چگونه Thread Butterfly Valves زیرساخت خنک‌کننده مرکز داده را تغییر شکل می‌دهند

مراکز داده دیگر اتاق‌های سرور آرام{0} و دارای تهویه هوای اوایل دهه 2000 نیستند. امروزه، یک مرکز مقیاس بزرگ می‌تواند 50 تا 200 مگاوات نیرو جذب کند و بارهای گرمایی را که با کارخانه‌های فرآیند صنعتی سنگین رقابت می‌کند، فشار دهد. انفجار محاسبات هوش مصنوعی محرک اصلی بوده است. آموزش مدل‌های زبان بزرگ و اجرای استنتاج در مقیاس، گرمای خارق‌العاده‌ای در سطح رک تولید می‌کند، با خوشه‌های GPU به طور منظم بیش از 100 کیلو وات در هر رک و برخی استقرارهای هوش مصنوعی خنک‌شده مایع بیش از 150 کیلووات. این گرما باید با دقت مدیریت شود و تمام بار مدیریت آن بر عهده زیرساخت های خنک کننده است.

سوپاپ ها پر زرق و برق ترین جزء در یک مرکز داده نیستند، اما از مهمترین آنها هستند. هر حلقه آب سرد، هر اتصال برج خنک کننده، هر ایستگاه پمپ به دریچه هایی برای کنترل نحوه حرکت مایع خنک کننده در سیستم بستگی دارد. در میان انواع شیرهای مستقر در زیرساخت های خنک کننده مدرن،سوپاپ پروانه ای نخنقش اصلی را در خطوط لوله توزیع اصلی به دست آورده است که در آن حجم زیادی از مایع خنک کننده باید به طور موثر و قابل اطمینان تنظیم شود.

 

شیر پروانه ای نخی LEADTEK

 

چرا طراحی سیستم خنک کننده بیشتر تقاضا شده است؟

تغییر به سمت سیستم های خنک کننده جریان اولیه متغیر، آنچه مهندسان از هر جزء در مدار انتظار دارند، تغییر داده است. در یک سیستم جریان ثابت سنتی، پمپ‌ها با سرعت ثابت کار می‌کردند و دریچه‌ها به سادگی باز یا بسته می‌شدند. در یک سیستم جریان متغیر، پمپ‌ها سرعت را به گونه‌ای تعدیل می‌کنند که-با تقاضای خنک‌کننده زمانی واقعی مطابقت داشته باشد، و شیرهای کنترل باید به طور مداوم و با دقت دریچه گاز باشند تا نقطه تنظیم فشار تفاضلی را حفظ کنند. این امر تقاضاهای بسیار بیشتری را در مورد عملکرد سوپاپ نسبت به کار جداسازی ساده ایجاد می کند.

در عین حال، اپراتورهای مرکز داده تحت فشار زیادی برای کاهش اثربخشی مصرف انرژی هستند، که مصرف انرژی کل تسهیلات را در مقابل انرژی واقعی مورد استفاده سرورها اندازه گیری می کند. سیستم های خنک کننده 40 درصد از کل انرژی سایت را در بسیاری از تاسیسات تشکیل می دهند. انتخاب ضعیف سوپاپ، محرک‌های کم‌اندازه، یا سوپاپ‌های کنترلی کالیبره نادرست مستقیماً به هزینه‌های پمپاژ بالاتر، انرژی هدر رفته و حاشیه‌های فشرده در بودجه‌های عملیاتی تبدیل می‌شوند که قبلاً نازک شده‌اند.

انتخاب شیر مناسب در محل مناسب، در این زمینه، یک تصمیم مهندسی واقعی با پیامدهای مالی و عملیاتی واقعی است.

 

جایی که سوپاپ پروانه ای نخی در مدار خنک کننده قرار می گیرد

یک سیستم خنک‌کننده مرکز داده معمولی آب سرد را از طریق سلسله مراتبی از خطوط لوله انتقال می‌دهد، از کارخانه مرکزی چیلر شروع می‌شود و به سمت بیرون به برج‌های خنک‌کننده، مبدل‌های حرارتی صفحه، واحدهای توزیع خنک‌کننده و در نهایت به خود رک‌های سرور می‌رود. بزرگترین لوله ها در این سلسله مراتب، شبکه های آب سرد و سربرگ های توزیع اولیه، جایی هستند که Thread Butterfly Valve به طور مداوم ارزش خود را ثابت می کند.

