Як різьбові поворотні клапани змінюють інфраструктуру охолодження центру обробки даних

Центри обробки даних – це вже не тихі серверні кімнати-з кондиціонерами початку 2000-х. Сьогодні один гіпермасштабний об’єкт може споживати від 50 до 200 мегават електроенергії та підвищувати теплове навантаження, яке конкурує з важкими промисловими технологічними установками. Вибух обчислень зі штучним інтелектом став головною рушійною силою. Навчання великих мовних моделей і виконання висновків у масштабі створює надзвичайну температуру на рівні стійки, коли кластери графічних процесорів регулярно перевищують 100 кВт на стійку, а деякі інтелектуальні системи з рідинним-охолодженням перевищують 150 кВт. Цим теплом потрібно керувати з точністю, і весь тягар керування ним лягає на інфраструктуру охолодження.

Клапани не є найпривабливішим компонентом центру обробки даних, але вони є одними з найбільш значущих. Кожна петля охолодженої води, кожне з’єднання градирні, кожна насосна станція залежать від клапанів, які контролюють рух теплоносія через систему. Серед усіх типів клапанів, які використовуються в сучасній інфраструктурі охолодження,Різьбовий поворотний клапанзаслужила центральну роль у магістральних розподільних трубопроводах, де необхідно ефективно та надійно регулювати великі обсяги теплоносія.

 

Різьбовий поворотний клапан LEADTEK

 

Чому дизайн системи охолодження став більш вимогливим

Перехід до систем охолодження зі змінним первинним потоком змінив очікування інженерів від кожного компонента схеми. У традиційній системі постійного -потоку насоси працювали з фіксованою швидкістю, а клапани просто відкривалися або закривалися за командою. У системі зі змінним потоком насоси змінюють швидкість відповідно до-попиту на охолодження в реальному часі, а регулюючі клапани мають постійно й точно дроселювати, щоб підтримувати задані значення різниці тиску. Це висуває набагато більші вимоги до продуктивності клапана, ніж коли-небудь вимагало простого ізоляції.

У той же час оператори центрів обробки даних перебувають під величезним тиском щодо зниження ефективності використання електроенергії, яка вимірює загальне енергоспоживання об’єкта порівняно з енергією, яка фактично використовується серверами. На системи охолодження припадає до 40 відсотків загальної енергії багатьох об’єктів. Поганий вибір клапана, занижені приводи або неправильно відкалібровані регулювальні клапани безпосередньо призводять до вищих витрат на перекачування, марної витрати енергії та скороченої маржі операційного бюджету, який і так розтягнутий.

Вибір правильного клапана в правильному місці в цьому контексті є справжнім інженерним рішенням з реальними фінансовими та операційними наслідками.

 

Де різьбовий дисковий клапан підходить до контуру охолодження

Типова гіпермасштабна система охолодження центру обробки даних переміщує охолоджену воду через ієрархію трубопроводів, починаючи від центральної охолоджувальної станції й надаючи назовні до градирень, пластинчастих теплообмінників, блоків розподілу охолодження й, зрештою, до самих серверних стійок. Найбільші труби в цій ієрархії, магістралі охолодженої води та первинні розподільні колектори, є тим місцем, де різьбовий дисковий клапан постійно доводить свою цінність.

Порівняно із засувками або засувками еквівалентних розмірів, дросельна заслінка значно легша, компактніша та швидша в експлуатації. У трубопроводах з номінальним діаметром DN200 і більше переваги дросельного клапана в порівнянні з аналогічними альтернативами щодо вартості та простору стають все більш значними. Інженери, які працюють із обмеженим плануванням приміщень, цінують можливість установити ізоляційний або регулюючий клапан із-великим отвором без виділення непропорційного простору для корпусу клапана та оператора.

Швидка чверть{0}}обертання дросельного клапана також має значення в системах охолодження, де потік потрібно швидко перенаправляти або відключати у відповідь на спрацьовування насоса, коливання тиску або планове технічне обслуговування. Можливість відкривати або закривати-великий клапан за лічені секунди, а не за хвилини, необхідні для того, щоб накрутити засувку з ручним колесом на повний хід, є практичною перевагою, яка проявляється в скороченні часу реакції під час збоїв у системі.

 

Типи різьбових поворотних клапанів та їх роль

Не всі поворотні клапани еквівалентні, і вибір правильного підтипу для кожної позиції застосування вимагає ретельного інженерного оцінювання.

