Para el acondicionamiento en los centros de datos, se instalan con mayor frecuencia sistemas centralizados multi-zona con máquinas de enfriamiento por agua (chillers). Son más eficientes que los acondicionadores de aire de freón, ya que el fluido refrigerante que circula entre las unidades externas e internas no se convierte en estado gaseoso, y el bloque compresor-condensador del chiller se activa solo cuando la temperatura alcanza un cierto nivel. Una de las preguntas más importantes al diseñar un sistema de chiller es: ¿qué fluido refrigerante es mejor utilizar? Puede ser agua o una solución acuosa de alcoholes polivalentes, como el propilenglicol o el etilenglicol. Vamos a examinar las ventajas y desventajas de cada opción.
Física y química
Desde el punto de vista de las propiedades físicas (capacidad calorífica, densidad, viscosidad cinemática), el agua se considera el fluido refrigerante óptimo. Además, se puede verter sin problemas en el suelo o en el alcantarillado. Desafortunadamente, en nuestras latitudes, el agua solo se utiliza dentro de los edificios, ya que se congela a 0 °C. La densidad del fluido refrigerante disminuye, y su volumen aumenta. El proceso no es uniforme, y no se puede compensar con un tanque de expansión. Las zonas de congelación se aíslan, la presión estática en las paredes de las tuberías aumenta y, en última instancia, se produce una ruptura. Las soluciones acuosas de alcoholes polivalentes carecen de estas desventajas. Se congelan a temperaturas mucho más bajas, sin formar focos locales. Su densidad durante la cristalización disminuye mucho menos que durante la transformación del agua en hielo, lo que significa que el volumen no aumenta tanto: incluso las soluciones acuosas de glicoles congeladas no destruyen las tuberías.
A menudo, los clientes eligen el propilenglicol porque no es tóxico. En esencia, es aditivo alimentario permitido E1520, que se utiliza en la panadería y otros productos alimenticios como agente retentivo de humedad. También se aplica en productos cosméticos y en muchos otros lugares. Si se llena el sistema con una solución acuosa de propilenglicol, no se requieren medidas de precaución especiales: el cliente solo necesitará un tanque adicional para compensar las fugas. Trabajar con etilenglicol es más complicado, ya que esta sustancia se clasifica como moderadamente tóxica (tercer grado de peligrosidad). Su concentración máxima permitida en el aire es de 5 mg/m3, pero debido a su baja volatilidad a temperatura normal, se puede intoxicar con los vapores de este alcohol polihidroxilado solo si se respira durante mucho tiempo.
La situación es peor en cuanto a los efluentes: el agua y el propilenglicol no requieren eliminación, pero la concentración de etilenglicol en los cuerpos de agua que se utilizan de manera común no debe superar 1 mg/l. Por ello, los propietarios de los centros de datos tendrán que incluir en su presupuesto sistemas especiales de drenaje, recipientes aislados y/o un sistema de dilución del agua de refrigeración: simplemente dejarlo caer en el desagüe no está permitido. Los volúmenes de agua para dilución superan en cientos de veces los volúmenes del fluido refrigerante, y verterlo sobre el suelo o el suelo es muy indeseable: el alcohol polihidroxilado tóxico debe ser lavado con una gran cantidad de agua. Sin embargo, el uso de etilenglicol en sistemas modernos de aire acondicionado también es bastante seguro si se respetan todas las precauciones necesarias. de centros de datos tampoco es del todo seguro siempre que se sigan todas las medidas de precaución necesarias.
Economía
Se puede considerar que el agua es prácticamente gratuita en comparación con el costo de los fluidos térmicos basados en alcoholes polivalentes. La solución acuosa de propilenglicol para el sistema chiller-fancoil es bastante cara: cuesta alrededor de 80 rublos por litro. Teniendo en cuenta la necesidad de reemplazar el fluido térmico periódicamente, esto se traduce en sumas considerables. El precio de la solución acuosa de etilenglicol es casi la mitad, pero también se deben incluir en el presupuesto los costos de eliminación, que son relativamente bajos. Hay matices relacionados con la viscosidad y la capacidad térmica: el fluido térmico basado en propilenglicol requiere una mayor presión, creada por la bomba de circulacion. En general, los costos de operación del sistema con etilenglicol son significativamente más bajos, por lo que esta opción se elige a menudo, a pesar de cierta toxicidad del fluido térmico. Otra opción para reducir costos es utilizar un sistema de doble circuito con intercambiador de calor, donde en las habitaciones internas a temperatura positiva circula agua normal, mientras que el fluido anticongelante se lleva al exterior. La eficiencia de este sistema es algo menor, pero los volúmenes de fluido térmico costoso se reducen significativamente.
Resultados
De hecho, todas las opciones de sistemas de refrigeración mencionadas (excepto las de agua pura que son inviables en nuestras latitudes) tienen derecho a existir. La elección depende del costo total de propiedad, que debe calcularse en cada caso particular ya en la etapa de diseño. Lo único que no debe hacerse bajo ninguna circunstancia es cambiar el concepto cuando el proyecto está prácticamente listo. Mucho menos se puede cambiar el fluido térmico cuando ya se está montando los sistemas de ingeniería del futuro centro de datos. Las indecisiones y los tormentos se traducirán en gastos serios, por lo que es necesario decidir la opción de una vez por todas.
Fuente: habr.com
