스레드 버터플라이 밸브가 데이터 센터 냉각 인프라를 재구성하는 방법

데이터 센터는 더 이상 2000년대 초반처럼 에어컨이 가동되는 조용하고{0}}서버룸이 아닙니다. 오늘날 단일 하이퍼스케일 시설은 50~200메가와트의 전력을 소비하고 중공업 공정 공장과 맞먹는 열 부하를 발생시킬 수 있습니다. AI 컴퓨팅의 폭발적인 증가가 주요 동인이었습니다. 대규모 언어 모델을 훈련하고 대규모로 추론을 실행하면 랙 수준에서 엄청난 열이 발생합니다. GPU 클러스터는 정기적으로 랙당 100kW를 초과하고 일부 수냉식{8}}AI 배포는 150kW를 초과합니다. 이러한 열은 정밀하게 관리되어야 하며, 이를 관리하는 모든 부담은 냉각 인프라에 있습니다.

밸브는 데이터 센터에서 가장 매력적인 구성 요소는 아니지만 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 모든 냉각수 루프, 모든 냉각탑 연결, 모든 펌프 스테이션은 밸브에 의존하여 냉각수가 시스템을 통과하는 방식을 제어합니다. 현대식 냉각 인프라에 배포된 모든 밸브 유형 중에서스레드 버터플라이 밸브많은 양의 냉각수를 효율적이고 안정적으로 조절해야 하는 주요 분배 파이프라인에서 중심 역할을 얻었습니다.

 

LEADTEK 스레드 버터플라이 밸브

 

냉각 시스템 설계가 더욱 까다로워진 이유

가변 1차 흐름 냉각 시스템으로의 전환으로 인해 엔지니어가 회로의 모든 구성 요소에 기대하는 것이 바뀌었습니다. 기존의 정-유량 시스템에서는 펌프가 고정된 속도로 작동하고 밸브는 명령에 따라 열리거나 닫히기만 했습니다. 가변 유량 시스템에서 펌프는 실시간 냉각 수요에 맞춰 속도를 조절하며, 제어 밸브는 차압 설정점을 유지하기 위해 지속적이고 정확하게 조절해야 합니다. 이로 인해 단순한 격리 의무보다 밸브 성능에 대한 요구가 훨씬 더 커졌습니다.

동시에 데이터 센터 운영자는 서버에서 실제로 사용하는 에너지 대비 총 시설 에너지 소비량을 측정하는 전력 사용 효율성을 줄여야 한다는 엄청난 압력을 받고 있습니다. 냉각 시스템은 많은 시설에서 전체 현장 에너지의 최대 40%를 차지합니다. 잘못된 밸브 선택, 소형 액추에이터 또는 부적절하게 보정된 제어 밸브는 펌핑 비용 증가, 에너지 낭비, 이미 부족해진 운영 예산의 마진 축소로 직접적으로 이어집니다.

이러한 맥락에서 올바른 위치에 올바른 밸브를 선택하는 것은 실제 재정적 및 운영적 결과를 가져오는 진정한 엔지니어링 결정입니다.

 

스레드 버터플라이 밸브가 냉각 회로에 맞는 위치

일반적인 하이퍼스케일 데이터 센터 냉각 시스템은 중앙 냉각 장치에서 시작하여 외부 냉각 타워, 판형 열 교환기, 냉각 분배 장치, 궁극적으로 서버 랙 자체까지 파이프라인 계층 구조를 통해 냉각수를 이동합니다. 이 계층 구조에서 가장 큰 파이프인 냉수 본관과 기본 분배 헤더는 스레드 버터플라이 밸브가 지속적으로 그 가치를 입증하는 곳입니다.

동일한 크기의 게이트 밸브나 글로브 밸브에 비해 버터플라이 밸브는 훨씬 더 가볍고, 더 작으며, 작동 속도가 더 빠릅니다. 공칭 직경이 DN200 이상인 파이프라인에서는 유사한 대안에 비해 버터플라이 밸브의 비용 및 공간 이점이 점점 더 중요해지고 있습니다. 제한된 공장실 레이아웃으로 작업하는 시설 엔지니어는 밸브 본체와 작업자에게 불균형한 공간을 할당하지 않고도 대구경 격리 또는 제어 밸브를 설치할 수 있는 기능을 높이 평가합니다.

