بالنسبة لتكييف الهواء في مراكز البيانات، غالبا ما يتم تركيب أنظمة مركزية متعددة المناطق مع آلات تبريد المياه (المبردات). إنها أكثر كفاءة من مكيفات الهواء الفريون، لأن المبرد المتداول بين الوحدات الخارجية والداخلية لا يدخل في حالة غازية، ولا يتم تشغيل وحدة الضاغط والمكثف في المبرد إلا عندما ترتفع درجة الحرارة إلى مستوى معين. أحد الأسئلة الأساسية عند تصميم نظام التبريد هو: ما هو المبرد الأفضل للاستخدام؟ يمكن أن يكون الماء أو محلول مائي من الكحوليات المتعددة الهيدرات - بروبيلين جليكول أو إيثيلين جليكول. دعونا نحاول فهم مزايا وعيوب كل خيار.
الفيزياء والكيمياء
من وجهة نظر الخصائص الفيزيائية (السعة الحرارية، الكثافة، اللزوجة الحركية)، يعتبر الماء المبرد الأمثل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن سكبه بأمان على الأرض أو في المجاري. لسوء الحظ، في خطوط العرض لدينا، يتم استخدام المياه فقط في الداخل، لأنها تتجمد عند 0 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه، تنخفض كثافة سائل التبريد، ويزداد الحجم الذي يشغله. العملية غير متساوية ومن المستحيل تعويضها باستخدام خزان التمدد. يتم عزل مناطق التجمد، ويزداد الضغط الساكن على جدران الأنابيب، وفي النهاية يحدث التمزق. المحاليل المائية للكحولات متعددة الهيدرات لا تحتوي على هذه العيوب. أنها تتجمد في درجات حرارة أقل بكثير، دون تشكيل بؤر محلية. تنخفض كثافتها أثناء التبلور أقل بكثير مما كانت عليه أثناء تحويل الماء إلى جليد، مما يعني أن الحجم لا يزيد كثيرًا - حتى المحاليل المائية المجمدة من الجليكولات لا تدمر الأنابيب.
في كثير من الأحيان، يختار العملاء البروبيلين جليكول لأنه غير سام. في الواقع، إنها مادة مضافة غذائية معتمدة E1520، والتي تستخدم في المخبوزات والأطعمة الأخرى كعامل يحتفظ بالرطوبة. يتم استخدامه في مستحضرات التجميل وأشياء أخرى كثيرة. إذا تم ملء النظام بمحلول مائي من البروبيلين جليكول، فلا يلزم اتخاذ أي احتياطات خاصة؛ سيحتاج العميل فقط إلى خزان إضافي للتعويض عن التسربات. يصعب العمل مع جلايكول الإيثيلين - وتصنف هذه المادة على أنها شديدة السمية (فئة الخطر الثالثة). الحد الأقصى المسموح به لتركيزه في الهواء هو 5 ملجم / م 3، ولكن بسبب تقلبه المنخفض في درجات الحرارة العادية، فإن أبخرة هذا الكحول متعدد الهيدرات يمكن أن تسبب التسمم فقط إذا قمت باستنشاقها لفترة طويلة.
أسوأ الوضع هو مع مياه الصرف الصحي: لا يلزم التخلص من الماء والبروبيلين جليكول، ولكن يجب ألا يتجاوز تركيز الإيثيلين جليكول في مرافق استخدام المياه العامة 1 ملجم / لتر. ولهذا السبب، سيتعين على مالكي مراكز البيانات أن يدرجوا في التقدير أنظمة صرف خاصة، و/أو حاويات معزولة و/أو نظام لتخفيف سائل التبريد المصفى بالماء: لا يمكنك ببساطة رميه في المجاري. إن حجم الماء المخصص للتخفيف أكبر بمئات المرات من حجم سائل التبريد، كما أن سكبه على الأرض أو الأرضية أمر غير مرغوب فيه للغاية - يجب غسل الكحول متعدد الهيدرات السام بكميات كبيرة من الماء. ومع ذلك، فإن استخدام جلايكول الإيثيلين في أنظمة تكييف الهواء الحديثة لمراكز البيانات يعد أيضًا آمنًا تمامًا إذا تم اتخاذ جميع الاحتياطات اللازمة.
اقتصاد
يمكن اعتبار الماء مجانيًا عمليًا مقارنة بتكلفة المبردات المعتمدة على الكحوليات المتعددة الهيدرات. يعد المحلول المائي للبروبيلين غليكول لنظام لفائف مروحة التبريد مكلفًا للغاية - حيث يكلف حوالي 80 روبل للتر الواحد. مع الأخذ في الاعتبار الحاجة إلى استبدال المبرد بشكل دوري، سيؤدي ذلك إلى كميات مثيرة للإعجاب. يبلغ سعر المحلول المائي للإيثيلين جلايكول نصف السعر تقريبًا، ولكن سيتعين أيضًا إدراجه في تقدير تكاليف التخلص، والتي، مع ذلك، صغيرة نسبيًا أيضًا. هناك فروق دقيقة تتعلق باللزوجة والقدرة الحرارية: يتطلب سائل التبريد المعتمد على البروبيلين غليكول ضغطًا أعلى تولده مضخة الدوران. بشكل عام، تكلفة تشغيل النظام باستخدام جلايكول الإيثيلين أقل بكثير، لذلك غالبًا ما يتم اختيار هذا الخيار، على الرغم من بعض سمية سائل التبريد. هناك خيار آخر لخفض التكاليف وهو استخدام نظام الدائرة المزدوجة مع مبادل حراري، عندما يدور الماء العادي في الغرف الداخلية ذات درجة حرارة موجبة، ويقوم محلول جليكول غير متجمد بنقل الحرارة إلى الخارج. إن كفاءة مثل هذا النظام أقل إلى حد ما، ولكن يتم تقليل أحجام سائل التبريد باهظ الثمن بشكل كبير.
نتائج
في الواقع، جميع الخيارات المدرجة لأنظمة التبريد (باستثناء المياه البحتة، والتي تكون مستحيلة في خطوط العرض لدينا) لها الحق في الوجود. يعتمد الاختيار على التكلفة الإجمالية للملكية، والتي يجب حسابها في كل حالة محددة بالفعل في مرحلة التصميم. الشيء الوحيد الذي لا ينبغي عليك فعله أبدًا هو تغيير المفهوم عندما يكون المشروع جاهزًا تقريبًا. علاوة على ذلك، من المستحيل تغيير المبرد عندما يكون تركيب الأنظمة الهندسية لمركز البيانات المستقبلي قيد التنفيذ بالفعل. سيؤدي الرمي والعذاب إلى نفقات جسيمة، لذلك يجب عليك اتخاذ قرار بشأن الاختيار بشكل نهائي.
المصدر: www.habr.com