CC BY
42
4. Коречков Ю.В., Синёв А.М. Концепции финансового управления в интегрированных предпринимательских корпоративных структурах / В сборнике: ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИРОВОЙ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ. Материалы международной научно-практической конференции. Отв. ред. Зарайский А.А. 2018. С. 113-115.
УДК 546.1
Костин А.А. студент 4курса
факультет «Информационные системы и технологии»
Пальмов С.В., к.т.н.
доцент
кафедра «Информационные системы и технологии»
ФГБОУ ВО ПГУТИ Россия, г. Самара NOVEC 1230 ИЛИ «СУХАЯ ВОДА» И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Аннотация: В статье рассмотрено вещество под названием «сухая вода», а также его основные физические свойства. Описано его применение в пожаротушении и системах охлаждения. Дана оценка эффективности, безопасности и экологичности при применении вещества в системах защиты помещения от пожаров. Проведен анализ работы систем охлаждения, использующих «сухую воду». Представлены преимущества применения данного вещества.
Ключевые слова: сухая вода, пожарная безопасность, пожаротушение, системы пожарной безопасности, системы охлаждения, иммерсионное охлаждение.
Kostin A.A. 4th year student
Faculty of "Information systems and technologies" Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics
Russia, Samara Palmov S. V.
Ph.D. of Engineering Sciences associate professor of the department "Information systems and technologies" Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics
Russia, Samara NOVEC 1230 AND ITS APPLICATIONS
Abstract: The article describes a substance known as "dry water" and its basic physical properties. It is used in fire extinguishing and cooling systems. Dry water is utilized in fire protection systems also. Its effectiveness, safety and environmental friendliness in this role is evaluated. An analysis of "dry water" cooling systems is carried out. The advantages of the substance usage are
presented.
Keywords: dry water, fire safety, fire suppression, fire safety systems, immersion cooling.
Использование «сухой воды» в пожарной безопасности
Опасность пожаров всегда была одной из главных проблем человечества. В пожарах погибали люди, уничтожались ценнейшие образцы исторической культуры. Разработка систем пожарной безопасности - одно из важнейших направлений развития технологий.
Для тушения огня используется множество методов, огнетушители наполняются различными химическими веществами и газами. Каждый метод демонстрирует разную эффективность. Помимо высоких показателей эффективности, огнетушащее вещество должно соответствовать установленным нормам, среди которых экологическая безопасность, нетоксичность, непроводимость и многие другие.
Одним из самых эффективных веществ, используемых для пожаротушения, является Фторкетон ФК-5-1-12 (Novec 1230) или «сухая вода» (CF3CF2C(O)CF(CF3)2). Это прозрачная бесцветная жидкость, со слабым запахом и с весом, превышающим вес воды в 1,6 раз. Множество проведенных лабораторных исследований на практике доказали эффективность использования фторкетонов, и, в частности, Novec 1230 для борьбы с огнем. Это эффективный диэлектрик, поэтому электронные устройства, вступая с ним в контакт, не перестают работать. Вещество кипит при температуре 49,2 °С, поэтому оно мгновенно испаряется и не оставляет следов на окружающих предметах. [1]
Благодаря диэлектрическим свойствам, «сухую воду» можно использовать для обеспечения пожарной безопасности оборудования, работающего под напряжением, будь то серверное помещение или трансформаторная. Кроме того, использование Novec 1230 предполагает защиту предметов, чувствительных к давно применяющимся традиционным средствам тушения пожаров вроде воды, пены или порошков. Любые бумажные документы, книги, картины не подвергнутся воздействию при тушении «сухой водой». Но главным объектом защиты от пожаров является человек. Приведем основные факторы, влияющие на безопасность человека в помещении, защищаемом при помощи Фторкетона ФК-5-1-12:
• Максимально допустимая концентрация (NOAEL) ФК 5-1-12 составляет 10 %.
• После использования для тушения огня, в помещении сохраняется достаточная концентрация воздуха.
• Само по себе вещество нетоксично, и плохо растворяется в воде [2].
Однако не стоит хранить вещество в открытом виде по причине того,
что его пары легко разлагаются под действием солнечного света, ультрафиолета или при повышении температуры с выделением ядовитых веществ, в том числе фтороводорода (если находится в контакте с водяными
парами), трифторуксусной кислоты, угарного и углекислого газов. Ввиду этого при тушении пожара с использованием ФК-5-1-12, для обеспечения безопасности здоровья человека, настоятельно рекомендуется надевать изолирующий дыхательный аппарат [3].
