데이터센터 냉각 밸브는 왜 공압이 아니라 전동인가
한눈에 보기
데이터홀에는 압축공기 주배관이 없습니다. 있는 것은 전원, UPS와 발전기 뒤에 놓인 그 전원, 그리고 모든 랙 열까지 닿는 제어 네트워크입니다. 전동 구동부는 이미 그곳에 있는 세 가지 설비를 씁니다. 공압으로 가려면 컴프레서, 드라이어, 리시버 탱크, 그리고 배관을, 물과 오염물을 막으려고 설계한 공간 안으로 끌어와야 합니다. 정말 공학적 판단이 필요한 것은 전동이냐 공압이냐가 아닙니다. 전원이 사라졌을 때 밸브가 무엇을 하는가, 그리고 구동부의 정격이 하루에 움직여야 할 횟수를 견디는가입니다.
결정적인 설비
화학 공장의 기계실을 걸으면 파이프 랙 위로 공기 주배관이 지나갑니다. 계기의 절반과 밸브 대부분이 그것을 필요로 하기 때문입니다. 데이터홀을 걸으면 공기 주배관이 없습니다. 있는 것은 배전과 네트워크, 그리고 2차측의 냉수나 온수입니다. 플랜트에 컴프레서실이 있는 이유는 수십 종의 기기가 그것을 쓰기 때문입니다. 데이터홀에서는 구동 밸브가 유일한 수요처가 되므로, 공압 계통의 비용이 통째로 거기에 얹힙니다.
답의 대부분이 이것이고, 성능 비교로 포장하기보다 그대로 말하는 편이 정확합니다. 공압이 더 나쁜 것이 아닙니다. 존재하지 않는 것입니다.
답의 나머지 절반은, 데이터홀이 실제로 가진 세 가지가 마침 전동 구동부가 원하는 것과 같다는 점입니다. 전원은 랙 열마다 있습니다. 그 전원은 이미 UPS와 발전기 뒤에 있으므로, 구동부를 절체를 버텨 내는 부하로 다룰 수 있습니다. 그리고 건물 관리 시스템은 이미 Modbus나 BACnet으로 홀 안의 모든 기기와 대화합니다. 위치를 보고하는 구동부는 이미 존재하는 네트워크 위의 한 점이 더 늘어나는 것뿐입니다.
같은 자리를 공압으로 하면, 지정된 등급까지 깨끗하고 건조한 공기원, 컴프레서 정지 이후 몇 번 더 움직일지로 산정한 리시버 탱크, 그리고 60에서 125 psi를 보내는 배관을, 설계 의도 자체가 유체를 전자 장비에서 떼어 놓는 데 있는 방으로 끌어와야 합니다. 하나하나 모두 해결은 됩니다. 어느 것도 공짜가 아니고, 어느 것도 전동 구동부가 이미 주는 것 이상을 사 주지 않습니다.
네트워크에 올라탄다는 것의 값
열고 닫기만 하는 차단 밸브라면 현장 스위치로 충분합니다. 데이터센터의 밸브가 제어 네트워크에 붙어 있는 이유는 냉각 회로가 고정된 계통이 아니기 때문입니다. 랙 부하는 하루 사이에 움직이고, 이중화된 CDU는 서로 바뀌며, 정비할 때는 한 분기만 차단하고 나머지는 계속 돌립니다.
여기서 세 가지가 따라옵니다.
위치 피드백.밸브에 닫으라는 명령이 나갔다는 것과 밸브가 닫혔다는 것은 다릅니다. 위치 피드백이 있는 구동부는 그중 어느 쪽인지를 BMS에 알려 줍니다. 바로 그 구분 덕분에, 운영자가 손전등을 들고 핫아일로 들어가는 대신 콘솔에서 분기를 차단할 수 있습니다.
비례 제어.변조형 구동부는 밸브를 중간 위치에 붙들어 두므로, 유량이 켜고 끄는 대신 온도 신호를 따라갑니다. 온수 회로에서는 이것이 하루 종일 설계 유량으로 돌리는 것과 랙이 실제로 필요로 하는 만큼만 돌리는 것의 차이입니다.
