데이터 센터의 냉각기 냉각: 어떤 냉각수를 선택해야 할까요?

데이터 센터의 에어컨의 경우 수냉식 기계(냉각기)를 갖춘 중앙 집중식 다중 구역 시스템이 가장 자주 설치됩니다. 외부 장치와 내부 장치 사이를 순환하는 냉각수가 기체 상태로 변하지 않고 냉각기의 압축기 응축 장치는 온도가 일정 수준까지 상승해야만 작동하기 때문에 프레온 에어컨보다 더 효율적입니다. 냉각기 시스템을 설계할 때 가장 근본적인 질문 중 하나는 어떤 냉각수를 사용하는 것이 가장 좋은가입니다. 이는 물 또는 다가 알코올(프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜)의 수용액일 수 있습니다. 각 옵션의 장점과 단점을 이해해 봅시다.

물리학 및 화학

물리적 특성(열용량, 밀도, 동점도) 측면에서 볼 때 물은 최적의 냉각수로 간주됩니다. 또한 땅이나 하수구에 안전하게 쏟을 수 있습니다. 불행히도 우리 위도에서는 물이 0 °C에서 얼기 때문에 실내에서만 사용됩니다. 동시에 냉각수의 밀도는 감소하고 차지하는 부피는 증가합니다. 공정이 고르지 않아 팽창탱크를 사용하여 이를 보완하는 것은 불가능합니다. 결빙 구역이 격리되고 배관 벽의 정압이 증가하여 결국 파열이 발생합니다. 다가 알코올의 수용액에는 이러한 단점이 없습니다. 그들은 국소적인 초점을 형성하지 않고 훨씬 낮은 온도에서 동결됩니다. 결정화 중 밀도는 물이 얼음으로 변환되는 동안보다 훨씬 적게 감소합니다. 즉, 부피가 크게 증가하지 않음을 의미합니다. 심지어 냉동된 글리콜 수용액도 파이프를 파괴하지 않습니다.

고객은 무독성이기 때문에 프로필렌 글리콜을 선택하는 경우가 많습니다. 실제로, 이는 제과류 및 기타 식품에 수분 유지제로 사용되는 승인된 식품 첨가물 E1520입니다. 화장품 등 다양한 용도로 사용됩니다. 시스템이 프로필렌 글리콜 수용액으로 채워져 있는 경우 특별한 예방 조치가 필요하지 않으며 고객은 누출을 보상하기 위해 추가 저장소만 필요합니다. 에틸렌 글리콜을 사용하는 것은 더 어렵습니다. 이 물질은 중간 정도의 독성(위험 등급 5)으로 분류됩니다. 공기 중 최대 허용 농도는 3 mg/mXNUMX이지만, 상온에서는 휘발성이 낮기 때문에 이 다가 알코올의 증기는 오랫동안 흡입할 경우에만 중독을 일으킬 수 있습니다.

최악의 상황은 폐수입니다. 물과 프로필렌 글리콜은 폐기할 필요가 없지만, 공공 물 사용 시설의 에틸렌 글리콜 농도는 1mg/l를 초과해서는 안 됩니다. 이 때문에 데이터 센터 소유자는 특수 배수 시스템, 단열 용기 및/또는 배수된 냉각수를 물로 희석하는 시스템을 견적에 포함해야 합니다. 단순히 배수구로 흘려 보낼 수는 없습니다. 희석을 위한 물의 양은 냉각수 양보다 수백 배 더 크며 이를 바닥이나 바닥에 쏟는 것은 매우 바람직하지 않습니다. 독성 다가 알코올은 다량의 물로 씻어내야 합니다. 그러나 필요한 모든 예방 조치를 취하면 데이터 센터의 최신 에어컨 시스템에 에틸렌 글리콜을 사용하는 것도 매우 안전합니다.

경제

다가 알코올을 기반으로 한 냉각제 비용에 비해 물은 실질적으로 무료로 간주될 수 있습니다. 냉각 팬 코일 시스템용 프로필렌 글리콜 수용액은 상당히 비싸며 리터당 약 80 루블입니다. 냉각수를 주기적으로 교체해야 한다는 점을 고려하면 엄청난 양이 될 것입니다. 에틸렌 글리콜 수용액의 가격은 거의 절반이지만 폐기 비용 추정에도 포함되어야하지만 상대적으로 적습니다. 점도 및 열용량과 관련된 미묘한 차이가 있습니다. 프로필렌 글리콜 기반 냉각수에는 순환 펌프에서 생성되는 더 높은 압력이 필요합니다. 일반적으로 에틸렌 글리콜을 사용하는 시스템을 운영하는 데 드는 비용은 상당히 낮으므로 냉각수의 독성에도 불구하고 이 옵션이 선택되는 경우가 많습니다. 비용을 절감하기 위한 또 다른 옵션은 일반 물이 양의 온도로 내부 공간을 순환하고 부동 글리콜 용액이 열을 외부로 전달할 때 열 교환기가 있는 이중 회로 시스템을 사용하는 것입니다. 이러한 시스템의 효율성은 다소 낮지만 값비싼 냉각수의 양은 크게 줄어듭니다.

결과

실제로 냉각 시스템에 대해 나열된 모든 옵션(위도에서는 불가능한 순수한 물 제외)은 존재할 권리가 있습니다. 선택은 이미 설계 단계에서 각 특정 사례에 대해 계산되어야 하는 총 소유 비용에 따라 달라집니다. 절대 하지 말아야 할 유일한 일은 프로젝트가 거의 준비되었을 때 컨셉을 변경하는 것입니다. 게다가 미래 데이터센터의 엔지니어링 시스템 설치가 이미 진행 중인 상황에서는 냉각수 교체도 불가능하다. 던지거나 고통을 가하면 심각한 비용이 발생하므로 최종적으로 선택을 결정해야 합니다.

출처 : habr.com