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다이렉트 투 칩 vs 리어도어 냉각: 밸브 요구사항 비교

두 아키텍처의 차이는 무엇인가

리어도어 열교환기는 캐비닛 후면 도어를 액-공기 코일로 교체한다. 서버 팬이 그대로 공기를 움직이고 코일이 배기 경로에서 열을 받는다. 서버 내부는 전혀 바뀌지 않는다. 제조사가 공개한 용량은 대체로 랙당 40에서 55 kW 범위이며 입구 수온이 낮을수록 커진다.

다이렉트 투 칩은 프로세서나 가속기 패키지에 밀착시킨 콜드플레이트까지 액체를 보내, 열이 실내 공기로 방출된 뒤가 아니라 발생원에서 제거한다. 단상 다이렉트 투 칩은 랙당 100에서 200 kW의 지속 밀도를 실용화하는 방식이며, 보통 N+1 냉각수 분배 장치와 듀얼 헤더 랙 매니폴드를 동반한다.

많은 시설이 두 방식을 함께 운용한다. 기존 공랭 열에는 리어도어를 후설치하고 신설 열에는 다이렉트 투 칩을 적용한다. 그 결과 밸브 목록에 성격이 다른 두 집단이 생기므로, 목록을 통합할 때는 랙 단위가 아니라 루프 단위로 나누는 것이 합리적이다.

밸브는 어느 루프에 있는가

데이터센터 액랭은 열교환기로 분리된 두 개의 루프로 설명된다. 설비수 계통, 즉 1차 루프는 칠러, 드라이쿨러, 냉각탑에서 나온 처리수를 건물 전체로 분배한다. 기술 냉각 계통, 즉 2차 루프는 CDU와 IT 장비 사이의 밀폐되고 화학적으로 관리되는 루프다.

리어도어 열교환기는 대부분의 설계에서 설비수에 직접 연결된다. 그 차단 밸브는 통상적인 건축설비 환경의 통상적인 건축설비용 밸브다.

다이렉트 투 칩 매니폴드는 2차측에 있으며, 그곳은 모든 것이 더 엄격하다. 유체는 CDU 제조사가 지정하고 수질은 감시되며, 계통 전체에서 가장 좁은 유로는 콜드플레이트 채널로 1밀리미터 이하 수준이다.

압력 등급이 밸브를 결정하는 경우가 있는가

2차측 기술 냉각 루프에 대해 공개된 장비 자료는 대체로 루프 압력 상한을 690 kPa(100 psi)로, 열교환기에서의 정상 운전 압력을 414 kPa(60 psi) 이하로, 유량을 대당 분당 23에서 57리터(6에서 15 gpm)로 제시한다. 이에 비해 CF8M 재질의 ASME Class 150 밸브는 ASME B16.34에 따라 100°F에서 275 psi 정격을 갖는다. 정상 운전 대비 약 4배의 여유다.

압력 등급이 답하지 않는 것은, 수백 회 작동 후에도 시트가 유지되는지, 온도 사이클에서 스템 실이 새지 않는지, 배관을 자르지 않고 정비할 수 있는지, 그리고 밸브 내부에서 입자가 루프로 나오지 않는지다.

왜 양쪽의 누설 허용도가 다른가

리어도어 배관은 캐비닛 후면을 지나 이중바닥 아래나 천장 위로 포설된다. 새는 이음부는 정비 티켓이다. 포집하고 받아내고 다음 정지 시점에 고치면 된다. 기다리는 동안 파손되는 것은 없다.

다이렉트 투 칩 분기 배관은 랙 내부, 통전된 기판의 위와 옆을 지난다. 같은 누설량이라도 성격이 다른 사건이다. 2차측에서 드립 트레이, 누액 감지 케이블, 드라이브레이크 커플러가 표준인 이유가 여기에 있다.

좋은 밸브의 조건도 달라진다. 3피스 바디는 배관이나 매니폴드를 건드리지 않고 중앙부를 분리해 시트를 교체할 수 있다. 밀도가 높고 정지 시간이 짧은 랙에서는 그 장점이 2피스 바디의 근소한 원가 절감을 능가한다.

유체는 시트와 실 선정을 어떻게 바꾸는가

설비수와 2차측 냉각수는 다른 문제다.

