Til klimaanlæg i datacentre installeres oftest centraliserede flerzonesystemer med vandkølingsmaskiner (chillere). De er mere effektive end freon-klimaanlæg, fordi kølevæsken, der cirkulerer mellem de eksterne og interne enheder, ikke går i en gasformig tilstand, og kølerens kompressor-kondensatorenhed træder kun i drift, når temperaturen stiger til et vist niveau. Et af de mest grundlæggende spørgsmål, når man designer et kølesystem, er: hvilket kølemiddel er bedst at bruge? Dette kan være vand eller en vandig opløsning af polyvalente alkoholer - propylenglycol eller ethylenglycol. Lad os prøve at forstå fordelene og ulemperne ved hver mulighed.
Fysik og kemi
Ud fra de fysiske egenskabers synspunkt (varmekapacitet, tæthed, kinematisk viskositet) betragtes vand som det optimale kølemiddel. Derudover kan det sikkert hældes på jorden eller i kloakken. På vores breddegrader bruges vand desværre kun indendørs, da det fryser ved 0 °C. Samtidig falder kølevæskens tæthed, og volumen, den optager, øges. Processen er ujævn, og det er umuligt at kompensere for det ved hjælp af en ekspansionsbeholder. Fryseområderne isoleres, det statiske tryk på rørvæggene øges, og til sidst opstår der et brud. Vandige opløsninger af polyvalente alkoholer har ikke disse ulemper. De fryser ved meget lavere temperaturer uden at danne lokale brændpunkter. Deres tæthed under krystallisation falder meget mindre end under omdannelsen af vand til is, hvilket betyder, at volumenet ikke øges så meget - selv frosne vandige opløsninger af glykol ødelægger ikke rørene.
Meget ofte vælger kunderne propylenglycol, fordi det er ugiftigt. Faktisk er det et godkendt fødevaretilsætningsstof E1520, som bruges i bagværk og andre fødevarer som et fugtbevarende middel. Det bruges i kosmetik og mange andre ting. Hvis systemet er fyldt med en vandig opløsning af propylenglycol, kræves ingen særlige forholdsregler; kunden skal kun bruge et ekstra reservoir for at kompensere for lækager. Det er sværere at arbejde med ethylenglycol - dette stof er klassificeret som moderat giftigt (fareklasse tre). Dens maksimalt tilladte koncentration i luften er 5 mg/m3, men på grund af dens lave flygtighed ved normale temperaturer kan dampene fra denne polyvalente alkohol kun forårsage forgiftning, hvis du indånder dem i lang tid.
Den værste situation er med spildevand: Vand og propylenglycol kræver ikke bortskaffelse, men koncentrationen af ethylenglycol i offentlige vandbrugsanlæg bør ikke overstige 1 mg/l. På grund af dette vil datacenterejere i vurderingen skulle medtage særlige afløbssystemer, isolerede beholdere og/eller et system til fortynding af den drænede kølevæske med vand: du kan ikke bare skylle det ned i afløbet. Mængderne af vand til fortynding er hundredvis af gange større end kølevæskens volumener, og spild af det på jorden eller gulvet er yderst uønsket - giftig polyvalent alkohol skal vaskes af med store mængder vand. Brugen af ethylenglycol i moderne klimaanlæg til datacentre er dog også ret sikker, hvis alle nødvendige forholdsregler tages.
Economy
Vand kan betragtes som praktisk taget gratis sammenlignet med prisen på kølemidler baseret på polyvalente alkoholer. En vandig opløsning af propylenglycol til et chiller-fan coil-system er ret dyrt - det koster omkring 80 rubler per liter. Under hensyntagen til behovet for periodisk at udskifte kølevæsken, vil dette resultere i imponerende mængder. Prisen for en vandig opløsning af ethylenglycol er næsten halvt så meget, men den skal også med i skønnet for bortskaffelsesomkostninger, som dog også er relativt små. Der er nuancer relateret til viskositet og varmekapacitet: propylenglykol-baseret kølevæske kræver et højere tryk genereret af cirkulationspumpen. Generelt er omkostningerne ved at drive et system med ethylenglycol betydeligt lavere, så denne mulighed vælges ofte på trods af en vis toksicitet af kølevæsken. En anden mulighed for at reducere omkostningerne er brugen af et dobbeltkredsløbssystem med varmeveksler, når almindeligt vand cirkulerer i interne rum med en positiv temperatur, og en ikke-frysende glykolopløsning overfører varme udenfor. Effektiviteten af et sådant system er noget lavere, men mængderne af dyrt kølemiddel reduceres betydeligt.
Resultaterne af
Faktisk har alle de anførte muligheder for kølesystemer (bortset fra rent vand, som er umulige på vores breddegrader) ret til at eksistere. Valget afhænger af de samlede ejeromkostninger, som skal beregnes i hvert konkret tilfælde allerede på projekteringsstadiet. Det eneste du aldrig bør gøre er at ændre konceptet, når projektet næsten er klar. Desuden er det umuligt at skifte kølevæsken, når installationen af tekniske systemer til det fremtidige datacenter allerede er i gang. Kast og pine vil resultere i alvorlige udgifter, så du bør beslutte dig for valget én gang for alle.
Kilde: www.habr.com