Иммерсион Цоолинг Вс. Директно-до-Хлађење струготине: шта то значи за ваше спецификације цевовода

Увод: Одлука која се дешава прекасно

Већина инжењера центара података бира технологију хлађења - потапањем или директно-на-чип - на основу циљане густине рекова и капиталног буџета. Спецификација цевовода долази касније, често се третира као детаљ извршења, а не као покретач дизајна. То секвенцирање је грешка.

Систем флуида који градите око ваше одабране архитектуре хлађења није заменљив. Спецификација цевовода написана за директно-на-чип (Д2Ц) хладно-хлађење плоче неће успети - буквално и оперативно - ако се накнадно угради у једно-фазно урањање и обрнуто. Са густином ГПУ рекова која сада рутински прелази 50 кВ и радним оптерећењем вештачке интелигенције који се креће ка 100 кВ по раку, добијање спецификације цеви тачно у фази шематског дизајна више није опционо. Једно цурење у Д2Ц систему може да сруши цео рацк од 400.000 долара у ГПУ хардверу у секунди.

Овај водич је написан за машинске и водоинсталатерске инжењере који су већ донели (или доносе) одлуку о архитектури хлађења и треба да преведу тај избор у одбрањиву спецификацију цевовода у складу са АСХРАЕ{0}}.

 

 

ЦДУ за ГПУ сталак за дата центар са течним хлађењем директно у чип

 

1. Две архитектуре, две потпуно различите логике флуидне петље

Пре него што додирнете распоред цеви, схватите да хлађење потапањем и Д2Ц раде на фундаментално различитим хидрауличким принципима.

Директно-на-чип (Д2Ц)циркулише течност - која је типично дејонизована вода или водена{1}}мешавина гликола - кроз хладне плоче монтиране директно на ЦПУ, ГПУ и АСИЦ. Топлота се апсорбује на површини чипа и преноси до јединице за дистрибуцију расхладне течности (ЦДУ), која је размењује са системом воде у објекту. Резултат је густа мрежа под притиском од цеви малог -пречника, разводника, спојница за брзо-одвајање и хладних плоча, од којих сви морају да раде у хидрауличној равнотежи истовремено.

Једнофазно{0}}хлађење потапањемпотапа целе серверске плоче у диелектрични флуид -, обично синтетички угљоводоник или пројектовану течност - унутар резервоара. Топлота се преноси са свих компоненти на флуид, који се затим пумпа кроз екстерни измењивач топлоте. Спољна цевна мрежа је минимална: у суштини два прикључка по резервоару (доводни и повратни) који воде до ЦДУ или петље за хлађење објекта.

Архитектонска разлика је огромна: Д2Ц дистрибуира хидраулички изазов на десетине тачака повезивања по рек; урањање га консолидује у једноставну спољну петљу-ниског притиска. Све низводно у вашој спецификацији цевовода произилази из ове разлике.

 

2. Избор материјала цеви: Где АСХРАЕ поставља границу

АСХРАЕ ТЦ 9.9 и ТЦ 9.6 су експлицитни у погледу компатибилности материјала. За петље за хлађење на бази Д2Ц воде{4}}, смернице забрањују цинк, алуминијум и месинг који садрже више од 15% цинка -, што све убрзава галванску корозију у присуству третиране воде. У практичном смислу, ово искључује стандардне жуте месингане арматуре и поцинковане челичне цеви који су и даље уобичајени у ХВАЦ системима.

За петљу технолошког система за хлађење (ТЦС) - секундарна петља која директно служи хладне плоче -Нерђајући челик 304 или 316је стандардна спецификација. ТЦС петља обично води дејонизовану или високо третирану воду, која је заправо агресивнија према корозији од комуналне воде јер нема скоро никакав пуферски капацитет. Изолациони вентил на сваком сталку, оцењен за радни притисак система и произведен од нерђајућег челика 316, је неопходан и за рутинско одржавање и за хитну изолацију од цурења.