Концентричні поворотні клапани, у яких диск і вал розташовані всередині отвору труби, є найпоширенішим і економічно-ефективним варіантом для низьких-тисків охолодженої води. Вони широко використовуються на первинних контурах охолодження та обхідних лініях градирні, де не потрібне безперервне щільне перекриття. Матеріал сидіння – це, як правило, гума EPDM, яка забезпечує надійну сумісність із пакетами обробленої охолоджувальної води й інгібіторів-гліколю в концентраціях приблизно до 50 відсотків. Номінальний тиск PN10 або PN16 достатній для більшості режимів тиску HVAC центру обробки даних.

Поворотні клапани з подвійним-зміщенням, або високо-продуктивні, мають два геометричні зсуви на валу, які відтягують диск від сідла, коли воно відкривається, значно зменшуючи знос сідла під час роботи з модулем. Це відповідний вибір для безперервного циклічного керування системами охолодженої води зі змінним потоком, де клапан повинен реагувати на регулятори перепаду тиску протягом кожної години роботи. Більш жорсткі характеристики відключення роблять їх придатними для ізоляції насосів і байпасу, де контроль витоків має значення.

Дроссельні клапани з потрійним-зміщенням покращують цю геометрію завдяки диску{-закриття, яке забезпечує справжнє-непроникне ущільнення металу-{4}}до металу. У системах охолодження центрів обробки даних вони зазвичай зарезервовані для байпасних-охолоджувачів високого тиску, місць аварійного відключення на критично важливих колекторах охолодження та будь-яких положень, де-пожежна безпека є вимогою специфікації. Їх передбачувані характеристики крутного моменту приводу роблять їх особливо придатними для розміру електричного приводу.

 

Технічні характеристики

Значення Cv і діапазон діапазонів заслуговують на особливу увагу при визначенні будь-якого поворотного клапана для режиму регулювання. Зв’язок між кутом диска та коефіцієнтом потоку в дросельному клапані дуже не-лінійний. Корисний контроль зазвичай існує приблизно між 20 і 70 градусами ходу диска. Клапан, що працює в діапазоні від 5 до 15 градусів, не просто забезпечує поганий контроль потоку. Це також руйнує його сідло та створює непотрібний шум і вібрацію в трубопроводі.

Авторитет клапана також важливий у системах із змінним потоком. Авторитет визначається як відношення падіння тиску на регулювальному клапані при повному відкритті до загального падіння тиску в контурі, включаючи цей клапан. Значення повноважень нижче 0,3 вказують на те, що клапан має недостатній вплив на потік у своєму контурі, і якість керування відповідно страждає. Багато інженерів, які працюють над великими проектами з охолодження центрів обробки даних, перейшли на-незалежні від тиску регулювальні клапани для з’єднань повітрообробника та блоку розподілу охолодження, зокрема тому, що ці пристрої підтримують стабільний потік незалежно від зміни тиску в системі.

Сумісність матеріалів є ще одним фактором специфікації, який не слід розглядати як формальність. Більшість систем охолодження води в центрах обробки даних використовують пакети інгібіторів на основі-гліколю, як правило, етилен- або пропіленгліколь у концентрації від 20 до 35 відсотків. Сидіння з EPDM добре працюють у цьому сервісі. Сідла з PTFE-підкладкою забезпечують підвищену стійкість до більш агресивних складів інгібіторів. Матеріалом корпусу має бути щонайменше ковкий чавун із низько-цинковою латунню або нержавіючої сталі, призначеними для систем, де видалення цинку становить довгостроковий-ризик корозії.

 

Роль дросельного клапана з трьома затискачами в вдосконаленому охолодженні

Оскільки системи прямого рідинного охолодження та занурювального охолодження стають все більш поширеними в-центрах обробки даних із високою щільністю, у специфікації з’явилася інша категорія поворотних клапанів. TheПоворотний клапан з трьома затискачамипризначений для санітарного чи ультра{0}}чистого обслуговування з гігієнічним кінцевим з’єднанням, яке дозволяє швидко розбирати-без інструментів для чищення та перевірки. В однофазних- контурах рідинного охолодження з використанням деіонізованої води, де підтримання чистоти рідини має вирішальне значення для захисту серверних компонентів, поворотний поворотний клапан Tri Clamp пропонує практичні переваги в обслуговуванні та контролі забруднення, з якими не можуть зрівнятися звичайні фланцеві або різьбові клапани.

Дво{0}}фазні занурені системи охолодження, де діелектрична рідина кипить безпосередньо з компонентів сервера та конденсується в теплообмінниках, представляють найбільш термічно ефективний підхід до охолодження, доступний на рівні стійки. Для цих систем потрібні конструкції клапанів, які можуть обробляти паро-рідкі суміші без кавітації чи нестабільності потоку, а компактна, мало{3}}геометрія перешкод правильно визначеного дросельного клапана добре підходить для цього обов’язку, якщо застосовано правильну методологію визначення розміру.

