Inžinerinė praktika, skirta naujos kartos skysčio aušinimo vamzdynams – techninis patvirtinimas ir polimerinių sprendimų tendencijos

Įvadas: Vamzdynų paradigmos pokytis

Duomenų centrams tobulėjant, kad jie palaikytų dirbtinį intelektą ir didelio našumo skaičiavimus, stelažų tankis viršija 100 kW, o tai stumia tradicines oru pagrįstas sistemas peržengia jų galimybių ribas. Tiesioginis skysčio aušinimas lustuose tampa pageidaujamu sprendimu, tačiau norint išnaudoti visą jo potencialą, reikia daugiau nei pažangių aušinimo įrenginių ir šaltųjų plokščių. Tam reikia iš esmės permąstyti visą hidraulinę infrastruktūrą.

Pramonės diskusijos apie aušinimą skysčiu istoriškai daugiausia buvo sutelktos į matomus komponentus: šaltąsias plokštes, aušinimo paskirstymo įrenginius (CDU) ir šilumokaičius. Tačiau uždarojo ciklo hidrauliniame tinkle, jungiančiame įrenginio vandens sistemas su pačiu lustu, vamzdynai atlieka labai svarbų vaidmenį – ne tik kaip pasyvi transporto terpė, bet ir kaip pagrindinis sistemos veikimo veiksnys, lemiantis srauto elgseną, turintis įtakos energijos vartojimo efektyvumui ir atliekantis lemiamą vaidmenį palaikant aušinimo skysčio grynumą.

Paslėpti įprastinių metalinių vamzdynų apribojimai

Istoriškai metaliniai vamzdžiai buvo standartinis duomenų centrų aušinimo sistemų pasirinkimas. Jų platus naudojimas daugiausia grindžiamas susipažinimu ir nusistovėjusia praktika. Tačiau šiuolaikinėse tiesioginio skysčio aušinimo aplinkose šis metodas kelia keletą iššūkių.

Korozija ir dalelių išsiskyrimas yra vienos iš reikšmingiausių. Metalinių vamzdynų sistemos laikui bėgant yra jautrios korozijai, ypač kai jos yra veikiamos vandens pagrindu veikiančių aušinimo skysčių ir priedų. Dėl šio proceso į skystį išsiskiria dalelės, kurios gali kauptis ir sudaryti nuosėdas. Tiesioginio aušinimo sistemose, kuriose šaltos plokštės efektyviai perduoda šilumą mikrokanalais, net ir minimalus užterštumas gali sukelti užsiteršimą, sumažinti našumą ir padidinti priežiūros poreikius.

Hidraulinė degradacija dar labiau pablogina problemą. Korozija ir pleiskanojimas padidina vidinį paviršiaus šiurkštumą, dėl to padidėja trinties nuostoliai ir sumažėja hidraulinis efektyvumas. Laikui bėgant, tai gali smarkiai paveikti sistemos veikimą ir energijos suvartojimą.

Montavimo iššūkiai dar labiau paaštrina šias problemas. Metaliniai vamzdžiai yra sunkūs ir paprastai juos reikia suvirinti bei surinkti vietoje, todėl pailgėja projekto terminai ir atsiranda kintamumas. Duomenų centrų statybai susiduriant su vis didėjančiu spaudimu teikti paslaugas greičiau ir efektyviau, šie apribojimai tampa vis svarbesni.

Medžiagų mokslo fondas: kodėl polimerai veikia

Atsirandantis poslinkis link polimerinių vamzdynų sistemų grindžiamas medžiagų mokslo pagrindais. Didelio našumo inžineriniai polimerai pasižymi savybių deriniu, kuris pašalina metalų apribojimus aušinimo srityje.

Svarbiausias privalumas yra veikimas be korozijos. Skirtingai nuo metalo, polimerai yra iš esmės inertiški sąlytyje su vandens pagrindu pagamintais aušinimo skysčiais ir glikolio mišiniais. Jie laikui bėgant neišskiria dalelių į skystį, užtikrindami pastovų aušinimo skysčio grynumą, kuris yra būtinas norint apsaugoti jautrius komponentus, tokius kaip šaltos plokštės.