버터플라이 밸브의 빠른 1/4회전 작동은 펌프 작동, 압력 변동 또는 계획된 유지 관리 이벤트에 따라 흐름을 신속하게 방향을 바꾸거나 격리해야 하는 냉각 시스템에서도 중요합니다. 핸드휠 게이트 밸브를 최대 트래블까지 감는 데 몇 분이 걸리지 않고 대구경 밸브를 몇 초 만에 열거나 닫을 수 있다는 점은 시스템 장애 시 응답 시간이 단축되는 실질적인 이점입니다.

 

스레드 버터플라이 밸브의 종류와 역할

모든 버터플라이 밸브가 동일한 것은 아니며 각 적용 위치에 적합한 하위 유형을 선택하려면 신중한 엔지니어링 판단이 필요합니다.

디스크와 샤프트가 파이프 보어 중앙에 위치하는 동심 버터플라이 밸브는 저압 냉수 서비스를 위한 가장 일반적이고 비용 효율적인 옵션입니다.- 이 제품은 지속적인 긴밀한 차단이 필요하지 않은 기본 냉각 루프 및 냉각탑 바이패스 라인에 널리 사용됩니다. 시트 재료는 일반적으로 EPDM 고무로 처리된 냉각수 및 최대 약 50% 농도의 글리콜{4}} 억제제 패키지와 안정적인 호환성을 제공합니다. PN10 또는 PN16의 압력 등급은 대부분의 데이터 센터 HVAC 압력 체계에 충분합니다.

이중-오프셋 또는 고성능-버터플라이 밸브는 디스크가 열릴 때 시트에서 디스크를 끌어당겨 조절 서비스 시 시트 마모를 극적으로 줄이는 샤프트에 두 개의 기하학적 오프셋을 도입합니다. 이는 밸브가 매 작동 시간 동안 차압 컨트롤러에 반응해야 하는 가변 유량 냉수 시스템의 연속 순환 제어 애플리케이션에 적합한 선택입니다. 더 엄격한 차단 특성으로 인해 누출 제어가 중요한 펌프 격리 및 바이패스 작업에 적합합니다.

삼중-오프셋 버터플라이 밸브는 진정한 기포-금속-대-밀봉을 달성하는 캠-캠액션 디스크 클로저로 이러한 구조를 더욱 발전시켰습니다. 데이터 센터 냉각 애플리케이션에서 이는 일반적으로 고압 냉각기 바이패스 위치, 중요한 냉각 헤더의 비상 차단 위치 및 화재 안전 성능이 사양 요구사항인 모든 위치에 예약됩니다.- 예측 가능한 액추에이터 토크 특성으로 인해 전동 액추에이터 크기 조정에 특히 적합합니다.

 

기술 사양 고려 사항

변조 임무를 위해 버터플라이 밸브를 지정할 때는 Cv 등급과 범위성에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 버터플라이 밸브의 디스크 각도와 유량 계수 사이의 관계는 매우 비선형적입니다.- 유용한 제어 권한은 일반적으로 디스크 이동 각도가 약 20도에서 70도 사이에 존재합니다. 5~15도 범위의 밸브 헌팅은 단지 열악한 흐름 제어를 제공하는 것이 아닙니다. 또한 시트를 파괴하고 파이프라인에 불필요한 소음과 진동을 발생시키고 있습니다.

