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액체냉각은 왜 수동 볼밸브를 전동 밸브로 바꾸는가?

늘어나는 밸브는 어디에서 오는가

공냉 홀에서 물은 CRAH 코일에서 멈춥니다. 차단 밸브는 냉수 기계실과 입상관에 있고, 기술자가 걸어서 도달하며, 그 수는 공조기 대수로 정해집니다.

직접 칩 냉각은 이 구성을 둘로 나눕니다. 냉각수 분배 장치(CDU)가 설비수 계통과 독립된 기술 냉각 계통 사이에 들어가고, 2차 측은 처리된 유체를 매니폴드로, 각 랙 아래로, 프로세서 위의 콜드플레이트로 보냅니다. 이 분기점들은 모두 훗날 열 전체를 배수하지 않고 유량을 끊을 수 있어야 하는 위치입니다.

밸브 수는 공표된 비율이 아니라 배관 구조에서 나옵니다. CDU는 두 루프의 양쪽에 차단이 필요합니다. 매니폴드 한 쌍은 위아래에 차단이 필요합니다. 한 대의 랙을 이웃이 가동하는 동안 정비하려면 그 랙 분기에도 차단이 필요합니다. 랙당 밸브 수는 설계에 따라 크게 다르고, 후면 도어 열교환기 개조는 또 다른 숫자를 냅니다. 따라서 정직한 표현은, 밸브 수는 독립적으로 정비 가능한 분기의 수에 비례하며 액체냉각이 그 분기 수를 늘린다는 것입니다.

왜 이 밸브들은 수동으로 남을 수 없는가

2차 측에는 네 가지 제약이 있고, 그중 하나만으로도 레버를 배제하기에 충분합니다.

통로에 조작자가 없다

핫아일 격납 내부의 밸브는 문 뒤, 통제 구역 안, 발판이 필요한 높이에 있을 수 있습니다.

누액 대응은 초 단위로 측정된다

직접 칩 냉각 루프의 냉각수는 랙 외피 안, 통전 중인 하드웨어의 위와 옆을 지납니다. 감지 케이블이나 트레이 센서는 빠르게 경보를 낼 수 있지만, 전화 연락으로 끝나는 경보의 대응 시간은 분 단위입니다. 같은 경보에 배선된 액추에이터는 신호로 닫힙니다.

이중화 경로는 걸어가는 것이 아니라 전환하는 것

CDU를 N+1로 배치하면 한 대를 정지시켜도 담당하던 부하를 잃지 않습니다. 그 절체는 곧 밸브 조작입니다. 수동이라면 이중화 속도는 인력이 도착하는 속도가 됩니다.

충수, 세정, 시운전은 시퀀스를 따른다

2차 루프는 부하를 담기 전에 충수, 배기, 세정, 검증을 거치고, 부품 교체 후에도 같은 절차가 반복됩니다. 이런 절차는 제어 시스템에 기록되며, 제어에 없는 밸브는 우회해서 처리할 수밖에 없습니다.

밸브 본체에서 무엇이 바뀌는가

이 부분이 가장 늦게 사양화되고 가장 많은 문제를 일으킵니다. 수동용으로 설계된 밸브에 액추에이터를 장착하면 네 가지 측정 가능한 측면에서 사용 조건이 달라집니다.

취부면이 실제로 액추에이터 대응인지를 결정한다

ISO 5211은 부분 회전 액추에이터와 밸브의 결합을 규정합니다. 볼트 원, 파일럿 지름, 그리고 사각 또는 더블 D 형상의 구동단입니다.

전체 표(F03에서 F100까지, 스피곳, 볼트 나사, 플랜지 높이, 구멍 위치와 기호)는 ISO 5211 레퍼런스에 있습니다.

볼트 원 수치는 ISO 5211의 값입니다. 취부면 치수와 구동단 형상은 액추에이터를 발주하기 전에 밸브 도면으로 확인해야 합니다.

밸브가 치수상 이를 충족하는 방법은 두 가지입니다. 취부면을 본체나 보닛과 일체로 주조해 가공하는 방법과, 스템에 커플링으로 연결되는 브래킷을 볼트로 고정하는 방법입니다. 브래킷 방식이 저렴하며, 카탈로그가 액추에이터 대응이라고 말할 때는 대개 이쪽을 뜻합니다.