За хлађење потапањем, материјални изазов се потпуно мења. Диелектрична течност је хемијски инертна према већини метала, али агресивно напада еластомере - стандардне ЕПДМ и Буна{2}Н заптивке које се користе у ХВАЦ апликацијама ће набубрити и деградирати у року од неколико месеци од контакта са диелектричним течностима на бази угљоводоника-. Сам материјал цевовода (нерђајући, угљенични челик) је генерално компатибилан, али свака заптивка, О-прстен и флексибилна веза у спољној петљи морају бити специфицирани као ПТФЕ или флуорополимерни материјал који је оцењен за специфичну течност у употреби.

 

3. Димензионисање цеви, брзина протока и пад притиска

АСХРАЕ ТЦ 9.6 поставља максималну брзину флуида од2,1 м/с за пречнике цеви веће од 3 инчаза спречавање ерозије на спојевима и кривинама. Испод 3 инча, практична граница је ближа 1,5–1,8 м/с пре него што се ризик од буке и ерозије неприхватљиво повећа. Ова ограничења се односе на обе архитектуре хлађења, али стварају веома различите резултате величине.

У Д2Ц системима, проток је диктиран топлотним оптерећењем сваке хладне плоче. Како ТДП чипа (Тхермал Десигн Повер) расте - модерни Х100 ГПУ-ови раде на ТДП-у од 700 В, са акцелераторима следеће-пројектоване снаге 1000 В+ -, потреба за протоком по хладној плочи расте пропорционално. Сталак од 50 кВ са Д2Ц хлађењем може захтевати 8–12 литара расхладне течности у минути на колектору сталка, распоређених на 8 до 16 појединачних хладних плоча. Ово подстиче потребу за пажљивим хидрауличким балансирањем: хладне плоче које се налазе паралелно морају равномерно да деле проток, или ће најтоплији чипс - обично онај на крају гране колектора - остати без капацитета за хлађење.

У системима за урањање, спољна цевна петља носи топлотно оптерећење пуног резервоара, али при много нижој брзини и притиску јер је погонски механизам унутар резервоара конвекција и ниско{0}}пумпање ниском брзином, а не принудни проток високог{1}}притиска. Резервоар за урањање од 250 кВ обично захтева само 20-30 литара у минути кроз спољну петљу измењивача топлоте, при притисцима система који ретко прелазе 2-3 бара.

Одлука о постављању надземних и подних површина такође утиче на димензионисање. Смернице АСХРАЕ примећују да подни цеви морају да узимају у обзир дебљину изолације и размак између цеви - додавање 50 мм пречнику цеви када се узима у обзир изолациони омотач је уобичајена грешка у планирању која ствара конфликте у координацији са издигнутим-распоредима подних плочица.

 

4. Изолациони вентили, филтери и контрола цурења: детаљ спецификације који штити време рада

Ово је место где спецификације цевовода директно одређују оперативну отпорност и где се преузима већина докумената са спецификацијама.

За Д2Ц системе, сваки сталак мора да има изолациони вентил на доводној и повратној краци, омогућавајући да се један регал изолује и испразни ради одржавања без искључивања суседних рекова. Пожељни тип вентила за ову примену је аКуглични вентил са навојем од 3 комадаод нерђајућег челика 304 или 316. Овде је критичан дизајн троделног кућишта: за разлику од једног-делног или дводелног-вентила, може се раставити на месту - без сечења цеви или уклањања тела вентила са линије - да би се замениле заптивке или очистило седиште. У окружењу живог дата центра где је минимизирање застоја у регалу најважније, ова-употребљивост на линији је значајна оперативна предност, а не луксуз спецификације.

