Đối với điều hòa không khí trong các trung tâm dữ liệu, hệ thống đa vùng tập trung với máy làm mát bằng nước (máy làm lạnh) thường được lắp đặt nhiều nhất. Chúng hiệu quả hơn máy điều hòa không khí freon vì chất làm mát lưu thông giữa bộ phận bên ngoài và bộ phận bên trong không chuyển sang trạng thái khí và bộ phận máy nén-ngưng tụ của máy làm lạnh chỉ hoạt động khi nhiệt độ tăng đến một mức nhất định. Một trong những câu hỏi cơ bản nhất khi thiết kế hệ thống làm lạnh là: sử dụng chất làm mát nào là tốt nhất? Đây có thể là nước hoặc dung dịch nước của rượu polyhydric - propylene glycol hoặc ethylene glycol. Chúng ta hãy cố gắng hiểu những ưu điểm và nhược điểm của từng lựa chọn.
Vật lý và Hóa học
Từ quan điểm về tính chất vật lý (nhiệt dung, mật độ, độ nhớt động học), nước được coi là chất làm mát tối ưu. Ngoài ra, nó có thể được đổ xuống đất hoặc xuống cống một cách an toàn. Thật không may, ở vĩ độ của chúng ta, nước chỉ được sử dụng trong nhà vì nó đóng băng ở 0 °C. Đồng thời, mật độ của chất làm mát giảm và thể tích mà nó chiếm giữ tăng lên. Quá trình này không đồng đều và không thể bù đắp bằng bể giãn nở. Các khu vực đóng băng bị cô lập, áp suất tĩnh lên thành ống tăng lên và cuối cùng xảy ra hiện tượng vỡ. Dung dịch nước của rượu đa chức không có những nhược điểm này. Chúng đóng băng ở nhiệt độ thấp hơn nhiều mà không hình thành các tiêu điểm cục bộ. Mật độ của chúng trong quá trình kết tinh giảm ít hơn nhiều so với quá trình biến nước thành băng, điều đó có nghĩa là thể tích không tăng quá nhiều - ngay cả dung dịch nước glycol đông lạnh cũng không phá hủy được đường ống.
Rất thường khách hàng chọn propylene glycol vì nó không độc hại. Trên thực tế, nó là chất phụ gia thực phẩm E1520 đã được phê duyệt, được sử dụng trong các món nướng và các thực phẩm khác như một chất giữ ẩm. Nó được sử dụng trong mỹ phẩm và nhiều thứ khác. Nếu hệ thống được đổ đầy dung dịch nước propylene glycol thì không cần có biện pháp phòng ngừa đặc biệt nào; khách hàng sẽ chỉ cần một bình chứa bổ sung để bù đắp cho sự rò rỉ. Làm việc với ethylene glycol khó khăn hơn - chất này được phân loại là độc hại vừa phải (cấp ba nguy hiểm). Nồng độ tối đa cho phép của nó trong không khí là 5 mg/m3, nhưng do độ bay hơi thấp ở nhiệt độ bình thường, hơi của loại rượu đa chức năng này chỉ có thể gây ngộ độc nếu bạn hít phải chúng trong thời gian dài.
Tình huống xấu nhất là với nước thải: nước và propylene glycol không cần phải xử lý, nhưng nồng độ ethylene glycol trong các cơ sở sử dụng nước công cộng không được vượt quá 1 mg/l. Do đó, chủ sở hữu trung tâm dữ liệu sẽ phải đưa vào ước tính hệ thống thoát nước đặc biệt, thùng chứa cách nhiệt và/hoặc hệ thống pha loãng chất làm mát đã xả bằng nước: bạn không thể xả nó xuống cống một cách đơn giản. Thể tích nước để pha loãng lớn hơn hàng trăm lần so với thể tích chất làm mát và việc làm đổ nó xuống đất hoặc sàn nhà là điều cực kỳ không mong muốn - rượu polyhydric độc hại phải được rửa sạch bằng một lượng lớn nước. Tuy nhiên, việc sử dụng ethylene glycol trong hệ thống điều hòa không khí hiện đại cho trung tâm dữ liệu cũng khá an toàn nếu thực hiện đầy đủ các biện pháp phòng ngừa cần thiết.
nền kinh tế
Nước có thể được coi là gần như miễn phí so với chi phí của chất làm mát dựa trên rượu đa nước. Dung dịch propylene glycol dạng nước cho hệ thống cuộn dây làm lạnh-quạt khá đắt - giá khoảng 80 rúp mỗi lít. Có tính đến nhu cầu thay thế chất làm mát định kỳ, điều này sẽ mang lại số lượng ấn tượng. Giá của dung dịch ethylene glycol dạng nước gần bằng một nửa, nhưng nó cũng sẽ phải được đưa vào ước tính chi phí xử lý, tuy nhiên, chi phí này cũng tương đối nhỏ. Có các sắc thái liên quan đến độ nhớt và khả năng sinh nhiệt: chất làm mát gốc propylene glycol yêu cầu áp suất cao hơn do bơm tuần hoàn tạo ra. Nhìn chung, chi phí vận hành hệ thống sử dụng ethylene glycol thấp hơn đáng kể, vì vậy phương án này thường được chọn, bất chấp một số độc tính của chất làm mát. Một lựa chọn khác để giảm chi phí là sử dụng hệ thống mạch kép với bộ trao đổi nhiệt, khi nước thông thường lưu thông trong các phòng bên trong với nhiệt độ dương và dung dịch glycol không đóng băng sẽ truyền nhiệt ra bên ngoài. Hiệu quả của hệ thống như vậy có phần thấp hơn, nhưng khối lượng chất làm mát đắt tiền giảm đáng kể.
Kết quả
Trên thực tế, tất cả các lựa chọn được liệt kê cho hệ thống làm mát (ngoại trừ những lựa chọn hoàn toàn bằng nước, không thể thực hiện được ở vĩ độ của chúng ta) đều có quyền tồn tại. Sự lựa chọn phụ thuộc vào tổng chi phí sở hữu, chi phí này phải được tính toán trong từng trường hợp cụ thể ở giai đoạn thiết kế. Điều duy nhất bạn không bao giờ nên làm là thay đổi ý tưởng khi dự án gần như đã sẵn sàng. Hơn nữa, không thể thay chất làm mát khi quá trình lắp đặt hệ thống kỹ thuật của trung tâm dữ liệu trong tương lai đang được tiến hành. Ném và hành hạ sẽ dẫn đến chi phí nghiêm trọng, vì vậy bạn nên quyết định lựa chọn một lần và mãi mãi.
Nguồn: www.habr.com