

• الحمل الأقصى لنظام تكنولوجيا المعلومات: 1,000 كيلوواط

• التصريف الحراري في مرحلة التصميم الأولي: 1,080 كيلوواط

• درجة الحرارة الجافة في التصميم الخارجي: 35 درجة مئوية

• درجة حرارة السائل الداخل إلى المبرد الجاف: 48 درجة مئوية

• سائل الخروج من المبرد الجاف: 40 درجة مئوية

• نطاق درجة حرارة السائل: 8 درجات مئوية

• درجة حرارة الاقتراب: 5 درجات مئوية

• سائل دائرة المرفق: الماء

• توسيع الموقع: غير مشمول

تُعد القيمة البالغة 1,080 كيلوواط مثالاً يشمل الحرارة المؤكدة في الدائرة وهامشاً هندسياً. وهي ليست مضاعفاً عاماً ينطبق على كل مشروع بقدرة 1 ميغاواط.

الخطوة 1: حساب تدفق حلقة المنشأة

التدفق = 1,080 ÷ (1.163 × 8)

التدفق ≈ 116 م³/ساعة

وبالتالي، يبلغ التدفق الأولي لدائرة المنشأة حوالي 116 مترًا مكعبًا في الساعة.

الخطوة 2: حدد وحدة CDU

يجب أن تنقل وحدة CDU ما لا يقل عن 1,080 كيلوواط عند درجات الحرارة المحددة للدائرة الأولية والثانوية.

كما يجب أن يؤكد اختيار حزب الاتحاد الديمقراطي المسيحي (CDU) ما يلي:

• التدفق وانخفاض الضغط في الجانب الأولي

• التدفق وانخفاض الضغط في الجانب الثانوي

• نقطة الضبط لدرجة حرارة الإمداد في جهاز التعدين

• أداء المبادل الحراري

• منحنى المضخة

• الترشيح

• التحكم في التوسع

• كشف التسربات

• متطلبات جودة المياه

• التكرار في المضخات وأنظمة التحكم

قد تظل وحدة CDU التي تزيد قدرتها المحددة في الكتالوج عن 1,080 كيلوواط غير مناسبة إذا تم قياس تلك القدرة باستخدام مياه منشأة أكثر برودة أو فرق درجة حرارة أكبر.

الخطوة 3: اختيار المبرد الجاف

يجب أن يبدد مجموعة المبردات الجافة ما لا يقل عن 1,080 كيلوواط في جميع الظروف المحددة:

• درجة حرارة المدخل (المرسمة على مقياس درجة الحرارة الجافة) 35 درجة مئوية

• 48 درجة مئوية لدرجة حرارة السائل الداخل

• 40 درجة مئوية لدرجة حرارة السائل عند الخروج

• تدفق المياه يبلغ حوالي 116 مترًا مكعبًا في الساعة

• ارتفاع المشروع

• سرعة المروحة المحددة

• الحد الأقصى المسموح به للصوت

• حالة التلوث المحددة

إذا كان الجليكول ضروريًا للحماية من التجمد، فيجب على الشركة المصنعة إعادة إجراء عملية الاختيار.

الخطوة 4: اختيار استراتيجية التكرار

تكوين يركز على النفقات الرأسمالية

يتم تغطية الحمل الكامل بواسطة وحدة تكييف هواء واحدة ومجموعة مبردات جافة واحدة. ويتميز هذا الخيار بأقل تكلفة للمعدات، لكن الصيانة أو حدوث عطل كبير قد يتطلب خفض السعة أو إيقاف تشغيل المشروع.

تكوين تخفيض السعة القابل للتعديل

يتقاسم كتلتان للتبريد الحمل. وإذا توقفت إحدى الكتلتين، تقوم المزرعة عمداً بتخفيض عدد أجهزة التعدين العاملة. وهذا لا يمثل نموذج N+1 الكامل، لكنه يحد من نطاق الانقطاع.

التكوين الكامل لنظام N+1

استخدم عددًا كافيًا من وحدات CDU ووحدات التبريد الجاف بحيث تتمكن الوحدات المتبقية من نقل وتبديد الطاقة الكاملة البالغة 1,080 كيلوواط في حالة تعطل إحدى الوحدات.

على سبيل المثال، سيتعين على كل وحدة من الوحدات الثلاث المتساوية أن توفر ما لا يقل عن 540 كيلوواط في ظروف التشغيل المحددة، لأن أي وحدتين منها يجب أن توفران معًا 1,080 كيلوواط.

يجب التحقق من أحجام الوحدات التجارية، والتوازن الهيدروليكي، ومنطق التحكم أثناء عملية الاختيار النهائي.

