Como calcular a capacidade de CDU?

Primeiro, calcule a vazão mássica necessária no lado secundário usando a carga térmica alvo e a diferença de temperatura de projeto, e depois valide com as curvas de desempenho do equipamento, levando em conta as condições de fluxo de água da instalação, queda de pressão, redundância, faixa de controle e margem de incrustação do trocador de calor.Equiparar diretamente a potência nominal do rack à capacidade de pedido de CDU serve apenas como um limite inicial e não como um projeto final.

Cálculo de calor sensível líquido monofásicoQ = ṁ × cp× ΔT

Q é a taxa de transferência de calor (kW), ṁ é a vazão mássica (kg/s), cppara a capacidade térmica específica (kJ/kg·K) em condições de operação, onde ΔT é a diferença de temperatura de entrada e retorno (K). O fluxo volumétrico também requer conversão com base na densidade do fluido.

Conclua a seleção preliminar verificável em seis etapas

  1. Determine o calor a ser removido.

    Diferencie a potência total de TI, a proporção removida por líquido e a parte ainda suportada por ar; registre a média, os picos contínuos, os transientes e as suposições de expansão futura.

  2. Defina a janela de temperatura do lado secundário.

    A temperatura de fornecimento deve atender aos requisitos do equipamento de TI, considerando o ponto de orvalho, desvio de controle, aumento de temperatura da placa fria e temperatura disponível do lado da instalação. Um ΔT menor exigirá um fluxo maior.

  3. Calcule o fluxo com base nas propriedades reais do fluido.

    A densidade e o calor específico dos sistemas de água, etilenoglicol ou outros aditivos variam; os dados devem ser usados na concentração e temperatura de trabalho alvo, em vez de usar constantes fixas de água.

  4. Estabelecer um modelo completo de queda de pressão.

    Acumule a queda de pressão em placas frias, coletores, mangueiras, conexões rápidas, válvulas, filtros e tubulações principais no fluxo de projeto e verifique o ramal mais desfavorável.

  5. Selecione a estratégia de redundância e falha.

    A bomba N+1 não é igual a N+1 da máquina inteira. Verifique também se o trocador de calor, controlador, fonte de alimentação, válvulas e bypass de manutenção atendem à disponibilidade alvo.

  6. Valide o desempenho nas condições operacionais mais desfavoráveis.

    Verifique a temperatura máxima de fornecimento de água da instalação, o limite inferior de fluxo, a diferença de temperatura de troca de calor, o ponto de operação da bomba, o ruído, o controle de carga parcial e a redução de desempenho com a curva de desempenho do fornecedor.

Um exemplo apenas para entender a fórmula

Supondo que o líquido precise remover 120 kW de calor, estimamos provisoriamente com base no calor específico da água perto da condição de operação alvo de 4,18 kJ/kg·K e uma diferença de temperatura de projeto de 5 K:

ṁ = 120 ÷ (4,18 × 5) ≈ 5,74 kg/s

Se for água e a densidade for aproximadamente 1 kg/L, corresponde a cerca de 344 L/min. Este número é apenas um ponto de partida teórico para o lado secundário; adicionar etilenoglicol, alterar a temperatura, ter tolerâncias de fabricação ou reduzir o ΔT mudará o resultado.

O exemplo não fornece o modelo do equipamento, nem inclui queda de pressão, temperatura de aproximação do lado da instalação, incrustação do trocador de calor, redundância e margem de expansão, portanto, não pode ser usado para aquisição.

Lista de verificação de validação antes de enviar RFQ para fornecedores CDU

  • As classificações de desempenho correspondem claramente às temperaturas de entrada e saída, fluxo e fluido do lado da instalação e do lado secundário?
  • A curva de bomba completa, a curva de capacidade de troca de calor, o fluxo mínimo estável e a lógica de controle de carga parcial são fornecidos?
  • A lista de materiais é compatível com o líquido de arrefecimento, inibidores, selantes e conexões rápidas?
  • Os procedimentos de precisão de filtragem, alarme de queda de pressão, purga de reposição de líquido, amostragem de água e manutenção estão claros?
  • FAT/SAT cobrem condições nominais, condições de redução de carga, comutação de falha, alarmes e tabelas de pontos de comunicação
  • Após o aumento da capacidade, os tubos, bombas, trocadores de calor e o lado da água da instalação ainda estão dentro dos limites permitidos?

Referências e limites de evidência

As seguintes fontes são usadas para apoiar as definições e o framework de verificação deste artigo. O conteúdo da página é uma compilação voltada para a tomada de decisão antecipada e não substitui os textos originais padrão, manuais de produtos ou projetos de engenharia de projetos.

  1. Open Compute Project: Metodologia de Teste e Classificação de Desempenho de CDU Líquido-para-Líquido
  2. Open Compute Project: Subprojeto de Placa Fria
  3. Open Compute Project: Diretrizes de Design de Referência para Instalações de Resfriamento Avançado
Instruções de edição e atualização

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