चिलर डेटा सेंटर कूलिंग: किस कूलेंट को चुनना है?

एयर कंडीशनिंग के लिए, डेटा सेंटर सबसे अधिक बार वाटर-कूलिंग मशीनों (चिलर्स) के साथ केंद्रीकृत मल्टी-ज़ोन सिस्टम स्थापित करते हैं। वे फ्रीऑन एयर कंडीशनर की तुलना में अधिक प्रभावी हैं, क्योंकि बाहरी और आंतरिक इकाइयों के बीच घूमने वाला कूलेंट गैसीय अवस्था में नहीं जाता है, और चिलर का कंप्रेसर-कंडेनसर यूनिट केवल तभी स्विच किया जाता है जब तापमान एक निश्चित स्तर तक बढ़ जाता है। चिलर प्रणाली के डिजाइन में सबसे बुनियादी सवालों में से एक: कौन सा शीतलक का उपयोग करना बेहतर है? यह पानी या पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल का एक जलीय घोल हो सकता है - प्रोपलीन ग्लाइकोल या एथिलीन ग्लाइकॉल। आइए प्रत्येक विकल्प के फायदे और नुकसान को समझने की कोशिश करें।

भौतिकी और रसायन विज्ञान

भौतिक गुणों (गर्मी क्षमता, घनत्व, कीनेमेटिक चिपचिपाहट) के दृष्टिकोण से, पानी को इष्टतम शीतलक माना जाता है। इसके अलावा, इसे जमीन पर या सीवर में आसानी से निकाला जा सकता है। दुर्भाग्य से, हमारे अक्षांशों में, पानी का उपयोग केवल घर के अंदर किया जाता है, क्योंकि यह 0 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है। शीतलक का घनत्व कम हो जाता है, और इसकी मात्रा बढ़ जाती है। प्रक्रिया असमान है, एक विस्तार टैंक का उपयोग करके इसके लिए क्षतिपूर्ति करना असंभव है। ठंड अनुभागों को पृथक किया जाता है, पाइप की दीवारों पर स्थिर दबाव बढ़ता है, और परिणामस्वरूप, एक टूटना होता है। पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के जलीय घोल इन नुकसानों से रहित होते हैं। वे बहुत कम तापमान पर फ्रीज करते हैं, बिना स्थानीय फॉसी के। क्रिस्टलीकरण के दौरान उनका घनत्व बर्फ में पानी के रूपांतरण के दौरान की तुलना में बहुत कम हो जाता है, और इसलिए वॉल्यूम इतना नहीं बढ़ता है - यहां तक ​​कि ग्लाइकोल के जमे हुए जलीय समाधान पाइपों को नष्ट नहीं करते हैं।

बहुत बार, ग्राहक प्रोपलीन ग्लाइकोल चुनते हैं क्योंकि यह विषाक्त नहीं है। वास्तव में, यह एक अनुमोदित खाद्य पूरक E1520 है, जिसका उपयोग पानी को बनाए रखने वाले एजेंट के रूप में बेकिंग और अन्य खाद्य उत्पादों में किया जाता है। इसे कॉस्मेटिक्स में लागू करें और कई और जहां पर। यदि सिस्टम प्रोपलीन ग्लाइकोल के एक जलीय घोल से भरा है, तो विशेष सावधानियों की आवश्यकता नहीं है: लीक की भरपाई के लिए ग्राहक को केवल एक अतिरिक्त टैंक की आवश्यकता होगी। एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ काम करना अधिक कठिन है - इस पदार्थ को मध्यम रूप से विषाक्त (तीसरा खतरा वर्ग) के रूप में वर्गीकृत किया गया है। हवा में इसकी अधिकतम अनुमेय सांद्रता 5 मिलीग्राम / मी ^{3 है} , लेकिन सामान्य तापमान पर कम अस्थिरता के कारण, इस पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के वाष्प केवल जहर हो सकते हैं यदि आप उन्हें लंबे समय तक साँस लेते हैं।

