קירור צ'ילר של מרכז הנתונים: איזה נוזל קירור לבחור?

עבור מיזוג אויר במרכזי נתונים מותקנות לרוב מערכות מרובות אזוריות מרכזיות עם מכונות קירור מים (צ'ילרים). הם יעילים יותר ממזגני פריאון, מכיוון שנוזל הקירור שמסתובב בין היחידות החיצוניות והפנימיות אינו עובר למצב גזי, ויחידת המדחס-קבל של הצ'ילר נכנסת לפעולה רק כאשר הטמפרטורה עולה לרמה מסוימת. אחת השאלות הבסיסיות ביותר בעת תכנון מערכת צ'ילר היא: באיזה נוזל קירור עדיף להשתמש? זה יכול להיות מים או תמיסה מימית של אלכוהולים רב-הידריים - פרופילן גליקול או אתילן גליקול. בואו ננסה להבין את היתרונות והחסרונות של כל אפשרות.

פיזיקה וכימיה

מנקודת מבט של תכונות פיזיקליות (קיבולת חום, צפיפות, צמיגות קינמטית), מים נחשבים לנוזל הקירור האופטימלי. בנוסף, ניתן לשפוך אותו בבטחה על הקרקע או לביוב. לרוע המזל, בקווי הרוחב שלנו משתמשים במים רק בתוך הבית, מכיוון שהם קופאים ב-0 מעלות צלזיוס. במקביל, צפיפות נוזל הקירור יורדת, והנפח שהוא תופס גדל. התהליך אינו אחיד ואי אפשר לפצות על כך באמצעות מיכל הרחבה. אזורי הקפאה מבודדים, הלחץ הסטטי על דפנות הצינור גדל, ובסופו של דבר נוצר קרע. לתמיסות מימיות של אלכוהולים רב-הידריים אין את החסרונות הללו. הם קופאים בטמפרטורות נמוכות בהרבה, מבלי ליצור מוקדים מקומיים. הצפיפות שלהם במהלך ההתגבשות יורדת הרבה פחות מאשר במהלך הפיכת המים לקרח, מה שאומר שהנפח לא גדל כל כך - אפילו תמיסות מימיות קפואות של גליקולים לא הורסים את הצינורות.

לעתים קרובות, לקוחות בוחרים בפרופילן גליקול מכיוון שהוא לא רעיל. למעשה, זהו תוסף מזון מאושר E1520, המשמש במוצרי מאפה ומזונות אחרים כחומר לשמירה על לחות. הוא משמש בקוסמטיקה ובדברים רבים אחרים. אם המערכת מלאה בתמיסה מימית של פרופילן גליקול, אין צורך באמצעי זהירות מיוחדים; הלקוח יזדקק רק למאגר נוסף כדי לפצות על דליפות. קשה יותר לעבוד עם אתילן גליקול - חומר זה מסווג כרעיל בינוני (דרגת סיכון שלוש). הריכוז המרבי המותר שלו באוויר הוא 5 מ"ג/מ"ק, אך בשל תנודתיותו הנמוכה בטמפרטורות רגילות, אדי האלכוהול הרב-הידרי הזה עלולים לגרום להרעלה רק אם נושמים אותם לאורך זמן.

המצב הגרוע ביותר הוא בשפכים: מים ופרופילן גליקול אינם דורשים סילוק, אך ריכוז האתילן גליקול במתקני השימוש במים ציבוריים לא יעלה על 1 מ"ג/ליטר. בשל כך, בעלי מרכז נתונים יצטרכו לכלול באומדן מערכות ניקוז מיוחדות, מיכלים מבודדים ו/או מערכת לדילול נוזל הקירור המנוזל במים: לא ניתן פשוט לשטוף אותו לביוב. נפחי המים לדילול גדולים מאות מונים מנפחי נוזל הקירור, ושפיכתו על הקרקע או הרצפה היא בלתי רצויה ביותר - יש לשטוף אלכוהול רב-הידרי רעיל בכמויות גדולות של מים. עם זאת, השימוש באתילן גליקול במערכות מיזוג אוויר מודרניות למרכזי נתונים הוא גם די בטוח אם ננקטים כל אמצעי הזהירות הדרושים.

כלכלה

מים יכולים להיחשב כמעט בחינם בהשוואה לעלות של נוזלי קירור המבוססים על אלכוהול רב-הידרי. תמיסה מימית של פרופילן גליקול עבור מערכת סליל צ'ילר-מאוורר היא די יקרה - היא עולה בערך 80 רובל לליטר. אם לוקחים בחשבון את הצורך להחליף את נוזל הקירור מעת לעת, הדבר יביא לכמויות מרשימות. מחירה של תמיסה מימית של אתילן גליקול הוא כמעט חצי מזה, אך הוא יצטרך להיכלל גם באומדן עלויות הסילוק, שעם זאת גם קטנות יחסית. ישנם ניואנסים הקשורים לצמיגות ולקיבולת החום: נוזל קירור על בסיס פרופילן גליקול דורש לחץ גבוה יותר שנוצר על ידי משאבת המחזור. באופן כללי, העלות של הפעלת מערכת עם אתילן גליקול נמוכה באופן משמעותי, ולכן אפשרות זו נבחרת לעתים קרובות, למרות רעילות מסוימת של נוזל הקירור. אפשרות נוספת להוזלת עלויות היא שימוש במערכת כפולה עם מחליף חום, כאשר מים רגילים מסתובבים בחדרים פנימיים עם טמפרטורה חיובית, ותמיסת גליקול לא מקפיאה מעבירה חום החוצה. היעילות של מערכת כזו נמוכה במקצת, אך הנפחים של נוזל קירור יקר מופחתים באופן משמעותי.

תוצאות של

למעשה, לכל האפשרויות המפורטות למערכות קירור (למעט מים גרידא, שאינן אפשריות בקווי הרוחב שלנו) יש זכות קיום. הבחירה תלויה בעלות הבעלות הכוללת, אותה יש לחשב בכל מקרה ספציפי כבר בשלב התכנון. הדבר היחיד שאסור לעשות הוא לשנות את הקונספט כשהפרויקט כמעט מוכן. יתר על כן, אי אפשר להחליף את נוזל הקירור כאשר התקנת מערכות הנדסה של מרכז הנתונים העתידי כבר בעיצומה. זריקה וייסורים יגרמו להוצאות רציניות, אז כדאי להחליט על הבחירה אחת ולתמיד.

מקור: www.habr.com