跳至主要内容

二次冷卻迴路的水規格

供應給熱交換器的水必須符合本主題中列出的要求,這一點至關重要。在設置液冷系統之前,請確保滿足要求。

重要

如果供應給熱交換器的水不符合本主題中所述的要求,則可能會由於以下任何問題而發生系統故障:

  • 由於熱交換器或供水系統的金屬部件腐蝕和點蝕而導致的洩漏。
  • 熱交換器內積聚水垢沉積物,這可能導致以下問題:
    • 降低熱交換器將從機架排出的空氣冷卻的能力
    • 機械硬體故障,例如軟管快速連接接頭
  • 有機污染,如細菌、真菌或藻類。這種污染會導致與水垢沉積物相同的問題。

二次冷卻迴路的控制和調節

用於填充、重新填充和供應熱交換器的水必須是無顆粒去離子水或無顆粒蒸餾水,並具有適當的控制,以避免以下問題:

  • 金屬腐蝕
  • 細菌結垢
  • 調整大小
水不能來自建築物的一次冷凍水系統,而必須作為二次閉環系統的一部分提供。
重要
請勿使用乙二醇溶液,因為它們會對熱交換器的冷卻性能產生不利影響。

二次迴路中使用的材料

在供水管路、連接器、歧管、泵和構成閉環供水系統的任何其他設備中使用以下任何材料:

  • 鋅含量低於 30%的黃銅
  • 不鏽鋼 303 或 316
  • 過氧化物固化乙丙二烯單體 (EPDM) 橡膠,非金屬氧化材料

二次迴路中應避免的材料

請勿在供水系統的任何部分使用以下任何材料:

  • 氧化性殺菌劑,如氯、溴和二氧化氯
  • 鋅含量大於 30%的黃銅
  • 鐵 (非不鏽鋼)

二次迴路的供水要求

本節包括向熱交換器供應冷凍調節水的系統的特定特性。

  • 溫度:

    熱交換器及其供應軟管和回流軟管未絕緣。請避免任何可能導致冷凝的情況。供應軟管、回流軟管和熱交換器內的水溫必須保持在使用熱交換器的位置的露點以上。

    小心
    一般一次冷凍水太冷,無法用於此用途,因為建築冷凍水的溫度可能低至 4 °C - 6 °C (39 °F - 43 °F)。
    重要
    供應冷卻水的系統必須能夠測量室內露點並相應地自動調節水溫。否則,水溫必須高於該資料中心安裝的最大露點。例如,必須保持以下最低水溫:
    • 18 °C ±1 °C (64.4 °F ±1.8 °F)。這適用於要求最高露點為 17 °C (62.6 °F) 的 ASHRAE 1 級環境規範。
    • 22 °C ±1 °C (71.6 °F ±1.8 °F)。這適用於要求最高露點為 21 °C (69.8 °F) 的 ASHRAE 2 級環境規範。

    請參閱 ASHRAE 文件 資料處理環境的散熱指南。如需取得此文件的相關資訊,請造訪 https://www.techstreet.com/ashrae/products/1909403

  • 壓力

    二次迴路中的水壓必須小於 690 kPa (100 psi)。熱交換器的正常工作壓力必須為 414 kPa (60 psi) 或更低。

  • 流量

    系統中水的流量必須在每分鐘 23 - 57 公升(6 - 15 加侖)的範圍內。熱交換器(包括快速連接接頭)的壓降與流量的關係定義為每分鐘 57 公升(15 加侖)時約為 103 kPa (15 psi)。

  • 水量限制

    熱交換器可容納的水量約為 9 公升(2.4 加侖)。15 公尺(50 英尺)的 19 公釐(0.75 吋)供應和回流軟管可容納的水量約為 9.4 公升(2.5 加侖)。為了盡量減少洩漏時的浸水,整個產品冷卻系統(熱交換器、供應軟管和回流軟管)必須有最多 18.4 公升(4.8 加侖)的水(不包括任何儲存槽)。這是警示性聲明,而非功能要求。還要考慮在向熱交換器供水的二次迴路上使用洩漏偵測方法。