Узводно од сваког колектора, потребно је сито од нерђајућег челика И да заштити микро{0}}канале хладне плоче од контаминације честицама. Геометрије хладне плоче за графичке процесоре високих{2}}перформанси користе ширине канала од 0,5–1,0 мм; честица од 200 микрона може делимично блокирати канал и створити локализовану врућу тачку коју термички надзор можда неће ухватити док не почне пригушивање чипа. Одредите филтере са оценом мреже од 50 микрона или финије на ТЦС петљи, према АСХРАЕ ТЦ 9.9 смерницама за квалитет воде.

На повратној краци, неповратни вентил од нерђајућег челика спречава обрнути проток кроз ЦДУ измењивач топлоте када је сталка изолована или пумпа активира - догађај повратног тока који може да уведе топлу течност у доводни прикључак и да подигне температуру расхладне течности у целом реду пре него што контроле реагују.

За везе између сервера{0}}на-разводнике, наведите фитинге за брзо-раскид{3}}раскид са максималним дозвољеним изливањем од 1 кубни центиметар по циклусу искључења, у складу са стандардима повезивања ОЦП (Опен Цомпуте Пројецт). Флексибилни сегменти црева на овим прикључцима морају бити причвршћени додатним стезаљкама у интервалима од 150 мм да би се спречио пад притиска изазван са-и напрезањем навоја.

За системе за урањање, спецификација изолације је једноставнија, али није тривијална. Сваком резервоару су потребни доводни и повратни изолациони вентили димензионисани за пун проток резервоара, плус порт за узорковање за праћење квалитета течности. Наведите везе спољне петље у материјалу компатибилном са специфичним диелектричним флуидом - потврдите компатибилност са добављачем течности у писаној форми пре финализације спецификације, пошто се власничке формулације течности разликују.

Кабл за детекцију цурења треба да буде постављен дуж целе дужине свих Д2Ц доводних цевовода, постављен на најнижој доступној тачки сваког носача цеви или носача каблова. За системе за урањање, довољни су детектори цурења са тачкастим-сензором на сваком дну резервоара и на ЦДУ-у, с обзиром на то да је спољних цевних прикључака мало и да су -видљиви.

 

 

Леадтек куглични вентил са навојем од 3 комада

 

5. Контролна листа практичних спецификација пре него што издате за изградњу

Пре него што спецификација цевовода напусти тим инжењера, проверите следеће у односу на одабрану архитектуру хлађења:

Усклађеност материјала: Сви влажни метали потврђено да не садрже цинк и легуре алуминијума (Д2Ц); потврђено је да су сви еластомери компатибилни са хемијом диелектричне течности (урањањем)

Провера брзине: Максимално 2,1 м/с код цеви пречника већег од или једнаких 3" према АСХРАЕ ТЦ 9.6

Изолациони вентили: Један куглични вентил са навојем од 3 комада по сталку, довод и повратак, са-могућношћу сервисирања (Д2Ц)

Оцена филтера: Мања или једнака мрежици од 50 микрона на ТЦС напајању, узводно од сваког колектора (Д2Ц)

Проверите постављање вентила: повратна крака ЦДУ, свака повратна грана сталка (Д2Ц)

Спецификација за брзо-прекидање везе: сува{0}}пауза, мање од или једнако просути 1цц, усаглашено са ОЦП-(Д2Ц)

Детекција цурења: Непрекидни кабл на свим линијама напајања (Д2Ц); сензори тачке на бази резервоара и ЦДУ (урањање)

Подни клиренс: ОД цеви плус изолација плус 50мм раскрсница потврђена у моделу са празним подом

План третмана воде: Хемијски програм{0}}специфичан за сајт ангажован пре попуњавања система, са наведеним протоколом за стално праћење

 

Закључак: Одредите систем цеви тако да одговара архитектури хлађења, а не обрнуто

Одлука о технологији хлађења и спецификација цевовода нису узастопни кораци - већ су једна интегрисана инжењерска одлука. Избор између потапања и Д2Ц хлађења поставља хидрауличку логику, материјална ограничења, стратегију изолације и профил ризика од цурења вашег целог система флуида. Покушај прилагођавања генеричке спецификације хидрауличких цеви за ХВАЦ било којој архитектури ће произвести систем који има слабе оперативне перформансе и ствара непотребну изложеност одржавању.