밸브 권한은 가변 유량 시스템에서도 마찬가지로 중요합니다. 권위는 해당 밸브를 포함하는 회로의 총 압력 강하에 대해 완전 개방 시 제어 밸브 전체의 압력 강하 비율로 정의됩니다. 0.3 미만의 권위 값은 밸브가 회로의 흐름에 미치는 영향이 부족하고 이에 따라 제어 품질이 저하된다는 것을 나타냅니다. 대규모 데이터 센터 냉각 프로젝트에 참여하는 많은 엔지니어는 공기 처리기 및 냉각 분배 장치 연결을 위한 압력{4}}독립형 제어 밸브로 전환했습니다. 특히 이러한 장치는 시스템 압력 변화에 관계없이 안정적인 흐름을 유지하기 때문입니다.

재료 호환성은 형식적으로 취급되어서는 안 되는 또 다른 사양 요소입니다. 대부분의 데이터 센터 냉각수 시스템은 글리콜- 기반 억제제 패키지(일반적으로 20~35% 농도의 에틸렌 또는 프로필렌 글리콜)를 사용합니다. EPDM 좌석은 이 서비스에서 좋은 성능을 발휘합니다. PTFE- 라이닝 시트는 보다 공격적인 억제제 제제에 대한 향상된 저항성을 제공합니다. 본체 재질은 최소한 연철이어야 하며, 탈아연화로 인해 장기적인 부식 위험이 있는 시스템용으로 지정된 저-아연 황동 또는 스테인리스강 트림이 사용되어야 합니다.

 

고급 냉각에서 트라이 클램프 버터플라이 밸브의 역할

고밀도 데이터 센터 배포에서 직접 액체 냉각 및 침수 냉각 시스템이 더욱 보편화됨에 따라 다른 범주의 버터플라이 밸브가 사양에 포함되었습니다. 그만큼트라이 클램프 버터플라이 밸브위생적 또는 초{0}}청정 서비스용으로 설계되었으며, 세척 및 검사를 위해 도구 없이 신속하게 분해할 수 있는 위생적인 ​​연결부를{1}}제공합니다. 서버 구성 요소를 보호하기 위해 유체 순도를 유지하는 것이 중요한 탈이온수를 사용하는 단상{3}}액체 냉각 회로에서 트라이 클램프 버터플라이 밸브는 기존 플랜지형 또는 나사산형 밸브가 따라올 수 없는 서비스 용이성과 오염 제어 측면에서 실질적인 이점을 제공합니다.

유전체 유체가 서버 구성 요소에서 직접 끓어오르고 열 교환기에서 응축되는 2-단계 침수 냉각 시스템은 현재 랙 수준에서 사용할 수 있는 가장 열 효율적인 냉각 방식을 나타냅니다. 이러한 시스템은 캐비테이션이나 흐름 불안정 없이 증기-기액 혼합물을 처리할 수 있는 밸브 설계를 요구하며, 올바르게 지정된 버터플라이 밸브의 작고 방해가 적은 기하학적 구조는 올바른 크기 조정 방법이 적용될 때 이 임무에 매우 적합합니다.

 

LEADTEK 트라이 클램프 버터플라이 밸브

 

액추에이터 선택 및 통합

냉각 시스템의 조절식 버터플라이 밸브에 장착된 액추에이터는 나중에 고려한 것이 아닙니다. 이는 제어 시스템의 절반입니다. 액츄에이터 토크 크기 조정은 정적 시트 밀봉력뿐만 아니라 디스크에 작용하는 흐름에 의해 생성된 유체역학적 토크도 고려해야 합니다. 이 토크는 약 60~80도 개방에서 최고조에 달하고 까다로운 흐름 조건에서 정적 이탈 토크를 초과할 수 있습니다. 일반 서비스에는 게시된 최대 토크의 최소 1.3배의 안전 계수가 적합합니다. 중요한 직책은 1.5배 이상을 보장합니다.

듀티 사이클 사양도 똑같이 중요합니다. 주어진 토크 정격에서 ON/OFF 스위칭 등급을 받은 액추에이터는 변조 서비스에서 계속 작동할 경우 과열됩니다. 애플리케이션에 맞는 듀티 사이클을 갖춘 액추에이터를 지정하고, 일체형 포지셔너가 시설에서 사용 중인 BMS 프로토콜과 호환되는지 확인하세요. BACnet과 Modbus는 데이터 센터 건물 관리 시스템 아키텍처를 지배합니다. 오류- 위치 지정 논리는 설계 단계에서 확인되어야 하며, 냉각 공급 밸브는 일반적으로 오류 열림으로 구성되고 격리 밸브는 제어 전력 손실 시 오류 닫힘으로 구성됩니다.