  • 接觸空氣

    二次冷卻迴路是一個閉合迴路,不會持續暴露在室內空氣中。填充迴路後,請從迴路中排除所有空氣。在熱交換器歧管的頂部設有一個排氣閥,用於清除系統中的所有空氣。

二次迴路的供水規格

本節包括構成輸送系統二次迴路的各種硬體元件,該迴路為熱交換器提供冷凍調節水。輸送系統包括管道、軟管和將軟管連接到熱交換器所需的連接硬體。還描述了架空地板和非架空地板環境中的軟管管理。

熱交換器在最佳條件下運行時,可以從單個機架中去除 100% 或更多的熱負荷。

一次冷卻迴路被視為建築物冷凍水供應或模組化冷水機組。一次迴路不得用作熱交換器的直接冷卻液來源。

本主題的主要目的是提供二次迴路設定的典型方法和操作特性的範例,這些方法和操作特性是為熱交換器提供充足、安全的供水所必需。

小心
超壓安全裝置必須符合下列要求:
  • 符合 ISO 4126-1(如需取得此文件的相關資訊,請造訪 https://webstore.ansi.org/Standards/ISO/ISO41262013。請搜尋文件編號 ISO 4126-1。)
  • 安裝以便於檢驗、維護和維修。
  • 連接時應盡可能靠近要保護的裝置。
  • 只能使用工具進行調整。
  • 排放口的方向應確保排放的水或液體不會對任何人造成危險。
  • 具有足夠的排氣能力,以確保不超過最大工作壓力。
  • 應安裝於過壓安全裝置和受保護裝置之間(無截止閥)。
下圖顯示了具有最大靈活性的典型冷卻解決方案。在規劃解決方案之前,請考慮以下準則。
  • 需要一種方法來監測和設定輸送到所有熱交換器的總流量。這可以是內建於流量迴路中的離散流量計,也可以是冷卻液分配裝置 (CDU) 二級迴路中的流量計。
  • 如前所述,使用流量計設定所有熱交換器的總流速後,設計管路非常重要,如此管路才能為每個熱交換器提供所需的流速以及驗證流速的方法。第 16 頁的圖 5 至第 19 頁的圖 8 說明如何使用迴路調節閥來調節每個熱交換器的流量。其他方法(如內建或外部流量計)可以提供更準確的方法來設定通過各個截止閥的流速。
  • 設計流量迴路以最小化流量迴路內的總壓降。可選的低阻抗快速連接功能(如第 16 頁的圖 5 至第 19 頁的圖 8 所示)不能是熱交換器上使用的 Eaton 快速連接器,因為串聯流過四個快速連接組件會產生過大的壓降。這些快速連接的流量阻抗必須非常低,接近 0。或者,也可以不採用這些快速連接,而以軟管倒鉤連接取代。
以下是一些最常見的解決方案範例。
  • 一次和二次冷卻迴路

    圖 1. 一次和二次冷卻迴路

    此圖顯示了典型的冷卻解決方案,並標示出一次冷卻迴路和二次冷卻迴路的元件。

  • 具有製造的設施解決方案的冷卻液分配裝置

    圖 2. 具有製造的設施解決方案的冷卻液分配裝置

    此圖顯示了設施製作的解決方案範例。連接到二次迴路的熱交換器的實際數量,取決於運行二次迴路的冷卻液分配裝置的容量。

  • 具有現成供應商解決方案的冷卻液分配裝置

    圖 3. 使用現成供應商解決方案的冷卻液分配裝置

    供應商製造的冷卻液分配裝置 (CDU) 建議功能:
    • 溫度和流量計量(監視)
    • 洩漏偵測或水位感應和關機
    • 本地和遠端監視和控制
    • 用於填充和水處理的檢修埠

    此圖顯示了現成的模組化冷卻液分配裝置的範例。連接到二次迴路的熱交換器的實際數量,取決於運行二次迴路的冷卻液分配裝置的容量

  • 含冷水機組的冷卻液分配裝置,用於提供調節水

    圖 4. 使用現成供應商解決方案的冷卻液分配裝置

    供應商製造的冷水機組所需的功能:
    • 溫度和流量計量(監視)
    • 洩漏偵測或水位感應和關機
    • 本地和遠端監視和控制
    • 用於填充和水處理的檢修埠

