Para o ar-condicionado, os datacenters costumam instalar sistemas multizona com centralizações com máquinas de resfriamento a água (chillers). Eles são mais eficazes que os condicionadores de ar freon, porque o líquido de arrefecimento que circula entre os blocos externo e interno não entra em um estado gasoso e a unidade compressor-condensador do chiller é ligada apenas quando a temperatura aumenta para um determinado nível. Uma das questões mais fundamentais no projeto de um sistema de resfriador: qual refrigerante é melhor usar? Pode ser água ou uma solução aquosa de álcoois poli-hídricos - propileno glicol ou etileno glicol. Vamos tentar entender as vantagens e desvantagens de cada opção.
Física e Química
Do ponto de vista das propriedades físicas (capacidade de calor, densidade, viscosidade cinemática), a água é considerada o fluido de arrefecimento ideal. Além disso, pode ser facilmente drenado para o chão ou para o esgoto. Infelizmente, em nossas latitudes, a água é usada apenas em ambientes fechados, pois congela a 0 ° C. Nesse caso, a densidade do líquido de refrigeração diminui e o volume ocupado por ele aumenta. O processo é desigual, é impossível compensá-lo usando um tanque de expansão. As seções de congelamento são isoladas, a pressão estática nas paredes do tubo aumenta e, como resultado, ocorre uma ruptura. As soluções aquosas de álcoois poli-hídricos são desprovidas dessas desvantagens. Eles congelam a temperaturas muito mais baixas, sem formar focos locais. Sua densidade durante a cristalização diminui muito menos do que durante a transformação da água em gelo, o que significa que o volume não aumenta tanto - mesmo as soluções aquosas congeladas de glicóis não destroem os tubos.
Muitas vezes, os clientes escolhem o propileno glicol porque não é tóxico. De fato, este é um suplemento alimentar aprovado E1520, usado em panificação e outros produtos alimentícios como um agente de retenção de água. Aplique-o em cosméticos e muito mais em outros lugares. Se o sistema estiver cheio com uma solução aquosa de propilenoglicol, não serão necessárias precauções especiais: o cliente precisará apenas de um tanque adicional para compensar vazamentos. É mais difícil trabalhar com etileno glicol - esta substância é classificada como moderadamente tóxica (terceira classe de perigo). Sua concentração máxima permitida no ar é de 5 mg / m 3 , mas devido à baixa volatilidade à temperatura normal, os vapores desse álcool poli-hídrico podem ser envenenados somente se você respirar por muito tempo.
A pior situação é com os efluentes: a água e o propileno glicol não precisam ser descartados, mas a concentração de etileno glicol nos objetos de uso geral da água não deve exceder 1 mg / l. Por esse motivo, os proprietários do data center terão que colocar na estimativa sistemas especiais de drenagem, contêineres isolados e / ou um sistema de diluição para que o líquido de refrigeração seja drenado com água: é simplesmente impossível baixá-lo no esgoto. Os volumes de água para diluição são centenas de vezes maiores que os volumes do líquido de arrefecimento, e é extremamente indesejável derramar no chão ou no chão - o álcool poli-hídrico tóxico deve ser lavado com água em abundância. No entanto, o uso de etileno glicol em sistemas modernos de ar condicionado para data centers também é bastante seguro, sujeito a todas as precauções necessárias.
Economia
A água pode ser considerada quase livre em comparação com o custo dos transportadores de calor baseados em álcoois poli-hídricos. Uma solução aquosa de propilenoglicol para o sistema de bobina de ventilador e resfriador é bastante cara - custa cerca de 80 rublos por litro. Dada a necessidade de substituição periódica do líquido de refrigeração, isso resultará em quantidades impressionantes. O preço de uma solução aquosa de etileno glicol é quase a metade disso, mas com ela você terá que incluir na estimativa os custos de descarte também, no entanto, relativamente pequeno. Existem nuances relacionadas à viscosidade e capacidade de calor: um transportador de calor à base de propileno glicol requer uma pressão mais alta criada pela bomba de circulação. Em geral, o custo de operação de um sistema com etileno glicol é significativamente menor, portanto, essa opção é frequentemente escolhida, apesar de alguma toxicidade do líquido de refrigeração. Outra opção para reduzir custos é o uso de um sistema de circuito duplo com um trocador de calor, quando a água comum circula no interior com uma temperatura positiva e a solução de glicol sem congelamento transfere o calor para fora. A eficiência desse sistema é um pouco menor, mas os volumes do caro líquido de refrigeração são significativamente reduzidos.
Sumário
De fato, todas as opções acima para sistemas de refrigeração (exceto impossíveis em nossas latitudes puramente com água) têm o direito de existir. A escolha depende do custo total de propriedade, que deve ser considerado em cada caso na fase de design. A única coisa que não deve ser feita em nenhum caso: mude o conceito quando o projeto estiver quase pronto. Além disso, é impossível trocar o líquido de refrigeração quando os sistemas de engenharia do futuro data center já estão sendo instalados. Arremessar e atormentar resultará em despesas sérias, portanto a escolha deve ser determinada de uma vez por todas.