Для кондиционирования в центрах обработки данных чаще всего устанавливают централизованные многозональные системы с водоохлаждающими машинами (чиллерами). Они эффективнее фреоновых кондиционеров, потому что циркулирующий между внешними и внутренними блоками теплоноситель не переходит в газообразное состояние, а компрессорно-конденсаторный блок чиллера включается в работу лишь при росте температуры до определенного уровня. Один из наиболее принципиальных вопросов при проектировании чиллерной системы: какой теплоноситель лучше использовать? Это может быть вода либо водный раствор многоатомных спиртов – пропиленгликоля или этиленгликоля. Попробуем разобраться в преимуществах и недостатках каждого варианта.
С точки зрения физических свойств (теплоемкости, плотности, кинематической вязкости) вода считается оптимальным теплоносителем. К тому же ее можно спокойно сливать на грунт или в канализацию. К сожалению, в наших широтах воду используют только внутри помещений, поскольку при 0 °C она замерзает. Плотность теплоносителя при этом уменьшается, а занимаемый им объем растет. Процесс идет неравномерно, компенсировать его с помощью расширительного бака невозможно. Участки замерзания изолируются, статическое давление на стенки труб увеличивается, и в итоге происходит разрыв. Водные растворы многоатомных спиртов лишены этих недостатков. Замерзают они при гораздо более низких температурах, не образовывая локальных очагов. Их плотность в процессе кристаллизации снижается намного меньше, чем во время превращения воды в лед, а значит и объем увеличивается не так сильно – даже замерзшие водные растворы гликолей не разрушают трубы.
Очень часто заказчики выбирают пропиленгликоль, потому что он не токсичен. По сути это разрешенная пищевая добавка Е1520, которую используют в выпечке и других продуктах питания как влагоудерживающий агент. Применяют ее в косметических средствах и много где еще. Если заполнить систему водным раствором пропиленгликоля, особые меры предосторожности не нужны: заказчику потребуется только дополнительный резервуар для компенсации утечек. С этиленгликолем работать сложнее – это вещество относится к умеренно токсичным (третий класс опасности). Его предельно допустимая концентрация в воздухе составляет 5 мг/м3, но из-за невысокой летучести при нормальной температуре парами этого многоатомного спирта можно отравиться, только если долго ими дышать.
Хуже всего дела обстоят со стоками: вода и пропиленгликоль не требуют утилизации, а вот концентрация этиленгликоля в объектах общего водопользования не должна превышать 1 мг/л. Из-за этого владельцам ЦОД придется заложить в смету специальные системы слива, изолированные емкости и/или систему разбавления сливаемого теплоносителя водой: просто спустить его в канализацию нельзя. Объемы воды для разбавления в сотни раз превышают объемы теплоносителя, а проливать его на грунт или на пол крайне нежелательно – токсичный многоатомный спирт приходится смывать большим количеством воды. Тем не менее применение этиленгликоля в современных системах кондиционирования для дата-центров тоже вполне безопасно при соблюдении всех необходимых мер предосторожности.
Воду можно считать практически бесплатной по сравнению со стоимостью теплоносителей на основе многоатомных спиртов. Водный раствор пропиленгликоля для системы чиллер-фанкойл довольно дорог – стоит он примерно 80 рублей за литр. С учетом необходимости периодической замены теплоносителя, это выльется во внушительные суммы. Цена водного раствора этиленгликоля почти вдвое меньше, но с ним придется заложить в смету и затраты на утилизацию, тоже, впрочем, относительно небольшие. Есть нюансы, связанные с вязкостью и теплоемкостью: теплоноситель на основе пропиленгликоля требует более высокого напора, создаваемого циркуляционным насосом. В целом расходы на эксплуатацию системы с этиленгликолем существенно ниже, так что этот вариант выбирают часто, несмотря на некоторую токсичность теплоносителя. Еще один вариант снижения затрат – использование двухконтурной системы с теплообменником, когда во внутренних помещениях с положительной температурой циркулирует обычная вода, а наружу тепло переносит незамерзающий гликолевый раствор. КПД такой системы несколько ниже, но объемы дорогостоящего теплоносителя значительно уменьшаются.
На самом деле все перечисленные варианты систем охлаждения (кроме невозможных в наших широтах чисто водяных) имеют право на существование. Выбор зависит от полной стоимости владения, которую необходимо считать в каждом конкретном случае уже на этапе проектирования. Единственное, чего не стоит делать ни в коем случае: менять концепцию, когда проект практически готов. Тем более нельзя изменить теплоноситель, когда уже идет монтаж инженерных систем будущего дата-центра. Метания и терзания выльются в серьезные расходы, поэтому с выбором стоит определиться раз и навсегда.
К сожалению, не доступен сервер mySQL