Andmete keskuste jahutamiseks kasutatakse kõige enam tsentraliseeritud mitme tsooniga süsteeme, millel on veega jahutavad masinad (chillerid). Need on tõhusamad kui freooni konditsioneerid, kuna soojusvaheti, mis ringleb välimiste ja sisemiste blokide vahel, ei muutu gaasi olekusse, ning kompressor-kondensaatori plokk käivitatakse tööle vaid siis, kui temperatuur tõuseb teatud tasemeni. Üks olulisemaid küsimusi chillerite süsteemi projekteerimisel on, milline soojusvaheti on parem kasutada? See võib olla vesi või veeline lahus mitmeatomilisi alkohole – propüleenglükooli või etüleenglükooli. Proovime välja selgitada iga variandi eelised ja puudused.
Füüsika ja keemia
Füüsikaliste omaduste (soojusmahtuvus, tihedus, kineetiline viskoossus) poolest peetakse vett optimaalseks soojusvahetuseks. Lisaks sellele saab seda rahulikult eemaldada mulda või kanalisatsiooni. Kahjuks kasutatakse meie laiuskraadidel vett vaid siseruumides, kuna see külmub 0 °C juures. Soojusvahetaja tihedus väheneb samas, samal ajal kui selle maht suureneb. Protsess toimub ebaühtlaselt ning seda ei saa korvata paisupaagi abil. Külmumiskohtade ümber on isolatsioon, statiline rõhk torude seintele suureneb ning lõpuks juhtub rebend. Veelahused mitmeatomiliste alkoholide puhul on vabastatud neist puudustest. Need külmuvad tunduvalt madalamatel temperatuuridel, moodustamata lokaalseid koldeid. Nende tihedus kristalliseerumise käigus väheneb palju vähem kui vee muundumisel jääks, mistõttu ka maht ei suurene nii palju – isegi külmunud glükoolilahused ei kahjusta torusid.
Tavaliselt valivad kliendid propüleenglükooli, kuna see ei ole mürgine. Tegelikult on see lubatud toidulisand E1520, mida kasutatakse küpsetistes ja muudes toiduainetes niiskuse hoidjana. Seda rakendatakse ka kosmeetikatoodetes ja paljus muus. Kui süsteem fillada propüleenglükooli veelahusega, ei ole erilisi ettevaatusmeetmeid vaja: kliendile on vajalik vaid täiendav reservuaar lekete kompenseerimiseks. Eetüleenglükooliga on keerulisem töötada - see aine kuulub mõõdukalt toksiliste (kolmandasse ohuklassi). Selle lubatud maksimaalne kontsentratsioon õhus on 5 mg/m3, kuid madala lenduvuse tõttu tavalise temperatuuri korral saab selle mitmeahelise alkoholi aurudega mürgitada vaid siis, kui neid pikka aega sisse hingata.
Halbada on veega ja propüleenglükooliga: need ei vaja utiliseerimist, kuid etüleenglükooli kontsentratsioon üldkasutuses olevates vees ei tohiks ületada 1 mg/l. Seetõttu peavad andmekeskuste omanikud oma eelarvesse arvestama spetsiaalsed kanalisatsioonisüsteemid, isolatsioonikonteinerid ja/või segamisseadmed, et mitte lihtsalt tühjendada seda kanalisatsiooni. Veekogused lahjendamiseks on sadu kordi suuremad kui soojuskandja maht ja selle valamine pinnasesse või põrandale on äärmiselt soovimatu – toksilisest mitmeatomilisest alkoholist tuleb lahti saada suure veekogusega. Siiski on etüleenglükooli kasutamine kaasaegsetes konditsioneerimissüsteemides täiesti ohutu, kui järgite kõiki vajalikke ettevaatusabinõusid. andmekeskustega on samuti täiesti ohutu, kui järgitakse kõiki vajalikke ettevaatusabinõusid.
Majandusteadus
Vett võib pidada praktiliselt tasuta võrreldes mitmeaatomsel alkoholidel põhinevate soojusvedelike hindadega. Propeenglükooli vesilahus chiller-fankoilisüsteemis on üsna kallis – hind on umbes 80 rubla liitri kohta. Arvestades, et soojusvedelikku tuleb perioodiliselt vahetada, ulatub see märkimisväärsetesse summadesse. Eetilenglükooli vesilahuse hind on peaaegu poole väiksem, kuid sellega tuleb arvestada ka kõrvaldamiskuludega, mis on siiski suhteliselt tagasihoidlikud. On nüansse, mis on seotud viskoossuse ja soojusmahtuvusega: propüleenglükooli põhine soojusvedelik nõuab kõrgemat survet, mida loob tsirkulatsioonipump. Üldiselt on eetilenglükooliga süsteemi töökulud märkimisväärselt madalamad, nii et seda variant on sageli valitud, hoolimata soojusvedeliku mõningasest toksilisusest. Veel üks võimalus kulude vähendamiseks on kahe ringi süsteemi kasutamine soojusvaheti abil, kus siseruumides, kus on positiivne temperatuur, tsirkuleerib tavaline vesi, samas kui välistemperatuuri korral kannab soojust jäävaba glükooli lahus. Sellise süsteemi efektiivsus on mõnevõrra madalam, kuid kallis soojusvedeliku kogused vähenevad märkimisväärselt.
Kokkuvõte
Tegelikult on kõik loetletud jahutuslahendused (v.a puhtalt veepõhised, mis meie laiuskraadidel ei ole võimalikud) olemasolu õiguse. Valik sõltub täielikust omamiskulust, mis tuleb igas konkreetses juhtumis juba projekteerimise etapis arvesse võtta. Ainus, mida ei tohi mingil juhul teha: muuta kontseptsiooni, kui projekt on peaaegu valmis. Veel vähem tohib muuta soojusvedelikku, kui tulevase andmekeskuse insenerisüsteemide paigaldamine on juba käimas. Kahtlemine ja piinlemine toovad kaasa tõsised kulud, seega tuleks valik teha kindlaks üks kord ja lõpuks.
Allikas: habr.com
