Pentru condiționarea aerului în centrele de date, se instalează cel mai adesea sisteme centralizate multicircuit cu unități de răcire cu apă (chillere). Acestea sunt mai eficiente decât aparatele de aer condiționat pe bază de freon, deoarece agentul termic circulant între unitățile exterioare și cele interioare nu se transformă în stare gazoasă, iar blocul compresor-condensator al chillerului se activează doar când temperatura depășește un anumit nivel. Una dintre cele mai importante întrebări în proiectarea unui sistem de chillere este: ce agent termic este mai bine să fie utilizat? Acesta poate fi apă sau o soluție apoasă de alcool poliatomic – propilenglicol sau etilenglicol. Să încercăm să analizăm avantajele și dezavantajele fiecărei opțiuni.
Fizică și chimie
Din punct de vedere al proprietăților fizice (capacitate termică, densitate, viscozitate cinetică), apa este considerată agentul termic optim. În plus, aceasta poate fi deversată cu ușurință în sol sau în sistemul de canalizare. Din păcate, în latitudinile noastre, apa este utilizată doar în interior, deoarece la 0 °C îngheață. Densitatea agentului termic scade, iar volumul ocupat crește. Procesul nu decurge uniform, iar compensarea acestuia prin intermediul unui rezervor de expansiune nu este posibilă. Zonele de îngheț sunt izolate, presiunea statică pe pereții tuburilor crește, iar în cele din urmă se produce ruperea. Soluțiile apoase de alcool poliatomic nu au aceste dezavantaje. Ele îngheață la temperature mult mai scăzute, fără a forma focare localizate. Densitatea acestora în procesul de cristalizare scade mult mai puțin decât în timpul transformării apei în gheață, ceea ce înseamnă că volumul nu crește atât de mult – chiar și soluțiile de glicoale înghețate nu distrug tuburile.
Foarte des, clienții aleg propilen glicolul pentru că acesta nu este toxic. Practic, este un aditiv alimentar autorizat E1520, care este folosit în produse de patiserie și în alte alimente ca agent de retenție a umidității. Este utilizat în produse cosmetice și în multe alte aplicații. Dacă sistemul este umplut cu o soluție apoasă de propilen glicol, nu sunt necesare măsuri speciale de precauție: clientului îi va trebui doar un rezervor suplimentar pentru a compensa eventualele scurgeri. Lucrul cu etilen glicolul este mai complicat – această substanță este considerată moderat toxică (clasa a treia de pericol). Concentrația maxim admisibilă în aer este de 5 mg/m3, dar din cauza volatilității reduse la temperatura normală, vaporii acestui alcool multivalent pot fi toxici doar dacă sunt inhalati pentru perioade prelungite.
Cele mai grave probleme sunt cu deșeurile: apa și propilen glicolul nu necesită eliminare, dar concentrația de etilen glicol în corpurile de utilizare a apei nu trebuie să depășească 1 mg/l. Din acest motiv, proprietarii de centre de date vor trebui să includă în buget sisteme speciale de drenare, recipiente izolate și/sau un sistem de diluare a agentului termic cu apă: pur și simplu nu se poate deversa în canalizare. Volumul de apă pentru diluare depășește de sute de ori volumul agentului termic, iar a-l vărsa în pământ sau pe podea este extrem de nedorit – acest alcool multivalent toxic trebuie spălat cu o cantitate mare de apă. Cu toate acestea, utilizarea etilen glicolului în sistemele moderne de climatizare pentru a centrelor de date de asemenea, este complet sigură dacă sunt respectate toate măsurile de precauție necesare.
Economia
Apa poate fi considerată practic gratuită în comparație cu costul fluidelor termice pe bază de alcool polihidric. Soluția apoasă de propilenglicol pentru sistemul chiller-fancoil este destul de scumpă – costă aproximativ 80 de ruble pe litru. Având în vedere necesitatea înlocuirii periodice a fluidului termic, costurile vor fi considerabile. Prețul soluției apoase de etilenglicol este aproape de două ori mai mic, dar va trebui să se ia în calcul și cheltuielile pentru eliminare, care sunt, de asemenea, relativ mici. Există nuanțe legate de vâscozitate și capacitate termică: fluidul termic pe bază de propilenglicol necesită o presiune mai mare creată de pompa de circulație. În general, cheltuielile de operare pentru un sistem cu etilenglicol sunt semnificativ mai mici, astfel că această variantă este adesea aleasă, în ciuda unei anumite toxicități a fluidului termic. O altă opțiune pentru reducerea costurilor este utilizarea unui sistem cu două circuite cu schimbător de căldură, când în interiorul clădirilor cu temperaturi pozitive circulă apă normală, iar afară căldura este transportată de o soluție de glicol care nu îngheață. Eficiența acestui sistem este ușor mai mică, dar volumul de fluid termic costisitor se reduce semnificativ.
Concluzii
De fapt, toate variantele enumerate de sisteme de răcire (cu excepția celor cu apă pură, care nu sunt posibile în latitudinile noastre) au dreptul la existență. Alegerea depinde de costul total de proprietate, care trebuie calculat în fiecare caz specific în etapa de proiectare. Singurul lucru pe care nu ar trebui să-l faci niciodată este să schimbi conceptul atunci când proiectul este practic finalizat. Cu atât mai mult nu poți schimba fluidul termic când instalarea sistemelor inginerești ale viitorului centru de date este deja în curs. Oscilările și dilemele vor duce la cheltuieli serioase, așa că este important să te decizi o dată pentru totdeauna privind alegerea.
Sursa: habr.com
