Adatközpontok hűtésére általában központosított, többzónás rendszereket telepítenek vízhűtő gépekkel (chiller). Ezek hatékonyabbak, mint a hűtőgázos klímaberendezések, mert a külső és belső egységek között cirkuláló hűtőközeg nem vált gáz halmazállapotúvá, és a chiller kompresszor-kondenzáló egysége csak akkor kapcsol be, ha a hőmérséklet egy adott szint fölé emelkedik. Az egyik legfontosabb kérdés a chiller rendszer tervezése során: melyik hűtőközeg a legjobb választás? Ez lehet víz vagy vízbázisú többatomos alkohol oldat - propilén-glikol vagy etilén-glikol. Próbáljuk meg megérteni mindkét lehetőség előnyeit és hátrányait.
Fizika és kémia
A fizikai tulajdonságok (hőkapacitás, sűrűség, kinematikai viszkozitás) szempontjából a víz tekinthető optimális hűtőközegnek. Ráadásul biztonságosan le lehet engedni a talajra vagy a csatornába. Sajnos, a mi szélességi körünkben a vizet csak belső használatra alkalmazzák, mivel 0 °C-on megfagy. Ekkor a hűtőközeg sűrűsége csökken, míg a térfogata nő. A folyamat nem egyenletesen zajlik, és ezt a tágulási tartály segítségével nem lehet kompenzálni. A megfagyott részeket elkülönítik, a statikus nyomás növekszik a csövek falán, és végül repedés történik. A többatomos alkohol oldatok mentesek ezektől a hátrányoktól. Sokkal alacsonyabb hőmérsékleten fagyosodnak meg, anélkül hogy lokális fagyási zónák alakulnának ki. Kálászkodáskor a sűrűségük sokkal kevésbé csökken, mint a víz jéggé alakulása során, így a térfogatuk nem nő olyan mértékben - még a megfagyott glikol oldatok sem károsítják a csöveket.
A megrendelők gyakran választják a propilén-glikolt, mert nem toxikus. Valójában ez az E1520 engedélyezett élelmiszer-adalékanyag, amelyet a sütőiparban és egyéb élelmiszerekben használnak, mint nedvességtartó ügynököt. Kozmetikai termékekben és sok más területen is alkalmazzák. Ha a rendszert propilén-glikol vizes oldatával töltik fel, különleges óvintézkedések nem szükségesek: a megrendelőnek csak egy plusz tartályra lesz szüksége a szivárgások kompenzálására. Az etilén-glikollal való munka nehezebb – ez a vegyület mérsékelten toxikus (harmadik veszélyességi osztály). A levegőben lévő maximálisan megengedett koncentrációja 5 mg/m3, de az alacsony volatilitás miatt normál hőmérsékleten a sokatomos alkohol gőzeivel történő hosszabb idejű légzés esetén lehet mérgezés.
A szennyvíz kezelése a legrosszabb: a víz és a propilén-glikol nem igényel kidobást, de az etilén-glikol koncentrációnak nem szabad meghaladnia az 1 mg/l-t a közhasználatú víztestekben. Ezért az adatközpontok tulajdonosainak különleges leeresztő rendszereket, elszigetelt tárolókat és/vagy hígító rendszert kell beépíteniük, hogy a hőhordozót ne lehessen egyszerűen leengedni a csatornába. A víz mennyisége a hígításhoz százszorosa a hőhordozó mennyiségének, és rendkívül nem kívánatos a talajra vagy a padlóra önteni – a toxikus sokatomos alkoholt nagy mennyiségű vízzel kell elöblíteni. Mindazonáltal az etilén-glikolt a modern légkondicionáló rendszerekben is használják. adatközpontok ez is teljesen biztonságos, ha minden szükséges óvintézkedést betartanak.
Gazdaság
A vizet szinte ingyenesnek tekinthetjük a többszörös alkoholok alapú hűtőfolyadékok árához képest. A propilénglikol vízes oldata a chiller-fan coil rendszerhez meglehetősen drága - nagyjából 80 rubelt cost literenként. Figyelembe kell venni, hogy a hűtőfolyadék időszakos cseréje jelentős költségeket von maga után. Az etilén-glikol vízes oldatának ára majdnem fele annyi, de ezt is bele kell kalkulálni a kezelés költségeibe, amelyek viszont szintén viszonylag alacsonyak. Vannak árnyalatok, amelyek a viszkozitással és a hőkapacitással kapcsolatosak: a propilénglikol alapú hűtőfolyadék magasabb nyomást igényel a keringető szivattyú által létrehozott nyomásra. Összességében az etilén-glikollal működő rendszer üzemeltetési költségei lényegesen alacsonyabbak, ezért ezt a megoldást sokan választják, a hűtőfolyadék némi toxicitása ellenére. Egy másik lehetőség a költségek csökkentésére - a kétkörös rendszer használata hőcserélővel, ahol a belső helységekben, pozitív hőmérsékleten, normál víz kering, míg a kinti hő eltávolítását fagyálló glikolos oldat végzi. Az ilyen rendszer hatásfoka valamivel alacsonyabb, de az értékes hűtőfolyadék mennyisége jelentősen csökken.
Összegzés
Valójában az összes felsorolt hűtőrendszer (kivéve a tisztán vízbázisú rendszereket, amelyek a mi szélességi körünkben nem lehetségesek) jogosult a létezésre. A választás a teljes tulajdonlási költségtől függ, amelyet minden egyes esetben már a tervezési szakaszban számításba kell venni. Az egyetlen dolog, amit semmiképpen sem szabad tenni: megváltoztatni a koncepciót, amikor a projekt már szinte kész. Különösen nem szabad a hűtőfolyadékot megváltoztatni, amikor már zajlik a jövőbeli adatközpont mérnöki rendszereinek telepítése. A kérdések és vívódások komoly költségeket fognak okozni, ezért a választásról egyszer és mindenkorra dönteni kell.
Forrás: habr.com