Lygūs vidiniai paviršiai yra dar vienas svarbus skiriamasis bruožas. Polimerinių vamzdynų sistemos išlaiko stabilų ir nuspėjamą hidraulinį našumą be korozijos sukelto šiurkštumo ar pleiskanojimo rizikos. Sistemos gali išlaikyti optimalias srauto sąlygas ilgą laiką, su mažesniais trinties nuostoliais ir labiau nuspėjamomis slėgio kritimo charakteristikomis.

Užteršimo mažinimo jungčių technologijos sumažina riziką montavimo metu. Skirtingai nuo nerūdijančio plieno orbitinio suvirinimo, kuriam reikalingos kvalifikuotos procedūros ir kuris sukuria karščio paveiktas zonas, polimerų sistemas galima jungti tokiais procesais kaip infraraudonųjų spindulių suvirinimas, kuris sukuria homogeninius molekulinius ryšius be užpildų ar suvirinimo dujų.

OCP įkvėptas etapas: PVDF kolektoriaus patvirtinimas

Svarbus polimerų diegimo etapas įvyko, kai „GF“ gavo „OCP Inspired™“ pripažinimą už savo PVDF pagrindu pagamintą stelaže montuojamą kolektorių, skirtą tiesioginiam lustų aušinimui skysčiu – tai pirmasis polimerų pagrindu pagamintas kolektorius, gavęs šį pripažinimą pagal „Open Compute Project Inspired“ programą.

Sprendimas pagrįstas „GF SYGEF PVDF“ medžiagų platforma ir buvo sukurtas atsižvelgiant į sudėtingas šilumos valdymo aplinkas, kuriose itin svarbus aušinimo skysčio grynumas, atsparumas korozijai ir ilgalaikis patikimumas.

Pagrindinės PVDF kolektoriaus konstrukcijos ypatybės:

Remdamasi dešimtmečių patirtimi itin svarbių taikymų ir itin gryno vandens sistemų, skirtų puslaidininkių gamybai, srityje, „GF“ pradeda naudoti inžinerinius polimerus naujos kartos duomenų centrų aušinimui. Kaip pažymėjo Charlesas Freda, „GF“ pasaulinis duomenų centrų vadovas: „OCP įkvėptas pripažinimas už mūsų PVDF stelaže montuojamą kolektorių atspindi tiek pažangių polimerų srauto sprendimų brandą, tiek mūsų įsipareigojimą remti atviras ir sąveikias skysčio aušinimo ekosistemas didelio našumo skaičiavimams.“

OCP ekosistemos palaikymas: nuo pripažinimo iki standartizacijos

OCP ekosistema vis labiau palaiko sąveikias ir daugelio tiekėjų skysčių aušinimo infrastruktūras, naudodama standartizuotas sąsajas ir patvirtintus medžiagų metodus. Šiandienos skysčių aušinimo sistemų pramonės gairėse keli pažangūs polimerai pripažįstami kaip tinkamos drėkinamosios medžiagos, o tai remia platesnį didelio našumo polimerų technologijų diegimą.

OCP pripažinimo svarbos neįmanoma pervertinti. „OCP Inspired“ programa patvirtina, kad produktas atitinka bendruomenės poreikius, susijusius su atvirais, sąveikiais sprendimais. Suteikdama šį pripažinimą polimerų pagrindu sukurtam kolektoriui, OCP signalizuoja, kad inžineriniai polimerai laikomi brandžiais, patikimais komponentais, tinkamais itin svarbioms duomenų centrų aušinimo reikmėms.

Inžinerijos ir statybos pranašumai

Be medžiagų savybių, polimeriniai vamzdžiai turi didelių pranašumų įgyvendinant projektus:

Išankstinės gamybos galimybėsyra pagrindinis skiriamasis bruožas. Polimerinių vamzdynų sistemos yra žymiai lengvesnės nei metalinės alternatyvos, todėl jas lengviau tvarkyti ir transportuoti. Jų suderinamumas su išankstiniais gamybos procesais leidžia surinkti dideles vamzdynų dalis ne objekte ir pristatyti paruoštas montavimui, taip sumažinant darbo sąnaudas objekte, sutrumpinant projekto terminus ir pagerinant bendrą kokybę.