2차 루프는 흔히 방식제가 든 프로필렌글리콜 수용액, 대개 25% 내외, 또는 처리수나 탈이온수를 사용한다. 재질 한계를 정하는 것은 보통 글리콜 자체가 아니라 방식제 배합이며, 그 화학 조성은 CDU 제조사마다 다르다. 유체 사양을 입수해 밸브 공급자에게 전달해야 하며, 글리콜이라고만 적고 끝내서는 안 된다.

이 혼합액은 열적으로도 수력적으로도 물보다 불리하며 두 방향으로 동시에 작용한다. 25% 프로필렌글리콜 혼합액은 단위 질량당 열용량이 물보다 약 5에서 10% 작고, 같은 온도에서 점도는 뚜렷하게 높다. 같은 열부하를 처리하려면 더 큰 유량이 필요하고, 그 유량은 더 큰 압력 손실을 수반한다. 펌프 양정에 여유가 없는 경우 풀포트 바디가 값을 하는 이유다.

온도에 관해서는, ASHRAE TC 9.9가 Thermal Guidelines 제5판에서 액랭 등급을 W17, W27, W32, W40, W45, W+로 개칭했다. 숫자는 공급 유체의 최고 온도(섭씨)를 뜻하며 모든 등급의 하한은 2°C다. 다이렉트 투 칩은 고온 등급을 실용적으로 만든다. 열을 발생원에서 충분히 높은 온도로 포착하므로 연중 상당 기간을 기계식 냉동 없이 방열할 수 있기 때문이다. 밸브 선정에서 이는 결국 스템 실에 미친다. 저온 대기와 W45 운전 사이를 오가는 루프에서는 실이 받는 온도 변화 폭이 크고, 그에 따라 PTFE 패킹과 스테인리스 스템 사이의 열팽창 차도 커진다.

청정도와 누설 등급은 공정이 결정한다

이 두 가지는 2차측 사양서에 자주 등장하지만 검증되는 일은 드물다. 둘 다 완성된 밸브에서는 보이지 않기 때문이다.

청정도는 제조 공정의 한 단계다

기계 가공된 스테인리스 밸브는 절삭유, 나사 골과 시트 포켓에 남은 미세 절삭칩, 취급 잔류물을 지닌 채 선반을 떠난다. 팔 길이 거리에서는 아무것도 보이지 않는다. 그러나 따뜻한 글리콜을 채우고 순환시키면 그 모두가 움직이기 시작하며, 목적지는 콜드플레이트 채널이다.

해답은 가공과 조립 사이의 공정 경로에 세정 단계를 설계해 넣는 것이며, 방법으로는 초음파 세정이 일반적이고, 그 뒤에 관리된 조립과 캡 포장을 두어 밸브가 출하 상태 그대로 도착하게 한다. 이는 개별 주문보다 훨씬 앞서 정해지는 공정상의 결정이므로 수입 검사가 아니라 견적 의뢰서에 속한다. 감사할 때 물어야 할 것은 공급자가 밸브를 세정하는지가 아니라, 세정 단계가 공정 경로의 어디에 있고 방법은 무엇이며 그 단계에서 포장까지 부품을 어떻게 보호하는지다. 조립 후 세정은 이미 절삭칩이 바디 캐비티 안에 들어간 뒤다.

이는 비공식 관행이 아니다. ASHRAE TC 9.9는 공급 온도 등급과 함께 액랭 시설을 위한 수질 등급도 정의한다. 루프 화학과 입자 관리가 장비 수명을 좌우하는 정도가 공랭에는 대응물이 없기 때문이다.

누설 등급에는 시험 방법의 지정이 필요하다

공기 또는 물을 사용하는 API 598 셸 및 시트 시험은 업계 기준선이며 액랭 용도의 대부분에 적합하다. 그것이 입증하는 것은 밸브가 규정된 허용 누설량을 만족한다는 사실이며, 분해능은 시험 매체에 의해 제한된다.

