برای تهویه مطبوع در مراکز داده، سیستم های متمرکز چند منطقه ای با ماشین های خنک کننده آب (چیلر) اغلب نصب می شوند. آنها نسبت به تهویه مطبوع فریون کارآمدتر هستند، زیرا مایع خنک کننده در گردش بین واحدهای خارجی و داخلی به حالت گازی نمی رود و واحد کمپرسور-کندانسور چیلر تنها زمانی که دما به سطح معینی افزایش می یابد وارد کار می شود. یکی از اساسی ترین سوالات در هنگام طراحی یک سیستم چیلر این است: بهترین خنک کننده برای استفاده از چه مایع خنک کننده است؟ این می تواند آب یا محلول آبی الکل های پلی هیدریک - پروپیلن گلیکول یا اتیلن گلیکول باشد. بیایید سعی کنیم مزایا و معایب هر گزینه را درک کنیم.
فیزیک و شیمی
از نقطه نظر خواص فیزیکی (ظرفیت حرارتی، چگالی، ویسکوزیته سینماتیک)، آب خنک کننده بهینه در نظر گرفته می شود. علاوه بر این، می توان آن را با خیال راحت روی زمین یا داخل فاضلاب ریخت. متأسفانه، در عرض های جغرافیایی ما، آب فقط در داخل خانه استفاده می شود، زیرا در دمای 0 درجه سانتی گراد یخ می زند. در همان زمان، چگالی مایع خنک کننده کاهش می یابد و حجمی که اشغال می کند افزایش می یابد. فرآیند ناهموار است و جبران آن با استفاده از مخزن انبساط غیرممکن است. نواحی انجماد جدا می شوند، فشار استاتیکی روی دیواره لوله افزایش می یابد و در نهایت پارگی رخ می دهد. محلول های آبی الکل های پلی هیدریک این معایب را ندارند. آنها در دمای بسیار پایین تر یخ می زنند، بدون اینکه کانون های محلی ایجاد کنند. چگالی آنها در طول تبلور بسیار کمتر از هنگام تبدیل آب به یخ کاهش می یابد، به این معنی که حجم آنقدر افزایش نمی یابد - حتی محلول های آبی یخ زده گلیکول ها لوله ها را از بین نمی برند.
اغلب، مشتریان پروپیلن گلیکول را انتخاب می کنند زیرا غیر سمی است. در واقع، این یک افزودنی غذایی تایید شده E1520 است که در محصولات پخته شده و سایر غذاها به عنوان یک عامل حفظ رطوبت استفاده می شود. در لوازم آرایشی و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود. اگر سیستم با محلول آبی پروپیلن گلیکول پر شود، نیازی به اقدامات احتیاطی خاصی نیست؛ مشتری فقط به یک مخزن اضافی برای جبران نشتی نیاز دارد. کار با اتیلن گلیکول دشوارتر است - این ماده به عنوان سمی متوسط طبقه بندی می شود (کلاس خطر سه). حداکثر غلظت مجاز آن در هوا 5 میلی گرم بر متر مکعب است، اما به دلیل فراریت کم آن در دمای معمولی، بخارات این الکل پلی هیدریک تنها در صورت تنفس طولانی مدت می توانند باعث مسمومیت شوند.
بدترین وضعیت در مورد فاضلاب است: آب و پروپیلن گلیکول نیازی به دفع ندارند، اما غلظت اتیلن گلیکول در تاسیسات عمومی استفاده از آب نباید از 1 میلی گرم در لیتر تجاوز کند. به همین دلیل، صاحبان مراکز داده باید سیستم های زهکشی ویژه، ظروف عایق بندی شده و/یا سیستمی برای رقیق کردن مایع خنک کننده تخلیه شده با آب را در تخمین بگنجانند: شما نمی توانید به سادگی آن را در زهکشی تخلیه کنید. حجم آب برای رقیق سازی صدها برابر بیشتر از حجم مایع خنک کننده است و ریختن آن روی زمین یا کف بسیار نامطلوب است - الکل پلی هیدریک سمی باید با مقادیر زیادی آب شسته شود. با این حال، استفاده از اتیلن گلیکول در سیستم های تهویه مطبوع مدرن برای مراکز داده نیز در صورت رعایت تمام اقدامات احتیاطی کاملاً ایمن است.
اقتصاد
آب را می توان در مقایسه با هزینه خنک کننده های مبتنی بر الکل های پلی هیدریک عملاً رایگان در نظر گرفت. محلول آبی پروپیلن گلیکول برای سیستم فن کویل چیلر بسیار گران است - حدود 80 روبل در هر لیتر هزینه دارد. با در نظر گرفتن نیاز به تعویض دوره ای مایع خنک کننده، این مقدار قابل توجهی را به همراه خواهد داشت. قیمت محلول آبی اتیلن گلیکول تقریباً نصف است، اما باید در برآورد هزینه های دفع نیز لحاظ شود، که با این حال، آنها نیز نسبتاً کوچک هستند. تفاوت های ظریف مربوط به ویسکوزیته و ظرفیت گرمایی وجود دارد: خنک کننده مبتنی بر پروپیلن گلیکول به فشار بالاتر تولید شده توسط پمپ گردش خون نیاز دارد. به طور کلی، هزینه راه اندازی یک سیستم با اتیلن گلیکول به طور قابل توجهی پایین تر است، بنابراین این گزینه اغلب با وجود سمی بودن مایع خنک کننده انتخاب می شود. گزینه دیگری برای کاهش هزینه ها استفاده از سیستم دو مداره با مبدل حرارتی است، زمانی که آب معمولی در اتاق های داخلی با دمای مثبت در گردش است و محلول گلیکول غیر انجماد گرما را به بیرون منتقل می کند. راندمان چنین سیستمی تا حدودی کمتر است، اما حجم مایع خنک کننده گران قیمت به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
نمایش نتایج: از
در واقع، همه گزینه های ذکر شده برای سیستم های خنک کننده (به جز موارد صرفاً آبی که در عرض های جغرافیایی ما غیرممکن هستند) حق وجود دارند. انتخاب بستگی به کل هزینه مالکیت دارد که باید در هر مورد خاص در مرحله طراحی محاسبه شود. تنها کاری که هرگز نباید انجام دهید این است که وقتی پروژه تقریباً آماده است، مفهوم را تغییر دهید. علاوه بر این، هنگامی که نصب سیستم های مهندسی مرکز داده آینده در حال انجام است، تغییر مایع خنک کننده غیرممکن است. پرتاب و عذاب هزینه های جدی را در پی خواهد داشت، بنابراین باید یک بار برای همیشه در مورد انتخاب تصمیم بگیرید.
منبع: www.habr.com