Gaisa kondicionēšanai datu centros visbiežāk tiek uzstādītas centralizētas daudzzonu sistēmas ar ūdens dzesēšanas iekārtām (dzesētājiem). Tie ir efektīvāki par freona gaisa kondicionieriem, jo dzesēšanas šķidrums, kas cirkulē starp ārējo un iekšējo bloku, nepāriet gāzveida stāvoklī, un dzesētāja kompresora-kondensatora bloks sāk darboties tikai tad, kad temperatūra paaugstinās līdz noteiktam līmenim. Viens no būtiskākajiem jautājumiem, veidojot dzesētāja sistēmu, ir: kādu dzesēšanas šķidrumu vislabāk izmantot? Tas var būt ūdens vai daudzvērtīgu spirtu ūdens šķīdums - propilēnglikols vai etilēnglikols. Mēģināsim izprast katras iespējas priekšrocības un trūkumus.
Fizika un ķīmija
No fizikālo īpašību (siltuma jaudas, blīvuma, kinemātiskās viskozitātes) viedokļa ūdens tiek uzskatīts par optimālo dzesēšanas šķidrumu. Turklāt to var droši liet uz zemes vai kanalizācijā. Diemžēl mūsu platuma grādos ūdeni izmanto tikai iekštelpās, jo tas sasalst pie 0 °C. Tajā pašā laikā dzesēšanas šķidruma blīvums samazinās, un tā aizņemtais tilpums palielinās. Process ir nevienmērīgs, un to nav iespējams kompensēt, izmantojot izplešanās tvertni. Sasalšanas zonas ir izolētas, palielinās statiskais spiediens uz cauruļu sienām, un galu galā notiek plīsums. Daudzvērtīgo spirtu ūdens šķīdumiem šādu trūkumu nav. Tie sasalst daudz zemākā temperatūrā, neveidojot lokālus perēkļus. To blīvums kristalizācijas laikā samazinās daudz mazāk nekā ūdens pārveidošanās laikā ledū, kas nozīmē, ka tilpums tik ļoti nepalielinās - pat sasaluši glikolu ūdens šķīdumi neiznīcina caurules.
Ļoti bieži klienti izvēlas propilēnglikolu, jo tas nav toksisks. Faktiski tā ir apstiprināta pārtikas piedeva E1520, ko izmanto maizes izstrādājumos un citos pārtikas produktos kā mitrumu aizturošu līdzekli. To izmanto kosmētikā un daudzās citās lietās. Ja sistēma ir piepildīta ar propilēnglikola ūdens šķīdumu, īpaši piesardzības pasākumi nav nepieciešami, klientam būs nepieciešams tikai papildu rezervuārs, lai kompensētu noplūdes. Ar etilēnglikolu strādāt ir grūtāk – šī viela ir klasificēta kā vidēji toksiska (trešā bīstamības klase). Tā maksimālā pieļaujamā koncentrācija gaisā ir 5 mg/m3, taču tā zemās nepastāvības dēļ normālā temperatūrā šī daudzvērtīgā spirta tvaiki var izraisīt saindēšanos tikai tad, ja tos ilgstoši elpojat.
Sliktākā situācija ir ar notekūdeņiem: ūdeni un propilēnglikolu nav nepieciešams apglabāt, bet etilēnglikola koncentrācija publiskās ūdens izmantošanas objektos nedrīkst pārsniegt 1 mg/l. Šī iemesla dēļ datu centru īpašniekiem tāmē būs jāiekļauj īpašas drenāžas sistēmas, izolēti konteineri un/vai sistēma novadītā dzesēšanas šķidruma atšķaidīšanai ar ūdeni: jūs nevarat to vienkārši izskalot kanalizācijā. Atšķaidīšanai paredzētā ūdens tilpumi ir simtiem reižu lielāki par dzesēšanas šķidruma tilpumiem, un tā izliešana uz zemes vai grīdas ir ārkārtīgi nevēlama - toksiskais daudzvērtīgais spirts ir jānomazgā ar lielu ūdens daudzumu. Tomēr arī etilēnglikola izmantošana mūsdienu gaisa kondicionēšanas sistēmās datu centriem ir diezgan droša, ja tiek ievēroti visi nepieciešamie piesardzības pasākumi.
Ekonomija
Ūdeni var uzskatīt par praktiski bezmaksas, salīdzinot ar dzesēšanas šķidrumu izmaksām, kuru pamatā ir daudzvērtīgie spirti. Propilēnglikola ūdens šķīdums dzesētāja-ventilatora spoles sistēmai ir diezgan dārgs - tas maksā apmēram 80 rubļus litrā. Ņemot vērā nepieciešamību periodiski nomainīt dzesēšanas šķidrumu, tas radīs iespaidīgus daudzumus. Etilēnglikola ūdens šķīduma cena ir gandrīz uz pusi mazāka, taču tā būs jāiekļauj arī apglabāšanas izmaksu tāmē, kas tomēr arī ir salīdzinoši neliela. Ir nianses, kas saistītas ar viskozitāti un siltumietilpību: dzesēšanas šķidrumam uz propilēnglikola bāzes nepieciešams lielāks spiediens, ko rada cirkulācijas sūknis. Kopumā sistēmas ar etilēnglikolu darbības izmaksas ir ievērojami zemākas, tāpēc šī opcija bieži tiek izvēlēta, neskatoties uz dzesēšanas šķidruma zināmu toksicitāti. Vēl viena izmaksu samazināšanas iespēja ir divkontūru sistēmas izmantošana ar siltummaini, kad iekšējās telpās cirkulē parasts ūdens ar pozitīvu temperatūru, bet nesasalstošs glikola šķīdums pārnes siltumu ārpusē. Šādas sistēmas efektivitāte ir nedaudz zemāka, bet dārgā dzesēšanas šķidruma apjomi ir ievērojami samazināti.
Rezultāti
Faktiski visām uzskaitītajām dzesēšanas sistēmu iespējām (izņemot tīri ūdens, kas mūsu platuma grādos nav iespējamas) ir tiesības pastāvēt. Izvēle ir atkarīga no kopējām īpašuma izmaksām, kas katrā konkrētajā gadījumā jāaprēķina jau projektēšanas stadijā. Vienīgais, ko nekad nevajadzētu darīt, ir mainīt koncepciju, kad projekts ir gandrīz gatavs. Turklāt dzesēšanas šķidruma nomaiņa nav iespējama, kad jau notiek topošā datu centra inženiersistēmu uzstādīšana. Mētāšanās un mocīšanās radīs nopietnus izdevumus, tāpēc par izvēli jāizlemj vienreiz un uz visiem laikiem.
Avots: www.habr.com