सबसे खराब स्थिति अपशिष्टों के साथ है: पानी और प्रोपलीन ग्लाइकोल के निपटान की आवश्यकता नहीं है, लेकिन सामान्य पानी के उपयोग की वस्तुओं में एथिलीन ग्लाइकॉल की एकाग्रता 1 मिलीग्राम / एल से अधिक नहीं होनी चाहिए। इस वजह से, डेटा सेंटर के मालिकों को पानी के साथ सूखा होने के लिए विशेष जल निकासी प्रणाली, अछूता कंटेनर और / या एक कमजोर पड़ने वाले सिस्टम में अनुमान लगाना होगा: आप बस इसे सीवर में नहीं जाने दे सकते। कमजोर पड़ने के लिए पानी की मात्रा कूलेंट के संस्करणों की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक होती है, और इसे जमीन पर या फर्श पर फैलाने के लिए बेहद अवांछनीय है - विषाक्त पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल को बहुत सारे पानी से धोया जाना चाहिए। फिर भी, डेटा केंद्रों के लिए आधुनिक एयर कंडीशनिंग सिस्टम में एथिलीन ग्लाइकोल का उपयोग भी काफी सुरक्षित है, सभी आवश्यक सावधानियों के अधीन है।

अर्थव्यवस्था

पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल पर आधारित गर्मी वाहक की लागत की तुलना में पानी को लगभग मुफ्त माना जा सकता है। चिलर-फैन कॉइल सिस्टम के लिए प्रोपलीन ग्लाइकोल का एक जलीय घोल काफी महंगा है - इसकी लागत लगभग 80 रूबल प्रति लीटर है। शीतलक के आवधिक प्रतिस्थापन की आवश्यकता को देखते हुए, यह प्रभावशाली मात्रा में परिणाम देगा। एथिलीन ग्लाइकॉल के एक जलीय घोल की कीमत लगभग आधी है, लेकिन इसके साथ आपको अनुमान में शामिल करना होगा, हालांकि, निपटान की लागत भी, अपेक्षाकृत छोटी है। चिपचिपाहट और गर्मी क्षमता से संबंधित बारीकियाँ हैं: एक प्रोपलीन ग्लाइकोल-आधारित गर्मी वाहक को परिसंचरण पंप द्वारा बनाए गए एक उच्च दबाव की आवश्यकता होती है। सामान्य तौर पर, एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ एक प्रणाली के संचालन की लागत काफी कम है, इसलिए शीतलक के कुछ विषाक्तता के बावजूद, इस विकल्प को अक्सर चुना जाता है। लागत कम करने का एक अन्य विकल्प हीट एक्सचेंजर के साथ दोहरे सर्किट सिस्टम का उपयोग है, जब साधारण पानी एक सकारात्मक तापमान के साथ आंतरिक कमरों में घूमता है, और गैर-ठंड ग्लाइकोल समाधान बाहर गर्मी स्थानांतरित करता है। ऐसी प्रणाली की दक्षता थोड़ी कम है, लेकिन महंगी शीतलक की मात्रा काफी कम हो जाती है।

परिणाम

वास्तव में, शीतलन प्रणालियों के लिए उपरोक्त सभी विकल्प (हमारे अक्षांशों में शुद्ध पानी में असंभव को छोड़कर) मौजूद होने का अधिकार है। चुनाव स्वामित्व की कुल लागत पर निर्भर करता है, जिसे डिजाइन चरण में प्रत्येक मामले में माना जाना चाहिए। केवल एक चीज जो किसी भी मामले में नहीं की जानी चाहिए: परियोजना लगभग तैयार होने पर अवधारणा को बदलें। इसके अलावा, शीतलक को बदलना असंभव है जब भविष्य के डेटा सेंटर के इंजीनियरिंग सिस्टम पहले से ही स्थापित किए जा रहे हैं। फेंकने और पीड़ा देने से गंभीर खर्च होंगे, इसलिए विकल्प एक बार और सभी के लिए निर्धारित किया जाना चाहिए।