لتكييف الهواء ، تقوم مراكز البيانات غالبًا بتثبيت أنظمة متعددة المناطق مركزية مع آلات تبريد المياه (المبردات). إنها أكثر فاعلية من مكيفات الهواء الفريون ، لأن المبرد الذي يدور بين الوحدات الخارجية والداخلية لا يدخل في حالة غازية ، ولا يتم تشغيل وحدة ضاغط المكثف في وحدة التبريد إلا عندما ترتفع درجة الحرارة إلى مستوى معين. أحد أهم الأسئلة الأساسية في تصميم نظام التبريد: أي المبرد هو الأفضل للاستخدام؟ يمكن أن يكون الماء أو محلول مائي من كحول متعدد الهدر - البروبيلين غليكول أو الإيثيلين غليكول. دعنا نحاول فهم مزايا وعيوب كل خيار.
الفيزياء والكيمياء
من وجهة نظر الخصائص الفيزيائية (السعة الحرارية ، الكثافة ، اللزوجة الحركية) ، يعتبر الماء سائل التبريد الأمثل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن صرفه بسهولة على الأرض أو في المجاري. لسوء الحظ ، في خطوط العرض لدينا ، يتم استخدام المياه فقط في الداخل ، حيث يتجمد عند 0 درجة مئوية. في هذه الحالة ، تنخفض كثافة سائل التبريد ، ويزيد الحجم المشغول به. العملية غير متساوية ، من المستحيل التعويض عنها باستخدام خزان التمدد. يتم عزل أقسام التجميد ، ويزيد الضغط الثابت على جدران الأنابيب ، ونتيجة لذلك ، يحدث تمزق. المحاليل المائية للكحول متعدد الهلام خالية من هذه العيوب. يتجمد في درجات حرارة أقل بكثير ، دون تشكيل بؤر محلية. تنخفض كثافتها أثناء التبلور أقل بكثير من تحويل الماء إلى جليد ، مما يعني أن الحجم لا يزداد كثيرًا - حتى المحاليل المائية المجمدة من الجليكول لا تدمر الأنابيب.
في كثير من الأحيان ، يختار العملاء البروبيلين غليكول لأنه غير سام. في الواقع ، هذا هو الملحق الغذائي المعتمد E1520 ، والذي يستخدم في الخبز والمنتجات الغذائية الأخرى كعامل الاحتفاظ بالمياه. تطبيقه في مستحضرات التجميل وغيرها الكثير في أي مكان آخر. إذا كان النظام ممتلئًا بمحلول مائي من البروبيلين غليكول ، فلن تكون هناك حاجة إلى احتياطات خاصة: سيحتاج العميل فقط إلى خزان إضافي للتعويض عن التسريبات. من الأصعب العمل مع جلايكول الإيثيلين - تصنف هذه المادة على أنها سمية معتدلة (فئة الخطر الثالثة). تركيزه الأقصى المسموح به في الهواء هو 5 ملغ / م 3 ، ولكن بسبب التقلبات المنخفضة في درجة الحرارة العادية ، لا يمكن تسمم أبخرة هذا الكحول متعدد الهلام إلا إذا كنت تتنفسه لفترة طويلة.
أسوأ وضع في النفايات السائلة: لا يحتاج الماء والبروبيلين غليكول للتخلص ، لكن تركيز الإيثيلين غليكول في مرافق المياه العامة يجب ألا يتجاوز 1 ملغم / لتر. لهذا السبب ، سيتعين على مالكي مركز البيانات وضع تقدير لتقدير شبكات الصرف الصحي والحاويات المعزولة و / أو نظام التخفيف لتصريف المبرد بالماء: لا يمكنك ببساطة تركه في المجاري. تكون كميات الماء التي يتم تخفيفها أعلى بمئات المرات من كميات سائل التبريد ، ومن غير المرغوب فيه للغاية تسريبه على الأرض أو على الأرض - يجب غسل الكحول المتعدد السمية بكمية كبيرة من الماء. ومع ذلك ، فإن استخدام جلايكول الإيثيلين في أنظمة تكييف الهواء الحديثة لمراكز البيانات آمن أيضًا ، ويخضع لجميع الاحتياطات اللازمة.
اقتصاد
يمكن اعتبار المياه مجانية تقريبًا بالمقارنة مع تكلفة الناقلات الحرارية القائمة على كحول متعدد الهيدرات. يعد محلول مائي من البروبيلين غليكول لنظام لفائف مروحة التبريد باهظ التكلفة - فهو يكلف حوالي 80 روبل للتر. بالنظر إلى الحاجة إلى الاستبدال الدوري لسائل التبريد ، سيؤدي ذلك إلى ظهور كميات هائلة. سعر المحلول المائي لإثيلين غليكول هو نصف هذا المعدل تقريبًا ، ولكن مع ذلك ، سيتعين عليك تضمين تكاليف التخلص ، أيضًا ، مع ذلك ، صغيرة جدًا. هناك فروق دقيقة متعلقة باللزوجة والسعة الحرارية: يتطلب حامل الحرارة القائم على البروبيلين غليكول ارتفاع ضغط تم إنشاؤه بواسطة مضخة الدورة الدموية. بشكل عام ، تكون تكلفة تشغيل نظام باستخدام جلايكول الإثيلين أقل بكثير ، لذلك يتم اختيار هذا الخيار غالبًا على الرغم من بعض سمية المبرد. خيار آخر لخفض التكاليف هو استخدام نظام ثنائي الدائرة مع مبادل حراري ، عندما يدور الماء العادي في غرف داخلية ذات درجة حرارة إيجابية ، وينقل محلول الجليكول غير المتجمد الحرارة إلى الخارج. إن كفاءة مثل هذا النظام أقل قليلاً ، لكن أحجام المبرد الباهظة الثمن تقل بشكل كبير.
النتائج
في الواقع ، جميع الخيارات المذكورة أعلاه لأنظمة التبريد (باستثناء المستحيل في خطوط العرض لدينا مياه بحتة) لها الحق في الوجود. يعتمد الاختيار على التكلفة الإجمالية للملكية ، والتي يجب مراعاتها في كل حالة في مرحلة التصميم. الشيء الوحيد الذي لا ينبغي القيام به على أي حال: تغيير المفهوم عندما يكون المشروع جاهزًا تقريبًا. علاوة على ذلك ، من المستحيل تغيير سائل التبريد عندما يتم بالفعل تثبيت النظم الهندسية لمركز البيانات في المستقبل. سينتج عن القذف والعذاب نفقات جسيمة ، لذلك يجب تحديد الاختيار مرة واحدة وإلى الأبد.