Sumažintas praplovimo poreikisyra dar vienas projekto privalumas. Metalinėms sistemoms reikalingas ilgesnis praplovimas, kad būtų pašalintos dalelės, alyvos ir suvirinimo likučiai. Polimerinėms sistemoms, pasižyminčioms švariomis jungčių technologijomis ir veikiančioms be korozijos, paleidimo metu paprastai reikia žymiai mažiau praplovimo, o tai padeda paspartinti projekto terminus.

Mažesnis įkūnytos anglies kiekispalaiko tvarumo tikslus. Polimerinių vamzdynų sistemos paprastai turi mažesnį įkūnytąjį anglies pėdsaką, palyginti su tradiciniais metaliniais sprendimais, todėl atitinka aplinkosaugos tikslus, duomenų centrams plečiantis. Mažesnis šilumos laidumas taip pat padeda išlaikyti šilumą aušinimo kilpoje, sukurdamas galimybę atgauti ir pakartotinai panaudoti šilumą.

Taikymo ribos ir medžiagų pasirinkimas

Polimeriniai vamzdžiai nėra skirti visiškai pakeisti metalinius vamzdžius. Taikymo ribos turėtų būti nustatomos atsižvelgiant į eksploatavimo sąlygas ir projektavimo reikalavimus.

Praktinė dislokavimo patirtis

Plataus masto polimerinių aušinimo infrastruktūros projektai parodė inžinerinių polimerinių sprendimų gyvybingumą dideliu mastu. Diegimuose, palaikančiuose dirbtinį intelektą ir didelio tankio skaičiavimo aplinkas, integruotas sprendimas nuo aušintuvo iki stelažo palaikė:

Šie projektai parodo, kaip inžineriniai polimerų srauto sprendimai yra ne tik perspektyvūs, bet ir būtini keičiamo dydžio, didelio tankio duomenų centrų aušinimui.

Išvada: Hidroninio projektavimo ateitis

Perėjimas prie inžinerinių polimerinių vamzdynų sistemų yra esminis pramonės požiūrio į hidraulinę infrastruktūrą pokytis. Kaip pastebėjo vienas pramonės stebėtojas,„Vamzdynai nebėra antraeilis komponentas – jie yra labai svarbus šiuolaikinių duomenų centrų aušinimo našumo, efektyvumo ir ilgalaikio veikimo pagrindas.“ .

OCP įkvėptas PVDF kolektorių pripažinimas rodo svarbų pramonės pritarimą polimerų sprendimams. Kartu su augančiu kelių pažangių polimerų, kaip tinkamų drėkinamųjų medžiagų, pripažinimu pramonės rekomendacijose, tai rodo platesnį inžinerinių polimerų technologijų taikymą.

Kadangi dirbtinio intelekto skaičiavimo tankis toliau auga, vamzdynų medžiagoms keliami skysčio aušinimo sistemų reikalavimai tik didės – platesni darbinės temperatūros diapazonai, ilgesnis tarnavimo laikas, aukštesnės švaros klasės ir griežtesnės srauto charakteristikos. Šiame kontekste polimerinių vamzdynų techninė evoliucija – nuo ​​medžiagų mokslo iki gamybos ir praktinio patvirtinimo – nusipelno nuolatinio dėmesio.

Hidraninio projektavimo ateitis slypi ne metalo ir polimero pasirinkime, o tinkamos medžiagos pritaikyme tinkamam pritaikymui. Didelio grynumo, korozijai kritiškoms, srautui jautrioms tiesioginio skysčio aušinimo aplinkoms inžineriniai polimerai vis dažniau yra pasirinkimo medžiaga. Aukšto slėgio, aukštos temperatūros ir chemiškai agresyvioms aplinkoms metalinės sistemos išlieka būtinos. Hibridinis metodas, apjungiantis kiekvienos medžiagų kategorijos stipriąsias puses, yra kelias į priekį.