در مقایسه با شیرهای دروازه یا شیرهای گلوب در اندازه های معادل، یک شیر پروانه ای به طور قابل توجهی سبک تر، فشرده تر و سریع تر عمل می کند. در خطوط لوله با قطر اسمی DN200 و بالاتر، مزایای هزینه و فضای یک شیر پروانه ای نسبت به جایگزین های قابل مقایسه به طور فزاینده ای قابل توجه است. مهندسان تأسیساتی که با چیدمان اتاق کارخانه محدود کار می کنند، از توانایی نصب یک-شیر عایق یا کنترل بزرگ بدون اختصاص فضای نامتناسب به بدنه شیر و اپراتور قدردانی می کنند.

عملکرد چرخش سریع یک چهارم-یک شیر پروانه‌ای در سیستم‌های خنک‌کننده نیز مهم است که در آن جریان باید به سرعت در پاسخ به یک حرکت پمپ، یک حرکت فشار، یا یک رویداد تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی‌شده تغییر مسیر داده یا جدا شود. قابلیت باز کردن یا بستن یک-شیر بزرگ در عرض چند ثانیه، به جای دقایقی که برای پیچیدن شیر دروازه دستی به چرخش کامل لازم است، یک مزیت عملی است که در کاهش زمان پاسخ در هنگام خرابی سیستم نشان داده می شود.

 

انواع شیرهای پروانه ای نخی و نقش آنها

همه شیرهای پروانه ای معادل نیستند و انتخاب زیرنوع مناسب برای هر موقعیت کاربردی نیاز به قضاوت مهندسی دقیق دارد.

دریچه‌های پروانه‌ای متحدالمرکز، جایی که دیسک و شافت در مرکز سوراخ لوله قرار دارند، رایج‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین گزینه برای سرویس آب سرد با فشار پایین‌تر- هستند. آنها به طور گسترده در حلقه های خنک کننده اولیه و خطوط بای پس برج خنک کننده استفاده می شوند که در آن نیازی به خاموش کردن مداوم نیست. مواد نشیمنگاه معمولاً لاستیک EPDM است که سازگاری قابل اعتمادی با آب خنک کننده تصفیه شده و بسته‌های بازدارنده گلیکول در غلظت‌های تا حدود 50 درصد فراهم می‌کند. درجه بندی فشار در PN10 یا PN16 برای اکثر رژیم های فشار HVAC مرکز داده کافی است.

دریچه‌های پروانه‌ای دو-آفست یا عملکرد بالا- دو انحراف هندسی را به شفت وارد می‌کنند که هنگام باز شدن دیسک از صندلی جدا می‌شود و به طور چشمگیری ساییدگی صندلی را در سرویس تعدیل کاهش می‌دهد. اینها انتخاب مناسبی برای کاربردهای کنترل چرخه مداوم در سیستم‌های آب سرد با جریان متغیر هستند، جایی که شیر باید در هر ساعت کار به کنترل‌کننده‌های فشار تفاضلی پاسخ دهد. ویژگی‌های خاموشی محکم‌تر آنها را برای جداسازی پمپ و وظایف بای‌پس در جایی که کنترل نشتی اهمیت دارد، مناسب می‌کند.

دریچه‌های پروانه‌ای سه‌گانه-آفست این هندسه را با یک دیسک بادامک-عملی بیشتر می‌کنند که باعث می‌شود آب‌بندی واقعی حباب‌دار-فلز-به{4}}فلز محکم شود. در برنامه‌های خنک‌کننده مرکز داده، این موارد معمولاً برای موقعیت‌های بای‌پس چیلر با فشار بالا، مکان‌های خاموش شدن اضطراری در سربرگ‌های خنک‌کننده بحرانی، و هر موقعیتی که در آن عملکرد ایمن در برابر آتش- یک الزام مشخصات است، رزرو می‌شوند. ویژگی‌های گشتاور محرک قابل پیش‌بینی آن‌ها را به‌خوبی برای اندازه محرک الکتریکی مناسب می‌سازد.

 

ملاحظات مشخصات فنی

رتبه‌بندی Cv و محدوده‌پذیری در هنگام تعیین هر شیر پروانه‌ای برای تعدیل وظیفه، شایسته توجه دقیق است. رابطه بین زاویه دیسک و ضریب جریان در یک شیر پروانه ای بسیار غیرخطی-است. قدرت کنترل مفید معمولاً بین 20 تا 70 درجه حرکت دیسک وجود دارد. شکار سوپاپ در محدوده 5 تا 15 درجه فقط کنترل ضعیف جریان را فراهم نمی کند. همچنین در حال تخریب صندلی خود و ایجاد صدا و لرزش غیر ضروری در خط لوله است.