    此圖顯示了向一個或多個熱交換器供應調節水的冷水機組的範例。這必須是一個封閉的系統(水不接觸空氣),並符合本文件中定義的所有材料、水質、水處理以及溫度和流量規格。冷水機組被認為是一種可接受的替代方案,可用作建築冷凍水源,以從 Rear Door Heat eXchanger 中去除熱量。

歧管和管道

接受來自幫浦裝置的大直徑給水管的歧管,是將水流分流到較小直徑管道或軟管(流向各個熱交換器)的首選方法。歧管必須由與幫浦裝置和相關管道相容的材料構成。歧管必須提供足夠的連接點,以連接數量相符的供水和回流管線,且歧管必須與幫浦和迴路熱交換器的容量額定值相符(在二次冷卻迴路和建築物冷凍水源之間)。固定或約束所有歧管,以提供所需的支撐,並在將快速連接接頭連接到歧管時避免移動。

歧管供應管尺寸範例

  • 使用 50.8 公釐(2 吋)或更大的供應管,透過 100 kW 冷卻液分配裝置 (CDU) 為三條 19 公釐(0.75 吋)的供應軟管提供正確的流量。
  • 使用 63.5 公釐(2.50 吋)或更大的供應管,透過 120 kW CDU 為四條 19 公釐(0.75 吋)的供應軟管提供正確的流量。
  • 使用 88.9 公釐(3.50 吋)或更大的供應管,透過 300 kW CDU 為四條 19 公釐(0.75 吋)的供應軟管提供正確的流量。

要阻止多個迴路的各個支路中的水流,請為每條供水和回流管線安裝截止閥。這種方法可供維修或更換個別熱交換器,而不會影響迴路中其他熱交換器的運行。

為確保滿足水規格並實現最佳散熱,請在二次迴路中使用溫度和流量計量(監視)。

固定或約束所有歧管和管道,以提供所需的支撐,並在將快速連接接頭連接到歧管時避免移動。

下圖顯示了多個水迴路的另一種佈置。
圖 5. 典型的中央歧管(位於多個水迴路的中心位置)

下圖顯示了擴展的歧管佈置。
圖 6. 典型的擴展歧管(沿著機架之間的通道)

柔性軟管以及與歧管和熱交換器的連接

管道和軟管配置可能會有所不同。您可以分析設施的需求,藉此確定最佳的安裝配置,現場準備代表也可以提供此分析。

要在硬質管路(歧管和冷卻液分配裝置)和熱交換器(以便開啟和關閉機架後門)之間供應水和回流水,需要有柔性軟管。

軟管可提供具有可接受壓降特性的水,並有助於防止某些緩蝕劑耗盡。這些軟管必須由過氧化物固化的三元乙丙單體 (EPDM) 橡膠、非金屬氧化物材料製成,並且必須在一端具有連接到熱交換器的 Eaton 自連接型快速接頭球閥,並且必須具有低阻抗快速連接接頭或者不需要任何東西,以便連接到另一端的管嘴。本主題中所述的 Eaton 球閥與熱交換器接頭相容。軟管長度為 3 至 15 公尺(10 至 50 英尺),增量為 3 公尺(10 英尺)。如果軟管長度超過 15 公尺(50 英尺),可能會在二次迴路中產生不可接受的壓力損失並減少水流量,進而降低熱交換器的散熱能力。

使用快速連接接頭將軟管連接到熱交換器。連接到熱交換器的軟管接頭必須具有以下特性:

  • 接頭必須由 303 不鏽鋼製成,尺寸為 25 公釐(1 吋)。
  • 軟管必須具有 Eaton 零件編號 FD83-2046-16-16 或同等編號。
  • 如果在軟管的另一端(歧管)使用低阻抗快速連接接頭,請使用正向鎖定機制以防止軟管斷開時失水。斷開接頭時必須盡量減少水溢出和空氣進入系統。