Para o aire acondicionado en centros de datos, a maioría das veces instálanse sistemas centralizados multizona con máquinas de refrixeración por auga (chillers). Son máis eficientes que os acondicionadores de aire con freón, porque o refrixerante que circula entre as unidades externas e internas non entra en estado gasoso e a unidade de compresor-condensador do refrixerador só entra en funcionamento cando a temperatura aumenta ata un determinado nivel. Unha das preguntas máis fundamentais á hora de deseñar un sistema de refrixeración é: que refrixerante é mellor usar? Pode ser auga ou unha solución acuosa de alcoholes polihídricos - propilenglicol ou etilenglicol. Intentemos comprender as vantaxes e os inconvenientes de cada opción.
Física e Química
Desde o punto de vista das propiedades físicas (capacidade calorífica, densidade, viscosidade cinemática), a auga considérase o refrixerante óptimo. Ademais, pódese verter con seguridade ao chan ou ao sumidoiro. Desafortunadamente, nas nosas latitudes, a auga só se usa en interiores, xa que se conxela a 0 °C. Ao mesmo tempo, a densidade do refrixerante diminúe e o volume que ocupa aumenta. O proceso é desigual e é imposible compensalo usando un tanque de expansión. As zonas de conxelación están illadas, a presión estática sobre as paredes dos tubos aumenta e, finalmente, prodúcese unha rotura. As solucións acuosas de alcohois polihídricos non presentan estas desvantaxes. Conxélanse a temperaturas moito máis baixas, sen formar focos locais. A súa densidade durante a cristalización diminúe moito menos que durante a transformación da auga en xeo, o que significa que o volume non aumenta tanto; mesmo as solucións acuosas conxeladas de glicoles non destrúen os tubos.
Moitas veces, os clientes elixen propilenglicol porque non é tóxico. De feito, é un aditivo alimentario aprobado E1520, que se usa en produtos horneados e outros alimentos como axente de retención de humidade. Úsase en cosmética e moitas outras cousas. Se o sistema está cheo cunha solución acuosa de propilenglicol, non se precisan precaucións especiais; o cliente só necesitará un depósito adicional para compensar as fugas. É máis difícil traballar con etilenglicol: esta substancia está clasificada como moderadamente tóxica (clase de perigo tres). A súa concentración máxima admisible no aire é de 5 mg/m3, pero debido á súa baixa volatilidade a temperaturas normais, os vapores deste alcohol polihídrico só poden provocar intoxicación se os respiras durante moito tempo.
A peor situación é coas augas residuais: a auga e o propilenglicol non precisan eliminación, pero a concentración de etilenglicol nas instalacións públicas de uso da auga non debe superar os 1 mg/l. Por iso, os propietarios do centro de datos terán que incluír no presuposto sistemas especiais de drenaxe, envases illantes e/ou un sistema de dilución do líquido refrixerante drenado con auga: non pode simplemente botalo polo sumidoiro. Os volumes de auga para a dilución son centos de veces maiores que os volumes do refrixerante e derramar no chan ou no chan é extremadamente indesexable: o alcohol polihídrico tóxico debe lavarse con grandes cantidades de auga. Non obstante, o uso de etilenglicol nos modernos sistemas de aire acondicionado para centros de datos tamén é bastante seguro se se toman todas as precaucións necesarias.
Economía
A auga pódese considerar practicamente gratuíta en comparación co custo dos refrixerantes a base de alcohois polihídricos. Unha solución acuosa de propilenglicol para un sistema chiller-fan coil é bastante cara: custa uns 80 rublos por litro. Tendo en conta a necesidade de substituír periodicamente o líquido de refrixeración, isto producirá cantidades impresionantes. O prezo dunha solución acuosa de etilenglicol é case a metade, pero tamén haberá que incluír na estimación dos custos de eliminación, que, con todo, tamén son relativamente pequenos. Hai matices relacionados coa viscosidade e a capacidade calorífica: o refrixerante a base de propilenglicol require unha maior presión xerada pola bomba de circulación. En xeral, o custo de operar un sistema con etilenglicol é significativamente menor, polo que esta opción adoita ser elixida, a pesar de certa toxicidade do refrixerante. Outra opción para reducir custos é o uso dun sistema de dobre circuíto cun intercambiador de calor, cando a auga común circula en salas internas cunha temperatura positiva e unha solución de glicol non conxelante transfire calor ao exterior. A eficiencia deste sistema é algo menor, pero os volumes de refrixerantes caros redúcense significativamente.
Resultados de
De feito, todas as opcións enumeradas para os sistemas de refrixeración (excepto os puramente de auga, que son imposibles nas nosas latitudes) teñen dereito a existir. A elección depende do custo total de propiedade, que debe calcularse en cada caso específico xa na fase de deseño. O único que nunca debes facer é cambiar o concepto cando o proxecto está case listo. Ademais, é imposible cambiar o refrixerante cando xa está en marcha a instalación dos sistemas de enxeñería do futuro centro de datos. O lanzamento e o tormento provocarán gastos graves, polo que debes decidir a elección dunha vez por todas.
Fonte: www.habr.com