قدرت سوپاپ در سیستم های جریان متغیر به همان اندازه مهم است. اعتبار به عنوان نسبت افت فشار در سراسر شیر کنترل در حالت باز کامل به کل افت فشار در مدار از جمله آن شیر تعریف می شود. مقادیر مجاز زیر 0.3 نشان می دهد که شیر تأثیر کافی بر جریان در مدار خود ندارد و کیفیت کنترل بر این اساس آسیب می بیند. بسیاری از مهندسانی که روی پروژه‌های خنک‌کننده بزرگ مرکز داده کار می‌کنند، به سمت شیرهای کنترل فشار{4} مستقل برای اتصالات هواگیر و واحد توزیع خنک‌کننده حرکت کرده‌اند، به‌ویژه به این دلیل که این دستگاه‌ها بدون توجه به تغییرات فشار سیستم، جریان پایدار را حفظ می‌کنند.

سازگاری مواد یکی دیگر از عوامل مشخصات است که نباید به عنوان یک امر رسمی تلقی شود. اکثر سیستم‌های آب سرد مرکز داده از بسته‌های بازدارنده مبتنی بر گلیکول-، معمولاً اتیلن یا پروپیلن گلیکول با غلظت 20 تا 35 درصد استفاده می‌کنند. صندلی های EPDM در این سرویس عملکرد خوبی دارند. صندلی‌های PTFE{6}}مقاومت بیشتری برای فرمول‌های بازدارنده تهاجمی‌تر ایجاد می‌کنند. جنس بدنه باید حداقل از آهن انعطاف‌پذیر باشد و برای سیستم‌هایی که روی‌زدایی خطر خوردگی طولانی‌مدت ایجاد می‌کند، روی برنج یا فولاد ضد زنگ پایین‌تر باشد.

 

نقش شیر پروانه ای سه گیره در خنک کننده پیشرفته

از آنجایی که سیستم‌های خنک‌کننده مستقیم مایع و خنک‌کننده غوطه‌وری در استقرار مرکز داده با چگالی بالا رایج‌تر می‌شوند، دسته‌بندی متفاوتی از شیر پروانه‌ای وارد تصویر مشخصات شده است. راشیر پروانه ای سه گیرهبرای سرویس بهداشتی یا فوق{0} تمیز طراحی شده است، با اتصال انتهایی بهداشتی که امکان جداسازی سریع و رایگان ابزار-برای تمیز کردن و بازرسی را فراهم می‌کند. در مدارهای خنک کننده مایع تک فاز با استفاده از آب دیونیزه شده، جایی که حفظ خلوص سیال برای محافظت از اجزای سرور ضروری است، شیر پروانه ای Tri Clamp مزایای عملی در قابلیت سرویس دهی و کنترل آلودگی ارائه می دهد که دریچه های فلنجی یا رزوه ای معمولی نمی توانند مطابقت داشته باشند.

سیستم‌های خنک‌کننده غوطه‌وری دو فازی، که در آن سیال دی‌الکتریک مستقیماً از اجزای سرور می‌جوشد و در مبدل‌های حرارتی متراکم می‌شود، کارآمدترین روش خنک‌سازی از نظر حرارتی را نشان می‌دهد که در حال حاضر در سطح رک موجود است. این سیستم‌ها طرح‌های دریچه‌هایی را می‌طلبند که می‌توانند مخلوط‌های بخار{2}}مایع را بدون حفره یا ناپایداری جریان کنترل کنند، و هندسه فشرده و انسداد کم- یک شیر پروانه‌ای مشخص شده به خوبی برای این وظیفه مناسب است که روش اندازه‌گیری صحیح اعمال شود.

 

شیر پروانه ای سه گیره LEADTEK

 

انتخاب و ادغام محرک

محرک نصب شده بر روی یک شیر پروانه ای تعدیل کننده در یک سیستم خنک کننده یک فکر بعدی نیست. نیمی از سیستم کنترل است. اندازه‌گیری گشتاور محرک نه تنها باید نیروهای آب‌بندی استاتیکی صندلی، بلکه برای گشتاور هیدرودینامیکی تولید شده توسط جریان اعمال شده بر روی دیسک نیز در نظر گرفته شود، که در حدود 60 تا 80 درجه باز است و می‌تواند در شرایط جریان سخت از گشتاور شکست استاتیک فراتر رود. ضریب ایمنی حداقل 1.3 برابر حداکثر گشتاور منتشر شده برای سرویس عمومی مناسب است. موقعیت های بحرانی 1.5 برابر یا بالاتر را تضمین می کنند.