여기서 온도 등급이 작용합니다.ASHRAE TC 9.9는 설비측 공급수를 최고 온도로 분류합니다. W17, W27, W32, W40, W45, W+이며 숫자가 곧 섭씨 최고 공급 온도입니다. W17 회로와 W45 회로는 서로 다른 문제입니다. 등급이 높을수록 한 해의 많은 기간을 드라이쿨러만으로 열을 버릴 수 있고, 동시에 버진 PTFE 시트의 한계에 가까워져 시트 선택이 당연한 일이 아니게 됩니다.시트 재질에 그 한계가 어디인지 정리해 두었습니다.
진짜 결정은 실패 위치
방화 댐퍼나 연료 배관이라면 안전한 위치는 분명합니다. 냉각 회로에서는 분명하지 않고, 반사적인 답이 충분히 자주 틀리기 때문에 짚어 둘 값어치가 있습니다.
랙 분기를 차단하는 밸브가 정전으로 닫히면, 아직 열을 품은 하드웨어에서 냉각을 막 걷어낸 셈입니다. 그 정전이 UPS가 버텨 내는 절체라면 랙은 여전히 전력을 끌고 여전히 열을 내는데 냉각수 공급만 끊긴 상태가 됩니다. 닫히는 쪽은 건물을 누설에서 보호하고 부하를 열적 이탈에 노출시킵니다. 열리는 쪽은 그 반대입니다.
어느 쪽이 옳은지는 그 밸브가 무엇을 위한 것인지에 달렸습니다. 같은 회로의 분기 차단 밸브와 바이패스 밸브가 정반대의 답을 가질 수 있습니다. 누설 감지 구역의 상류 밸브와 하류 밸브도 마찬가지입니다.
시방서 관점에서 중요한 것은, 이것을 구동부 공급사의 기본값에 맡길 수 없다는 점입니다. 현 위치 유지는 단순 개폐형의 동작이고 정당한 답의 하나입니다. 그것은 선택되어야 하며, 구동부의 출고 설정에서 물려받는 것이 아닙니다.
바로잡아 둘 한 가지: 사용률
시방이 어긋나고도 몇 달 동안 드러나지 않는 지점이 여기입니다.
전동 구동부의 모터는 IEC 60034의 사용률 등급으로 정격이 매겨집니다. 개폐형은 대개 S2 모터, 단시간 사용률이며 찬 상태에서 몇 분 돌고 멈추도록 설계됩니다. 변조형에 필요한 것은 S4, 기동을 포함한 단속 주기 사용률이고 백분율에 의미가 있습니다. S4 25 %는 10분 구간 안에서 모터가 합계 2.5분 돌 수 있고 나머지 7.5분은 열을 버리기 위해 서 있어야 한다는 뜻입니다.
| 사용률 등급 | 의미 | 알맞은 자리 | 잘못 쓰면 |
|---|---|---|---|
| S2, 단시간 사용률 | 찬 상태에서 정해진 짧은 시간 돌고 정지 | 하루에 몇 번 움직이는 차단 밸브 | 변조를 요구하면 과열 |
| S4, 기동 포함 단속 주기 | 기동·운전·휴지의 반복. 백분율이 10분 구간의 운전 대 휴지 비율을 정함 | 온도 신호를 따라가는 제어 밸브 | 백분율이 모자라면 역시 과열, 다만 더 천천히 |
| 연속 정격 | 제한 없이 운전 | 설정점 주변에서 끊임없이 수정하는 밸브 | 차단 밸브가 평생 쓰지 않을 능력에 비용을 지불 |
이 오용이 만드는 고장은 조용합니다. 개폐형 구동부를 변조 회로에 달아도 시운전 당일에는 고장 나지 않습니다. 돌고, 더워지고, 또 돌고, 더 더워지다가 넷째 달 어딘가에서 열보호가 떨어집니다. 원인은 뚜렷하지 않습니다. 밸브도 멀쩡하고 몸체도 멀쩡합니다. 그 모터가 정격으로 상정한 기동 횟수가 이 제어 회로가 요구하는 횟수보다 적었을 뿐입니다.