Укључите своју спецификацију цевовода у шематски дизајн, заједно са одабиром архитектуре хлађења. Користите АСХРАЕ ТЦ 9.6 и ТЦ 9.9 као свој основни оквир усклађености и проверите сваки избор материјала у односу на стварну хемију течности у вашем систему -, а не генеричку претпоставку „воде“. 30 минута утрошених на добијање типа изолационог вентила и оцене мреже сита у фази спецификације ће уштедети знатно више од 30 минута у будућим застојима.

 

ФАК

П: Могу ли да користим стандардну цев од угљеничног челика за ХВАЦ за директну-о-петљу за хлађење чипа?

Угљенични челик се користи у петљама за хлађену воду-на страни постројења (ФВС), али није прикладан за петљу технолошког система за хлађење (ТЦС) која директно опслужује хладне плоче. ТЦС петља покреће високо пречишћену воду са ниским садржајем јона, која је корозивнија за угљенични челик од третиране ХВАЦ воде. Наведите 304 или 316 нерђајући челик за све ТЦС цевоводе и фитинге.

П: Зашто мој ЦДУ произвођач наводи другачију величину прикључка цеви од мог продавца хладне плоче?

ЦДУ и хладне плоче се често набављају од различитих произвођача и дизајнирани су према различитим претпоставкама унутрашњег отпора протока. Неподударање величине везе је проблем хидрауличког балансирања: ако ЦДУ очекује 10 Л/мин на 2 бара, а хладне плоче заједно захтевају 14 Л/мин за одржавање температуре споја чипа, спецификације ниједног продавца нису погрешне - дизајн система их није ускладио. Хидраулички модел пуне ТЦС петље, од излаза ЦДУ до сваке хладне плоче и назад, треба да се заврши пре финализације било каквог димензионисања везе.

П: Колико често треба чистити И филтере на Д2Ц расхладној петљи?

Током првих 90 дана рада, прегледавајте корпе за цедило месечно - да нови системи цевовода испуштају честице како се премази цеви стврдњавају и фитинзи слажу. После паузе-периода, тромесечна инспекција је обично довољна за системе са затвореним-петљама са сталним праћењем квалитета воде. Ако ваш ЦДУ има сензор диференцијалног притиска преко филтера, подесите аларм на 0,3 бара делта-П као основну линију чисте-коше.

П: Да ли је цев за хлађење потапањем једноставније одредити од Д2Ц?

Спољна цевна мрежа за хлађење потапањем је знатно једноставнија - са мање тачака прикључка, нижим притиском и без разводне дистрибуције на нивоу регала-. Међутим, спецификација материјала је сложенија јер компатибилност са диелектричним флуидима мора бити верификована за сваки еластомер, заптивку и флексибилни конектор у систему. Режим квара за погрешну компатибилност материјала у систему за урањање је спор и тешко га је открити: деградација заптивке током 12–18 месеци, праћена постепеним губитком течности и контаминацијом, а не тренутним и видљивим догађајем цурења које Д2Ц системи производе.

П: Која је минимална висина шупљине у поду потребна за Д2Ц расхладну цев која пролази испод подигнутог пода?

АСХРАЕ смернице не постављају универзални минимум, јер зависи од пречника цеви, спецификације изолације и да ли се цеви укрштају. Практично правило планирања је да се омогући највећи спољни спољашњи део цеви у току, плус 75 мм изолације са свих страна, плус 50 мм размака изнад за укрштене цеви, плус 25 мм испод за подупираче. За главни извор напајања од 4-инча са изолацијом од 25 мм, ово даје минималну празнину на поду од приближно 300 мм - већу од празнине од 250 мм која је уобичајена у старим центрима података са подигнутим подом, што је ограничење за накнадну уградњу које вреди рано идентификовати.