डेटा सेंटर का चिलर कूलिंग: कौन सा कूलेंट चुनना है?

डेटा सेंटरों में एयर कंडीशनिंग के लिए, वाटर कूलिंग मशीनों (चिलर्स) के साथ केंद्रीकृत मल्टी-ज़ोन सिस्टम सबसे अधिक बार स्थापित किए जाते हैं। वे फ़्रीऑन एयर कंडीशनर की तुलना में अधिक कुशल हैं, क्योंकि बाहरी और आंतरिक इकाइयों के बीच प्रसारित होने वाला शीतलक गैसीय अवस्था में नहीं जाता है, और चिलर की कंप्रेसर-कंडेनसर इकाई तभी चालू होती है जब तापमान एक निश्चित स्तर तक बढ़ जाता है। चिलर प्रणाली को डिज़ाइन करते समय सबसे बुनियादी प्रश्नों में से एक यह है: किस शीतलक का उपयोग करना सबसे अच्छा है? यह पानी या पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल का जलीय घोल हो सकता है - प्रोपलीन ग्लाइकॉल या एथिलीन ग्लाइकॉल। आइए प्रत्येक विकल्प के फायदे और नुकसान को समझने का प्रयास करें।

भौतिकी और रसायन शास्त्र

भौतिक गुणों (गर्मी क्षमता, घनत्व, गतिज चिपचिपाहट) के दृष्टिकोण से, पानी को इष्टतम शीतलक माना जाता है। इसके अलावा, इसे सुरक्षित रूप से जमीन पर या सीवर में डाला जा सकता है। दुर्भाग्य से, हमारे अक्षांशों में, पानी का उपयोग केवल घर के अंदर किया जाता है, क्योंकि यह 0 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है। इसी समय, शीतलक का घनत्व कम हो जाता है, और इसकी मात्रा बढ़ जाती है। यह प्रक्रिया असमान है और विस्तार टैंक का उपयोग करके इसकी भरपाई करना असंभव है। ठंड वाले क्षेत्र अलग हो जाते हैं, पाइप की दीवारों पर स्थिर दबाव बढ़ जाता है और अंततः टूटना होता है। पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के जलीय घोल में ये नुकसान नहीं होते हैं। वे स्थानीय फ़ॉसी बनाए बिना, बहुत कम तापमान पर जम जाते हैं। क्रिस्टलीकरण के दौरान उनका घनत्व पानी के बर्फ में बदलने की तुलना में बहुत कम हो जाता है, जिसका अर्थ है कि मात्रा इतनी अधिक नहीं बढ़ती है - ग्लाइकोल के जमे हुए जलीय घोल भी पाइपों को नष्ट नहीं करते हैं।

अक्सर, ग्राहक प्रोपलीन ग्लाइकोल चुनते हैं क्योंकि यह गैर विषैला होता है। वास्तव में, यह एक अनुमोदित खाद्य योज्य E1520 है, जिसका उपयोग पके हुए माल और अन्य खाद्य पदार्थों में नमी बनाए रखने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग सौंदर्य प्रसाधनों और कई अन्य चीजों में किया जाता है। यदि सिस्टम प्रोपलीन ग्लाइकोल के जलीय घोल से भरा है, तो किसी विशेष सावधानी की आवश्यकता नहीं है; ग्राहक को लीक की भरपाई के लिए केवल एक अतिरिक्त जलाशय की आवश्यकता होगी। एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ काम करना अधिक कठिन है - इस पदार्थ को मध्यम विषाक्त (खतरा वर्ग तीन) के रूप में वर्गीकृत किया गया है। हवा में इसकी अधिकतम अनुमेय सांद्रता 5 mg/m3 है, लेकिन सामान्य तापमान पर इसकी कम अस्थिरता के कारण, इस पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के वाष्प केवल विषाक्तता पैदा कर सकते हैं यदि आप उन्हें लंबे समय तक सांस लेते हैं।