유량이 랙 온도를 따라 조절되고 있다면, 시방서가 그 밸브를 무엇이라 부르든 구동부는 변조 용도에 있습니다. 라인 리스트의 단어가 모터의 하루 기동 횟수를 바꾸지는 않습니다.
몸체가 감당해야 하는 것
구동부는 그것을 위해 만들어진 밸브 위에 볼트로 얹힙니다. 밸브 쪽의 세 가지가 이 조합이 성립하는지를 가릅니다.
취부 패드는 가공하는 것이지 덧붙이는 것이 아닙니다.ISO 5211은 플랜지 면, 볼트 원, 그리고 호칭을 정하며 이 용도에 나오는 범위는 F03에서 F16입니다. 패드는 몸체 윗면의 가공된 형상이고, 호칭을 하나 바꾸면 볼트 원이 바뀌며 대개 스템 구동형도 함께 바뀝니다.ISO 5211 치수가 구동부 공급사가 견적을 내는 근거입니다.
스템이 토크를 전달할 수 있어야 합니다.스템 상단의 구동형, 사각, 더블 D, 키홈 중 무엇이든 구동부 보어와 맞아야 하고, 예전에 달려 있던 레버가 아니라 토크에 맞춰 치수를 정해야 합니다. 수동 레버로 납품된 밸브에 구동부를 나중에 다는 경우, 보통 상부 플랜지뿐 아니라 스템도 교체하게 됩니다.
모터 크기를 정하는 것은 기동 토크이지 운전 토크가 아닙니다.압력을 받은 채 닫혀 놓여 있던 볼밸브는 움직이기 시작하는 데 필요한 토크가 계속 돌리는 데 필요한 토크보다 큽니다. 놓여 있는 동안 시트 재질이 볼 표면으로 크리프해 들어갔기 때문입니다. 전동 구동부는 그 한순간에 끌어 쓸 저장된 여유가 없으므로, 여유는 모터 정격 안에 들어 있어야 합니다.액체냉각이 수동 밸브를 구동 밸브로 바꾸고 있는 이유에 그 방치 거동을 어떻게 측정하는지 정리해 두었습니다.
문의서에 들어가야 할 것
구동 밸브는 서로 맞아떨어져야 하는 두 건의 구매입니다. 밸브 쪽은 사양 가이드에 정리되어 있습니다. 구동부 쪽에는 다음이 더해집니다.
- 공급 전압, 그리고 그 전원이 UPS 측인지 발전기 측인지 어느 쪽도 아닌지
- 제어 신호: 개폐, 플로팅, 아날로그 중 무엇인지. 네트워크형이면 프로토콜까지
- 필요한 피드백: 위치, 토크, 고장, 또는 불필요
- 실패 위치. 프로젝트 단위가 아니라 밸브 기능별로 명시
- 사용률 등급과 백분율. 예상되는 시간당 기동 횟수에 근거해 결정
- 예상되는 최장 폐쇄 방치 후의 기동 토크. 카탈로그의 운전 토크가 아님
- ISO 5211 호칭과 스템 구동형
- 설치 위치에 따른 보호 등급. 액체냉각이 있는 홀은 사무실 천장 속과 같지 않음
이 글이 다루지 않는 것
제어 밸브 사이징은 여기 들어 있지 않습니다. 변조를 위해 고르는 밸브는 Cv 계산과 회로 전체에 대한 밸브 권한 확인이 필요하며, 이는 차단 밸브를 고르는 일과 다른 작업입니다. Cv와 사이징이 출발점입니다.
구동부 브랜드 선정도 여기서 다루지 않습니다. 사용률 등급, 실패 위치, ISO 5211 호칭은 모두 요구사항 자체의 속성이고, 제대로 된 구동부 제조사라면 모두 공개합니다. 그 숫자를 비교하십시오. 그 주변의 마케팅 문구가 아니라.
보호 등급, 위험 구역 구분, 기능 안전 요구는 각각 자체 규격 아래에 있고, 누설 감지 체계를 갖춘 데이터홀은 위의 어느 것도 예상하지 않은 요구를 부과할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
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