사양이 더 높은 분해능을 요구하는 경우, 실제로 일부 하이퍼스케일 2차측 사양이 그러한데, 헬륨 누설 시험은 자릿수가 다른 수준의 미세 누설을 검출한다. 헬륨은 분자가 작고 배경 농도가 낮아 눈에 보이는 기포보다 훨씬 작은 누설을 검출할 수 있기 때문이다. 이런 루프의 대부분에는 필요하지 않으며, 이를 표준으로 제안하는 공급자는 비용을 더하고 있는 것이다. 요점은 방법 자체보다 좁다. 사양이 누설 등급을 요구한다면 그것을 입증하는 시험도 지정해야 한다. 참조 시험 없이 쓰인 버블 타이트 같은 표현은 구매 가능한 요구사항이 아니기 때문이다.

퀵 디스커넥트, 이중화, 구동 방식

2차측에서는 착탈의 상당 부분이 밸브가 아니라 드라이브레이크 퀵 디스커넥트에서 이루어진다. Open Compute Project가 유니버설 퀵 디스커넥트(UQD) 규격을 공개한 것도 이 때문으로, 루프를 배수하지 않고 노드를 뽑을 수 있게 하기 위함이다.

이는 밸브 요구를 없애는 것이 아니라 위치를 옮기는 것이다. 퀵 디스커넥트는 노드 단위의 착탈을 담당하고, 밸브는 그 상류의 분기 차단, 매니폴드 차단, CDU 차단을 담당한다. 그리고 기술자가 커플러를 다룰 수 있는 것도 밸브가 있기 때문이다. 랙 도면에서 밸브 목록을 뽑으면 분기 차단 밸브는 누락되기 쉽다. 커플러는 눈에 보이지만 그 뒤의 밸브는 보이지 않기 때문이다.

CDU 이중화는 밸브에 결과를 남긴다

N+1 냉각수 분배는 다이렉트 투 칩 구축의 표준이며, 예비 유닛은 해당 열을 가동한 채로 정비할 수 있도록 존재한다. 이는 각 CDU를 1차측과 2차측 모두에서 격리할 수 있고 나머지 루프가 가압 상태로 계속 운전될 때에만 성립한다. 실무적으로 이는 양방향 차단, 밸브 위치의 명확한 표시, 작업 중 잠금 수단을 뜻한다. 잠금 가능한 핸들은 작은 항목이지만 정비 절차는 언젠가 그것에 의존하게 된다.

견적 의뢰서에 들어가야 할 항목

리어도어 열교환기 차단

• 구경, 연결 형식, 압력 등급은 건물 표준에 맞춘다. DN50 이상은 플랜지가 일반적이고 Class 150이 표준적이다
• 설비수 수질. 1차 루프의 글리콜 함유량 포함
• 랙 도어를 연 상태로 IT 가동 중 조작해야 하는지 여부
• API 598에 따른 시험 범위. 추적성이 필요하면 EN 10204 3.1 재질 증명

다이렉트 투 칩 매니폴드 및 분기 차단

• 바디 재질 SS316(CF8M). 접액부에서 구리 합금을 배제한다고 명시
• CDU 제조사의 유체 사양. 글리콜 농도뿐 아니라 방식제 배합 포함
• 온도 범위는 설계 운전 온도뿐 아니라 저온 대기까지 포함
• 시트 및 스템 실 재질은 그 온도 범위에 맞추어 선정
• 펌프 양정에 제약이 있으면 풀포트. 설계 유량과 허용 압력 손실 명시
• 현장에서 시트를 교체해야 하면 3피스 바디
• 납품 시 청정도와 포장: 탈지, 캡 처리, 가공 잔류물 없음
• 누설 등급과 그것을 입증하는 시험
• 정비 격리 절차에 등장하는 밸브에는 잠금 가능한 핸들
• 구동할 경우 ISO 5211 설치와 설계 차압에서의 토크. 2차측 분기 및 매니폴드 차단은 대개 레버식 수동이며 구동은 CDU 경계에 나타난다

청정도는 주문이 진행된 뒤 공장이 되돌려 채워 넣을 수 없는 유일한 항목이다. 밸브를 어떻게 세정하고 조립하고 포장하는지가 결정하며, 그중 어느 것도 완성품에서는 보이지 않는다.

자주 묻는 질문

발행: LINS Valve Industrial Co., Ltd.(대만 타이중). 본 문서는 조달 및 사양 팀을 위해 작성되었으며 특정 제품을 추천하지 않고 추천을 시사하지도 않습니다. 정정 및 보완 의견을 환영합니다: 문의하기. 최종 업데이트: 2026-08-25