データセンターの空調には、水冷機 (チラー) を備えた集中マルチゾーン システムが設置されることがほとんどです。 室外機と室内機の間を循環する冷媒が気体状態にならず、一定の温度が上昇した場合にのみチラーのコンプレッサー・コンデンサーユニットが作動するため、フロンエアコンに比べて効率が高くなります。 チラー システムを設計する際の最も基本的な質問の XNUMX つは、「どの冷却剤を使用するのが最適か?」ということです。 これは、水または多価アルコール（プロピレングリコールまたはエチレングリコール）の水溶液です。 各オプションの長所と短所を理解してみましょう。
物理学と化学
物性（熱容量、密度、動粘度）の観点からは、水が最適な冷却剤と考えられます。 さらに、地面や下水道に安全に注ぐことができます。 残念なことに、私たちの緯度では、水は0℃で凍るため、屋内でのみ使用されます。 同時に、冷却剤の密度は減少し、冷却剤が占める体積は増加します。 このプロセスは不均一であり、膨張タンクを使用してそれを補うことは不可能です。 凍結領域が孤立し、パイプ壁にかかる静圧が増加し、最終的には破裂が発生します。 多価アルコールの水溶液にはこれらの欠点がありません。 局所的な焦点を形成することなく、はるかに低い温度で凍結します。 結晶化中の密度の減少は、水が氷に変化するときよりもはるかに少なく、体積がそれほど増加しないことを意味します。凍結したグリコール水溶液であってもパイプを破壊することはありません。
多くの場合、顧客は無毒であるという理由でプロピレングリコールを選択します。 実際、これは食品添加物 E1520 として承認されており、焼き菓子やその他の食品に保湿剤として使用されています。 化粧品やその他さまざまなものに使用されています。 システムがプロピレングリコールの水溶液で満たされている場合、特別な予防措置は必要ありません。顧客は漏れを補うために追加のリザーバーが必要なだけです。 エチレングリコールを扱うのはより困難です。この物質は中程度の毒性（危険性クラス 5）に分類されます。 空気中の最大許容濃度は 3 mg/mXNUMX ですが、常温では揮発性が低いため、この多価アルコールの蒸気は長時間吸い込んだ場合にのみ中毒を引き起こす可能性があります。
最悪の状況は廃水です。水とプロピレングリコールは廃棄する必要はありませんが、公共水利用施設内のエチレングリコールの濃度は 1 mg/l を超えてはなりません。 このため、データセンターの所有者は、特別な排水システム、断熱コンテナ、および/または排水された冷却剤を水で希釈するためのシステムを見積もりに含める必要があります。単に排水管に流すことはできません。 希釈する水の体積は冷却剤の体積の数百倍であり、地面や床にこぼれるのは非常に望ましくありません。有毒な多価アルコールは大量の水で洗い流す必要があります。 ただし、必要な予防措置をすべて講じていれば、データセンター用の最新の空調システムでのエチレングリコールの使用も非常に安全です。
経済
多価アルコールをベースとした冷却剤のコストと比較すると、水は実質的に無料であると考えられます。 チラーファンコイルシステム用のプロピレングリコール水溶液は非常に高価で、80リットルあたり約XNUMXルーブルかかります。 クーラントを定期的に交換する必要性を考慮すると、その量は膨大になります。 エチレングリコール水溶液の価格はほぼ半額ですが、処分費用も見積もる必要がありますが、これも比較的少額です。 粘度と熱容量には微妙な違いがあります。プロピレングリコールベースの冷却剤は、循環ポンプによって生成されるより高い圧力を必要とします。 一般に、エチレングリコールを使用したシステムの運用コストは大幅に低いため、冷却剤の毒性にもかかわらず、このオプションがよく選択されます。 コストを削減するためのもう XNUMX つのオプションは、熱交換器を備えた二重回路システムを使用することです。この場合、通常の水が正の温度の室内を循環し、不凍グリコール溶液が熱を外部に伝達します。 このようなシステムの効率は若干低くなりますが、高価な冷却剤の量は大幅に削減されます。
結果
実際、冷却システムのリストにあるすべてのオプション (私たちの緯度では不可能な純水のものを除く) は存在する権利があります。 選択は総所有コストによって異なります。総所有コストは、設計段階で特定のケースごとに計算する必要があります。 絶対にやってはいけないのは、プロジェクトの準備がほぼ整った段階でコンセプトを変更することです。 さらに、将来のデータセンターのエンジニアリング システムの設置がすでに始まっている場合、冷却剤を交換することは不可能です。 投げたり苦しめたりすると多大な出費が発生するため、選択は一度決めてください。
出所： habr.com