차이는 백래시로 나타납니다. 브래킷은 액추에이터 출력과 볼 사이에 결합부와 커플링을 추가하고, 그 전달 경로의 모든 틈은 각도 유격이 됩니다. 액추에이터는 90도를 이동했다고 보고하지만 볼은 약간 덜 움직이며, 정지 위치가 직전 동작 방향에 따라 달라져 시트 접촉대가 반복되지 않고 이동합니다. 동시에 액추에이터 질량을 브래킷을 통해 굽힘 하중으로 스템에 전달하며, 본체로는 전달하지 않습니다.

시트 재질은 더 이상 온도만의 문제가 아니다

수동 밸브의 시트는 매체와 온도에 대해 선정됩니다. 반복 동작 아래에서는 크리프와 마모에 대해서도 선정해야 합니다.

순수 PTFE는 지속적인 압축 하중 아래에서 변형됩니다. 그래서 오래 닫힌 채 있던 밸브는 볼에 대해 압축 영구 변형을 일으키고, 그 초기 토크는 직전에 동작시킨 밸브에서 측정한 값을 웃돕니다. 충전 등급은 이를 줄여 줍니다.

2차 루프의 글리콜 함량도 선정에 영향을 줍니다. 혼합액이 점도를 높이고 시트면의 젖음 거동을 바꾸기 때문입니다.

사이클 수는 사양이며, 그것을 측정하는 규격이 있다

밸브 규격은 대부분 내압을 측정하고 내구성은 측정하지 않습니다. ASME B16.34는 압력 온도 등급을, API 598과 ISO 5208은 동체와 시트 시험을 정하지만, 5천 회 동작 이후의 밸브 상태를 알려 주는 것은 없습니다.

사이클을 측정하는 규격은 누출 배출 시험에서 나옵니다. ISO 15848-1은 차단 밸브의 내구 등급을 205회, 1 500회, 2 500회 기계 사이클로 정의하며 스템 누설량 한계를 함께 둡니다. API 641은 부분 회전 밸브를 610회 기계 사이클로 형식 시험하고 스템 배출을 100 ppmv 미만으로 유지합니다. 두 규격 모두 냉각수를 위해 작성된 것이 아니며, 냉각 용도의 인증도 아닙니다. 유용한 이유는 사이클 수와 스템 누설 한계라는 두 숫자를 함께 진술할 수 있는, 현재 널리 인정되는 유일한 방식이기 때문입니다.

견적 의뢰에 담아야 할 항목

다음 항목을 갖춘 의뢰는 실제 사용 조건으로 견적할 수 있습니다. 갖추지 못한 의뢰는 취부면이 달린 수동 밸브로 견적됩니다.

• 구경, 압력 등급, 유체(글리콜 종류와 농도 포함)
• 루프 온도 범위, 그리고 밸브가 동작하지 않을 때의 온도
• 예상 연간 동작 횟수, 그리고 장기간 같은 위치에 머무는지 여부
• 필요한 ISO 5211 플랜지 크기, 그리고 취부면이 본체 일체여야 하는지
• 스템 구동단 형상(사각 또는 더블 D)과 대변 치수
• 온도에 방치한 뒤의 초기 토크, 상온 시트 토크만이 아니라
• 스템 누설 한계, 그리고 ISO 15848-1 또는 API 641 결과가 필요한지
• 배관상 정비가 필요한지 여부(2피스인지 3피스인지를 결정)
• 연결단 형상, 그리고 액추에이터 외형이 인접 랙과 간섭하지 않는지

이 글이 결론짓지 않는 것

전동과 공압의 선택은 위 논거로 결정되지 않습니다. 둘 다 네 가지 조건을 충족합니다. 선택은 랙 측에 압축 공기가 있는지, 그리고 전원이나 공기가 끊겼을 때 밸브가 어느 위치에 있어야 하는지에 달려 있습니다. 이는 아래 링크의 구동 방식 비교에서 별도로 다룹니다.

랙당 밸브 수도 이 글의 결론이 아닙니다. 그것은 해당 설계가 몇 개의 분기를 독립적으로 정비 가능하게 하는지의 함수이며, 직접 칩 냉각, 후면 도어 개조, 액침에서 각각 다릅니다. 어떤 참조 설계에서 가져온 숫자는 다른 설계로 옮겨지지 않습니다.

발행: LINS Valve Industrial Co., Ltd., 대만 타이중. 최종 업데이트: 2026-09-07