सबसे खराब स्थिति अपशिष्ट जल की है: पानी और प्रोपलीन ग्लाइकोल को निपटान की आवश्यकता नहीं है, लेकिन सार्वजनिक जल उपयोग सुविधाओं में एथिलीन ग्लाइकॉल की सांद्रता 1 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए। इस वजह से, डेटा सेंटर मालिकों को अनुमान में विशेष जल निकासी प्रणाली, इंसुलेटेड कंटेनर और/या पानी के साथ सूखा शीतलक को पतला करने के लिए एक प्रणाली शामिल करनी होगी: आप इसे आसानी से नाली में नहीं बहा सकते हैं। तनुकरण के लिए पानी की मात्रा शीतलक की मात्रा से सैकड़ों गुना अधिक होती है, और इसे जमीन या फर्श पर गिराना बेहद अवांछनीय है - विषाक्त पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल को बड़ी मात्रा में पानी से धोना चाहिए। हालाँकि, डेटा केंद्रों के लिए आधुनिक एयर कंडीशनिंग सिस्टम में एथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग भी काफी सुरक्षित है यदि सभी आवश्यक सावधानियां बरती जाएं।

अर्थव्यवस्था

पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल पर आधारित शीतलक की लागत की तुलना में पानी को व्यावहारिक रूप से मुफ़्त माना जा सकता है। चिलर-फैन कॉइल सिस्टम के लिए प्रोपलीन ग्लाइकोल का जलीय घोल काफी महंगा है - इसकी कीमत लगभग 80 रूबल प्रति लीटर है। शीतलक को समय-समय पर बदलने की आवश्यकता को ध्यान में रखते हुए, इसका परिणाम प्रभावशाली मात्रा में होगा। एथिलीन ग्लाइकॉल के जलीय घोल की कीमत लगभग आधी है, लेकिन इसे निपटान लागत के अनुमान में भी शामिल करना होगा, जो हालांकि, अपेक्षाकृत कम है। चिपचिपाहट और ताप क्षमता से संबंधित बारीकियां हैं: प्रोपलीन ग्लाइकोल-आधारित शीतलक को परिसंचरण पंप द्वारा उत्पन्न उच्च दबाव की आवश्यकता होती है। सामान्य तौर पर, एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ एक सिस्टम को संचालित करने की लागत काफी कम होती है, इसलिए शीतलक की कुछ विषाक्तता के बावजूद, इस विकल्प को अक्सर चुना जाता है। लागत कम करने का एक अन्य विकल्प हीट एक्सचेंजर के साथ डबल-सर्किट सिस्टम का उपयोग है, जब साधारण पानी एक सकारात्मक तापमान के साथ आंतरिक कमरों में प्रसारित होता है, और एक गैर-फ्रीजिंग ग्लाइकोल समाधान गर्मी को बाहर स्थानांतरित करता है। ऐसी प्रणाली की दक्षता कुछ हद तक कम है, लेकिन महंगे शीतलक की मात्रा काफी कम हो जाती है।

परिणाम

वास्तव में, शीतलन प्रणाली के सभी सूचीबद्ध विकल्पों (विशुद्ध रूप से पानी वाले को छोड़कर, जो हमारे अक्षांशों में असंभव हैं) को अस्तित्व का अधिकार है। चुनाव स्वामित्व की कुल लागत पर निर्भर करता है, जिसकी गणना प्रत्येक विशिष्ट मामले में डिज़ाइन चरण में पहले से ही की जानी चाहिए। केवल एक चीज जो आपको कभी नहीं करनी चाहिए वह यह है कि जब प्रोजेक्ट लगभग तैयार हो जाए तो अवधारणा को बदल दें। इसके अलावा, जब भविष्य के डेटा सेंटर के इंजीनियरिंग सिस्टम की स्थापना पहले से ही चल रही हो तो शीतलक को बदलना असंभव है। फेंकने और पीड़ा देने से गंभीर खर्च होंगे, इसलिए आपको एक बार और हमेशा के लिए विकल्प पर निर्णय लेना चाहिए।

स्रोत: www.habr.com