12. ماذا يحدث عندما يكون المبرد الجاف صغيرًا جدًّا؟

نادرًا ما يتعطل المبرد الجاف الذي لا يفي بالمتطلبات بسبب حدث واحد مفاجئ. فالمشكلة تتطور عادةً على شكل تفاعل تسلسلي حراري.

1. ترتفع درجة الحرارة في الخارج.

2. ترتفع درجة حرارة السائل الخارج من المبرد الجاف.

3. يصل السائل الأكثر دفئًا إلى وحدة التبريد (CDU).

4. ينخفض فرق درجة الحرارة في وحدة CDU.

5. ترتفع درجة حرارة إمداد سائل التبريد الثانوي.

6. ترتفع درجات حرارة رقائق التعدين.

7. تقلل وحدات التعدين من الأداء، أو تصدر إنذارًا، أو تتوقف عن العمل.

8. يفقد المشروع معدل التجزئة خلال ساعات العمل الأكثر صعوبة.

وقد تشمل الآثار التشغيلية ما يلي:

• تخفيض السعة الحرارية

• توقف عمليات التعدين

• إنذارات متكررة

• زيادة قدرة المروحة والمضخة

• قدرة محدودة على رفع تردد التشغيل

• الدورات الحرارية

• زيادة أعمال الصيانة

• تأجير أنظمة المياه أو المبردات في حالات الطوارئ

• العائدات المفقودة من قطاع التعدين

• سعة التوسع التي لا يمكن استخدامها

ينبغي إدراج تكلفة التبريد غير الكافي في نموذج العائد على الاستثمار:

تكلفة فترة التعطل = عدد أجهزة التعدين المعطلة × الهامش الإجمالي المتوقع لكل جهاز تعدين يوميًا × مدة التعطل

تتغير النتيجة تبعًا لسعر العملة المشفرة، وصعوبة الشبكة، وكفاءة المعدنين، وسعر الكهرباء. وهذا بالضبط هو السبب الذي يجعل من الضروري التعامل مع السعة الحرارية على أنها وسيلة لحماية الإيرادات، وليس مجرد عملية شراء للمعدات.

13. قائمة مراجعة طلب عروض الأسعار للمبردات الجافة

قبل طلب عرض أسعار لمبرد جاف ووحدة تكييف مركزي (CDU)، يرجى تجهيز المعلومات التالية.

حمولة التعدين

• العلامة التجارية لجهاز التعدين والطراز الدقيق

• عدد عمال المناجم

• الطاقة القصوى لكل مُعدِن

• إجمالي الحمل على أنظمة تكنولوجيا المعلومات

• نسبة التقاط الحرارة السائلة

• رفع تردد التشغيل المخطط له

• حمل التوسع المستقبلي

شروط الموقع

• بلد المشروع وموقعه

• أقصى درجة حرارة مصممة للمرمرة الجافة

• أدنى درجة حرارة في فصل الشتاء

• الارتفاع

• الرطوبة

• التعرض للغبار والرمل

• مساحة التثبيت المتاحة

• قيود الصوت

• اتجاه تصريف الهواء

الظروف الحرارية

• درجة حرارة إمداد سائل تبريد المُعدِّن المطلوبة

• درجة حرارة عودة المُعدِّن

• درجات حرارة الحلقة الأولية في وحدة CDU

• درجات حرارة الحلقة الثانوية في وحدة CDU

• درجة حرارة السائل الداخل إلى المبرد الجاف

• درجة حرارة السائل الخارج من المبرد الجاف

• النهج المطلوب

• نطاق السوائل المطلوب

الظروف الهيدروليكية

• نوع سائل التبريد

• تركيز الجليكول

• التدفق المطلوب

• طول الأنبوب

• مادة الأنابيب

• التجهيزات والصمامات المقدرة

• فارق الارتفاع

• انخفاض الضغط في المرشح

• انخفاض الضغط في وحدة CDU

• انخفاض الضغط في ملف المبرد الجاف

متطلبات الموثوقية

• انخفاض معدل الأداء المقبول للمُعدِّن بعد حدوث عطل واحد

• تكرار المضخات

• تكرار المراوح

• التكرار في حزب الاتحاد الديمقراطي المسيحي (CDU)

• التكرار في وحدات المبردات الجافة

• متطلبات الطاقة المزدوجة

• بروتوكول المراقبة عن بُعد

• قطع الغيار المطلوبة

ورقة واحدة كاملة تتضمن شروط التصميم تساوي في قيمتها أكثر من عشرة عروض أسعار تحمل عبارة “1 ميغاواط”.”