 

Поворотний клапан із трьома затискачами LEADTEK

 

Вибір та інтеграція приводу

Привід, встановлений на модулюючому дросельному клапані в системі охолодження, не є запізнілою думкою. Це половина системи контролю. Розмір крутного моменту приводу повинен враховувати не тільки статичні сили ущільнення сідла, але й гідродинамічний крутний момент, створюваний потоком, що діє на диск, який досягає максимуму при відкритті приблизно на 60-80 градусів і може перевищувати статичний крутний момент відриву за складних умов потоку. Коефіцієнт безпеки, щонайменше в 1,3 рази перевищує опублікований максимальний крутний момент, підходить для загального обслуговування. Критичні позиції гарантують 1,5 рази або вище.

Специфікація робочого циклу має однакове значення. Привід, розрахований на перемикання увімкнення/вимкнення при заданому номінальному крутному моменті, буде перегріватися, якщо працюватиме безперервно в режимі модуляції. Укажіть приводи з робочим циклом, який відповідає застосуванню, і підтвердьте, що вбудовані позиціонери сумісні з протоколом BMS, який використовується на об’єкті. BACnet і Modbus домінують в архітектурі систем управління будівлями центрів обробки даних. Логіку-відмовостійкого позиціонування слід підтвердити на етапі проектування, за допомогою клапанів подачі охолодження, як правило, налаштованих таким чином, щоб вони відкривалися при відмові, а ізоляційних клапанів, налаштованих так, щоб вони не закривалися у разі втрати живлення керування.

 

Виробничі можливості та стандарти якості LEADTEK

ZHEJIANG LEADTEK FLUID TECHNOLOGY CO., LTD створює продукти для контролю рідини з 2015 року, вирісши з прецизійної обробки з ЧПК у Веньчжоу до повноцінного-виробничого підприємства, що займає 37 000 квадратних метрів виробничих площ у промисловому парку Чаншань, Цюйчжоу, провінція Чжецзян. На заводі працює понад 400 передових виробничих машин і працює понад 300 людей у ​​відділах досліджень і розробок, виробництва, тестування та експорту.

Історія розробки продуктів компанії включає понад 100 сертифікованих варіантів кульових кранів і понад 40 запатентованих технологій, розроблених внутрішньою командою досліджень і розробок, сформованою в 2019 році. Міжнародні сертифікати включають ISO 9001, ISO 14001, CE, TS і KC, що відображає систему управління якістю, яка підтримує експорт до понад 80 країн і регіонів Європи, Північної Америки, Азіатсько--Тихоокеанського регіону, Близького Сходу та Південної Америки.

Зокрема, для додатків охолодження центрів обробки даних досвід компанії LEADTEK у точному литті нержавіючої сталі та обробці з ЧПК безпосередньо перетворюється на постійність розмірів і якість обробки поверхні, які потрібні сідлам поворотних клапанів і геометрії дисків для надійної довгострокової-роботи. Жорсткі допуски на геометрію профілю диска – це те, що відрізняє дросельну заслінку, яка забезпечує справжнє керування потоком, від затвора, який просто відкривається та закривається. Контроль виробничого процесу компанії LEADTEK, розроблений протягом понад 30 років досвіду лиття, починаючи з роботи засновника компанії у Веньчжоу в 1994 році, підтримує точність, необхідну для обслуговування систем охолодження на-важливо важливих об’єктах.

 

Живі кадри фабрики Leadtek

 

Дивлячись вперед

Конвеєр будівництва центру обробки даних, який розтягнеться на наступні кілька років, є значним і постійним сигналом попиту на правильно визначені охолоджувальні клапани. Глобальні інвестиції в потужності центрів обробки даних сягають сотень мільярдів доларів на рік, і кожен об’єкт, побудований для розміщення інфраструктури штучного інтелекту, вимагає технічно складної закупівлі клапанів. Аналітики ринку прогнозують, що ринок клапанів рідинного охолодження для центрів обробки даних зросте з приблизно 270 мільйонів доларів США у 2025 році до 1,8 мільярда доларів США до 2032 року, при середньорічному темпі зростання, що перевищує 30 відсотків.

Для інженерів арматури, проектувальників об’єктів і спеціалістів із закупівель, які працюють у цьому секторі, ключовий перехід від товарних специфікацій до специфікацій-на основі ефективності. Питання полягає не просто в тому, який клапан підходить до труби. Питання полягає в тому, який тип клапана, з якою геометрією зсуву, з якого матеріалу сідла, який приводиться в дію-оператором із повноваженнями, забезпечить повноваження керування, енергоефективність і термін служби, яких вимагає-важлива інфраструктура охолодження. Різьбовий дисковий клапан, правильно підібраний і правильного розміру, є центром цієї відповіді практично на кожній гіпермасштабній охолоджувальній установці, що будується сьогодні.