مشخصات چرخه وظیفه به همان اندازه اهمیت دارد. محرکی که برای روشن/خاموش کردن در یک درجه گشتاور معین درجه بندی شده است، اگر به طور مداوم در سرویس مدوله کار شود، بیش از حد گرم می شود. محرک هایی را با چرخه وظیفه مطابق با برنامه مشخص کنید و تأیید کنید که موقعیت سازهای یکپارچه با پروتکل BMS مورد استفاده در تأسیسات سازگار هستند. BACnet و Modbus بر معماری سیستم مدیریت ساختمان مرکز داده تسلط دارند. منطق موقعیت یابی ایمن شکست-باید در مرحله طراحی تأیید شود، با دریچه های منبع خنک کننده معمولاً به گونه ای پیکربندی شده اند که از کار افتاده باز شوند و دریچه های ایزوله به گونه ای پیکربندی شده اند که در صورت از دست دادن قدرت کنترل، از کار بیفتند.

 

قابلیت تولید و استانداردهای کیفیت LEADTEK

ZHEJIANG LEADTEK FLUID TECHNOLOGY CO.، LTD از سال 2015 در حال ساخت محصولات کنترل سیالات است که از یک عملیات ماشینکاری CNC دقیق در ونژو به یک شرکت تولیدی با قابلیت کامل- که 37000 متر مربع از فضای تولیدی را در پارک صنعتی استان چانگ در استان چانگژان اشغال می کند، تبدیل شده است. این مرکز بیش از 400 دستگاه تولید پیشرفته را اجرا می کند و بیش از 300 نفر را در زمینه تحقیق و توسعه، تولید، آزمایش و صادرات به کار می گیرد.

تاریخچه توسعه محصول این شرکت شامل بیش از 100 نوع شیر توپی تایید شده و بیش از 40 فناوری ثبت شده است که از طریق یک تیم تحقیق و توسعه داخلی که در سال 2019 تشکیل شد توسعه یافته است. آسیا{6}}اقیانوس آرام، خاورمیانه، و آمریکای جنوبی.

برای کاربردهای خنک‌کننده مرکز داده، پیشینه LEADTEK در ریخته‌گری دقیق فولاد ضد زنگ و ماشین‌کاری CNC مستقیماً به سازگاری ابعادی و کیفیت پرداخت سطحی که صندلی‌های شیر پروانه‌ای و هندسه‌های دیسک برای عملکرد بلندمدت قابل اعتماد نیاز دارند، ترجمه می‌شود. تلورانس های محدود در هندسه پروفیل دیسک چیزی است که یک دریچه پروانه ای را که قدرت کنترل جریان واقعی را ارائه می دهد از شیری که صرفاً باز و بسته می شود جدا می کند. کنترل‌های فرآیند تولید LEADTEK که در بیش از 30 سال تجربه ریخته‌گری به زمان کار موسس شرکت در Wenzhou در سال 1994 توسعه یافته است، از دقت مورد نیاز برای خدمات سیستم خنک‌کننده در تأسیسات{5}} حیاتی پشتیبانی می‌کند.

 

عکس های زنده از کارخانه Leadtek

 

نگاه کردن به جلو

خط لوله ساخت و ساز مرکز داده که طی چندین سال آینده ادامه می یابد، یک سیگنال تقاضای قابل توجه و پایدار برای شیرهای خنک کننده به درستی مشخص شده است. سرمایه‌گذاری جهانی در ظرفیت مرکز داده سالانه صدها میلیارد دلار است و هر تأسیساتی که برای تطبیق زیرساخت‌های هوش مصنوعی ساخته می‌شود، یک نیاز فنی خرید سوپاپ را نشان می‌دهد. تحلیلگران بازار پیش بینی می کنند که بازار شیرهای خنک کننده مایع مرکز داده از حدود 270 میلیون دلار در سال 2025 به 1.8 میلیارد دلار تا سال 2032 با نرخ رشد مرکب سالانه بیش از 30 درصد رشد کند.

برای مهندسان شیر، طراحان تاسیسات و متخصصان تدارکات درگیر در این بخش، تغییر کلیدی در حال انجام از مشخصات کالا به سمت مشخصات مبتنی بر عملکرد{0}} است. سوال دیگر این نیست که چه شیری برای لوله مناسب است. سوال این است که کدام نوع دریچه، در کدام هندسه افست، با کدام ماده صندلی، که توسط کدام اپراتور دارای رتبه-فعال می‌شود، اختیار کنترل، کارایی انرژی و عمر مفیدی را که مأموریت-زیرساخت خنک‌کننده حیاتی می‌خواهد، ارائه می‌کند. Thread Butterfly Valve که به درستی انتخاب شده و اندازه مناسبی دارد، در مرکز این پاسخ تقریباً در هر کارخانه خنک کننده فوق مقیاسی است که امروزه ساخته می شود.