الحكم النهائي: تصميم السلسلة الحرارية كنظام واحد

لا يُعد تحديد حجم المبرد الجاف عملية اختيار منتج، بل عملية تحقيق التوازن في النظام.

التسلسل الصحيح هو:

الحمل الأقصى للمعدنين → الحمل الحراري السائل → نقطة تشغيل وحدة التبريد المركزية (CDU) → درجات حرارة السوائل → معدل التدفق → انخفاض الضغط في النظام → سعة المبرد الجاف → التكرار

بالنسبة لمشروع بقدرة 1 ميجاوات، قد يحتاج المبرد الجاف إلى سعة اسمية مدرجة في الكتالوج تزيد عن 1 ميجاوات. ويعتمد الجواب الفعلي على درجة الحرارة المحيطة بالموقع، ودرجة التقارب المطلوبة، ونطاق السوائل، ونوع المبرد، وأداء وحدة التبريد المركزية (CDU)، واستراتيجية التعامل مع الأعطال.

اختر الحلول المعيارية عندما يكون وقت التشغيل والتوسع أمرين مهمين.

لا تستخدم كتلة تبريد كبيرة إلا إذا كان المشروع قادرًا على تحمل مخاطر الصيانة والأعطال.

والأهم من ذلك، اشترط على كل مورد أن يحدد طاقته الإنتاجية في ظل نفس ظروف التشغيل. فهذه هي الطريقة الوحيدة لمقارنة عروض الأسعار بشكل نزيه.

لفهم متى يكون التبريد الجاف خيارًا أفضل من التبريد التبخيري، اقرأ مبرد جاف للتبريد السائل لمراكز البيانات.

بالنسبة لمنطق اختيار وحدة التحكم (CDU)، يرجى مراجعة وحدة CDU لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي وـ صفحة منتج DroLinBox CDU.

لإجراء التقدير الأولي لحجم المشروع، يرجى تقديم طراز جهاز التعدين، والكمية، وموقع المشروع، والسعة الكهربائية، ودرجات الحرارة التصميمية، ومخطط الموقع من خلال صفحة الاتصال بـ DroLinBox.

الأسئلة الشائعة

ما هي سعة المبرد الجاف المطلوبة لمزرعة تعدين بقدرة 1 ميجاوات؟

لا تختار المبرد الجاف بناءً على التصنيف التقني (IT) البالغ 1 ميجاوات وحده. بل احسب الحرارة الداخلة إلى الدائرة السائلة، وحرارة المضخة، وهامش التصميم، ودرجة الحرارة المحيطة، ودرجات حرارة السوائل، ومتطلبات التكرار. فقد يتطلب مشروع تكنولوجيا المعلومات (IT) بقدرة 1 ميجاوات اختيار مبرد جاف بقدرة تزيد عن 1 ميجاوات في ظل ظروف التصميم الفعلية للمشروع.

كيف يتم حساب سعة المبرد الجاف؟

المعادلة الأساسية هي: Q = ρ × V̇ × Cp × ΔT. ويتطلب الاختيار النهائي أيضًا معرفة درجة حرارة البصلة الجافة الخارجية، ودرجة حرارة الاقتراب، ونوع المائع، وأداء الملف، وتدفق الهواء، والارتفاع، وحالة تشغيل المروحة.

ما هو معدل التدفق المطلوب لمبرد جاف بقدرة 1 ميجاوات؟

بالنسبة للمياه، يلزم ما يقارب 172 م³/ساعة عند نطاق 5 درجات مئوية، و107 م³/ساعة عند نطاق 8 درجات مئوية، و86 م³/ساعة عند نطاق 10 درجات مئوية. أما خلائط الجليكول، فتتطلب إعادة الحساب باستخدام خصائصها الفعلية.

هل يمكن للمبرد الجاف أن يبرد الماء إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة البيئة المحيطة؟

لا يمكن للمبرد الجاف القياسي الذي يعمل في الوضع الجاف أن يبرد السائل الخارج إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة البصلة الجافة للهواء الداخل. وتكون المساعدة الأدياباتيكية أو التبريد الميكانيكي ضرورية عندما تكون هناك حاجة إلى درجات حرارة أقل.

هل يجب أن يكون المبرد الجاف أكبر من وحدة التبريد المركزية (CDU)؟

لا ينبغي اختيار أي من المكونين بناءً على السعة الاسمية وحدها. يجب أن يستوعب كل من وحدة التبريد المركزية (CDU) والمبرد الجاف الحمل الحراري للمشروع عند نفس درجات حرارة السوائل ومعدلات التدفق والظروف المحيطة التصميمية. وقد تتطلب التكرار سعة تركيبية إضافية.