Помимо прочего, вещества, используемые для тушения пожаров, должны соответствовать экологическим стандартам, с чем Novec успешно справляется. Он имеет нулевой потенциал разрушения озонового слоя (ODP), низкий потенциал глобального потепления и распадается в атмосфере всего через 5 дней после попадания в нее. Следовательно, использование «сухой воды» не подлежит законодательному ограничению, и она может применяться в системах с длительным циклом эксплуатации. [4]
Использование «сухой воды» в системах охлаждения
Прогресс не стоит на месте, с каждым годом появляются все более сложные задачи, решение которых требует больших вычислительных мощностей. Но вычислительные системы при работе сильно нагреваются, что сильно замедляет их работу. Для того, чтобы избежать перегревов, используют самые разные способы охлаждения. Долгое время использовалось охлаждение воздухом. Однако такой вид охлаждения требует значительных затрат энергии и, кроме того, малоэффективен. Компании искали возможность осуществлять охлаждение оборудования с меньшим потреблением энергии и с более высокой эффективностью. Одним из самых перспективных и эффективных способов охлаждения является иммерсионное охлаждение или охлаждение погружением.
Как известно, воздух обладает очень плохой теплопроводностью и большой теплоемкостью, что делает его использование не выгодным и неэффективным, в отличии от жидкостей. Именно их часто используют во многих системах охлаждения, однако лишь как теплообменник, и они взаимодействуют с оборудованием не напрямую, а через воздушную прослойку или радиатор. Это позволяет значительно повысить коэффициент эффективности. Но даже этого порой оказывается недостаточно, поскольку возникают ситуации, когда требуется охлаждать оборудование еще лучше. Как следствие, иммерсионное охлаждение начало применяться повсеместно.
Путем погружения оборудования в жидкость, достигались высокие результаты экономии энергии. В качестве охлаждающих жидкостей использовались различные минеральные масла, но их применение оказалось далеко не всегда возможным. Здесь и выходит на первый план Фторкетон ФК-5-1-12 (Novec 1230). Основные физические свойства представлены в таблице ниже [5].
Системы охлаждения, построенные на использовании «сухой воды», применяют открытый подход, где все оборудование помещается в один полуоткрытый резервуар целиком.
Физические свойства Novec 1230
Температура кипения 49,2°C
Температура замерзания -108°C
Плотность в жидком состоянии 1,6 г/см3
Плотность в газообразном состоянии 0,0136 г/см3
Коэффициент диэлектрической проницаемости 2,3
Так как температура кипения вещества довольно низкая, то нет необходимости перемешивать его используя внешние приспособления. За счет физических процессов испарения и конденсации, Novec удаляет лишнее тепло, благодаря чему существенно упрощается конструкция системы охлаждения.
Основные преимущества применения «сухой воды»:
• Гораздо более эффективное, чем воздушное охлаждение.
• Большая экономия электроэнергии.
• Низкая температура кипения способствует пассивному охлаждению и существенно упрощает конструкцию системы.
• Высокие показатели экологичности и пожарной безопасности
• Долгий срок годности вещества
Все эти достоинства делают «сухую воду» крайне полезной и востребованной в сфере охлаждения различных высокотехнологичных вычислительных центров и серверов.
Использованные источники:
1. Фторкетон 5-1-12 [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://tradefed.ru/product/fk_5_1_12/. (дата обращения: 14.10.2018)
2. Novec 1230 Fire Protection Fluid [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://novecsystems.com/novec-1230-fire-protection-fluid/. (дата обращения: 14.10.2018)
3. Fire suppression - Novec 1230 [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.3m.com/3M/en_US/novec-us/applications/fire-suppression/. (дата обращения: 14.10.2018)
4. 3M Novec 1230 Fire Protection Fluid [Электронный ресурс] - Режим доступа: https : //w5 .siemens .com/belux/web/fr/mdustrie/mdustrie/events_h/bt-datacenters-ma/Documents/3M_Novec%201230%20Fluid.pdf. (дата обращения: 14.10.2018)
5. 3M Novec 1230Fire Protection Fluid [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://multimedia.3m.com/mws/media/124688O/3m-novec-1230-fire-protection-fluid.pdf. (дата обращения: 14.10.2018)
