Para el aire acondicionado en los centros de datos, se instalan con mayor frecuencia sistemas centralizados multizona con máquinas de refrigeración por agua (enfriadores). Son más eficientes que los acondicionadores de aire de freón, porque el refrigerante que circula entre las unidades externa e interna no pasa a un estado gaseoso y la unidad compresor-condensadora del enfriador entra en funcionamiento solo cuando la temperatura aumenta a un cierto nivel. Una de las preguntas más fundamentales al diseñar un sistema de refrigeración es: ¿qué refrigerante es mejor utilizar? Puede ser agua o una solución acuosa de alcoholes polihídricos: propilenglicol o etilenglicol. Intentemos comprender 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 refrigerante óptimo. Además, se puede verter de forma segura al suelo o al alcantarillado. Desafortunadamente, en nuestras latitudes el agua se utiliza sólo en interiores, ya que se congela a 0 °C. Al mismo tiempo, la densidad del refrigerante disminuye y aumenta el volumen que ocupa. El proceso es desigual y es imposible compensarlo con un depósito de expansión. Las zonas de congelación quedan aisladas, la presión estática sobre las paredes de la tubería aumenta y, finalmente, se produce una rotura. Las soluciones acuosas de alcoholes polivalentes no presentan estos inconvenientes. 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 congeladas de glicoles no destruyen las tuberías.
Muy a menudo, los clientes eligen el propilenglicol porque no es tóxico. De hecho, se trata de un aditivo alimentario aprobado E1520, que se utiliza en productos horneados y otros alimentos como agente retenedor de humedad. Se utiliza en cosmética y muchas otras cosas. Si el sistema se llena con una solución acuosa de propilenglicol, no se requieren precauciones especiales; el cliente sólo necesitará un depósito adicional para compensar las fugas. Es más difícil trabajar con etilenglicol: esta sustancia está clasificada como moderadamente tóxica (clase de peligro tres). Su concentración máxima permitida en el aire es de 5 mg/m3, pero debido a su baja volatilidad a temperaturas normales, los vapores de este alcohol polihídrico sólo pueden provocar intoxicación si se respiran durante mucho tiempo.
La peor situación es la de las aguas residuales: el agua y el propilenglicol no requieren eliminación, pero la concentración de etilenglicol en las instalaciones públicas de agua no debe exceder 1 mg/l. Por esta razón, los propietarios de los centros de datos tendrán que incluir en el presupuesto sistemas de drenaje especiales, contenedores aislados y/o un sistema para diluir el refrigerante drenado con agua: no se puede simplemente tirarlo por el desagüe. Los volúmenes de agua para diluir son cientos de veces mayores que los volúmenes de refrigerante, y derramarlo al suelo o al piso es extremadamente indeseable: el alcohol polihídrico tóxico debe lavarse con grandes cantidades de agua. Sin embargo, el uso de etilenglicol en sistemas modernos de aire acondicionado para centros de datos también es bastante seguro si se toman todas las precauciones necesarias.
Economía
El agua puede considerarse prácticamente gratuita en comparación con el coste de los refrigerantes a base de alcoholes polihídricos. Una solución acuosa de propilenglicol para un sistema enfriador-ventilador es bastante cara: cuesta alrededor de 80 rublos por litro. Teniendo en cuenta la necesidad de cambiar periódicamente el refrigerante, esto dará como resultado cantidades impresionantes. El precio de una solución acuosa de etilenglicol es casi la mitad, pero también habrá que incluirlo en el presupuesto de los costes de eliminación, que, sin embargo, también son relativamente pequeños. Hay matices relacionados con la viscosidad y la capacidad calorífica: el refrigerante a base de propilenglicol requiere una mayor presión generada por la bomba de circulación. En general, el coste de funcionamiento de un sistema con etilenglicol es significativamente menor, por lo que a menudo se elige esta opción, a pesar de cierta toxicidad del refrigerante. Otra opción para reducir costos es el uso de un sistema de doble circuito con intercambiador de calor, cuando el agua corriente circula en las habitaciones internas con una temperatura positiva y una solución de glicol no congelante transfiere el calor al exterior. La eficiencia de un sistema de este tipo es algo menor, pero los volúmenes de costoso refrigerante se reducen significativamente.
resultados
De hecho, todas las opciones enumeradas para los sistemas de refrigeración (excepto las puramente de agua, que son imposibles en nuestras latitudes) tienen derecho a existir. La elección depende del coste total de propiedad, que debe calcularse en cada caso concreto ya en la fase de diseño. Lo único que nunca debes hacer es cambiar el concepto cuando el proyecto esté casi listo. Además, es imposible cambiar el refrigerante cuando la instalación de los sistemas de ingeniería del futuro centro de datos ya está en marcha. Los lanzamientos y el tormento generarán gastos importantes, por lo que debes decidir la elección de una vez por todas.
Fuente: habr.com