 

LEADTEK의 제조 능력 및 품질 표준

ZHEJIANG LEADTEK FLUID TECHNOLOGY CO., LTD는 2015년부터 유체 제어 제품을 생산해 왔으며 Wenzhou의 정밀 CNC 가공 작업에서 시작해 Zhejiang성 Quzhou의 Changshan Industrial Park에서 37,000m2의 생산 공간을 차지하는 완전한-능력을 갖춘 제조 기업으로 성장했습니다. 이 시설에서는 400대 이상의 첨단 생산 기계를 운영하고 있으며 R&D, 제조, 테스트 및 수출 부문에 걸쳐 300명 이상의 직원을 고용하고 있습니다.

회사의 제품 개발 내역에는 2019년에 결성된 내부 R&D 팀을 통해 개발된 100개 이상의 인증된 볼 밸브 변형과 40개 이상의 특허 기술이 포함됩니다. 국제 인증에는 ISO 9001, ISO 14001, CE, TS 및 KC가 포함되며, 이는 유럽, 북미, 아시아 태평양, 중동 및 남미 전역의 80개 이상의 국가 및 지역으로의 수출을 지원하는 품질 관리 프레임워크를 반영합니다.

특히 데이터 센터 냉각 응용 분야의 경우 LEADTEK의 정밀 스테인리스강 주조 및 CNC 가공 배경은 안정적인 장기 성능을 위해 버터플라이 밸브 시트 및 디스크 형상에 필요한 치수 일관성 및 표면 마감 품질로 직접적으로 해석됩니다.{0}} 디스크 프로파일 형상에 대한 엄격한 공차는 진정한 흐름 제어 권한을 제공하는 버터플라이 밸브를 단순히 열고 닫는 밸브와 구별하는 요소입니다. 1994년 원저우에서 회사 설립자의 작업으로 거슬러 올라가 30년 이상의 주조 경험을 통해 개발된 LEADTEK의 제조 공정 제어는 임무 수행에 중요한 시설의 냉각 시스템 서비스에 필요한 정밀도를 지원합니다-.

 

Leadtek 공장의 라이브 샷

 

미래를 내다보며

향후 몇 년 동안 확장되는 데이터 센터 건설 파이프라인은 적절하게 지정된 냉각 밸브에 대한 중요하고 지속적인 수요 신호를 나타냅니다. 데이터 센터 용량에 대한 글로벌 투자는 매년 수천억 달러에 달하며, AI 인프라를 수용하기 위해 구축된 각 시설은 기술적으로 까다로운 밸브 조달 요구 사항을 나타냅니다. 시장 분석가들은 데이터 센터 액체 냉각 밸브 시장이 2025년 약 2억 7천만 달러에서 2032년까지 18억 달러로 연평균 성장률 30%를 초과하여 성장할 것으로 예상합니다.

이 부문에 관련된 밸브 엔지니어, 시설 설계자 및 조달 전문가에게 현재 진행 중인 주요 변화는 상품 사양에서 성능 기반 사양으로 전환하는 것입니다.- 문제는 더 이상 단순히 어떤 밸브가 파이프에 맞는지가 아닙니다. 문제는 어떤 밸브 유형, 어떤 오프셋 기하학적 구조, 어떤 시트 재료를 사용하여 어떤 의무{3}}등급 작업자에 의해 작동되어 미션 크리티컬 냉각 인프라가 요구하는 제어 권한, 에너지 효율성 및 서비스 수명을 제공할 것인지입니다.- 적절하게 선택되고 올바른 크기의 스레드 버터플라이 밸브는 오늘날 건설되는 거의 모든 대규모 냉각 플랜트에서 그 해답의 중심에 있습니다.