액체 냉각 필터: CDU 및 냉각판에 적합한 필터를 선택하는 방법

AI 서버, 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 기타 고밀도 컴퓨팅 시스템이 계속해서 더 많은 열을 생성함에 따라 액체 냉각은 현대 데이터 센터 열 관리에서 중요한 부분이 되고 있습니다.

그러나 효율적인 열 제거는 신뢰할 수 있는 액체 냉각 시스템의 일부일 뿐입니다. 냉각수가 CDU, 펌프, 열 교환기, 매니폴드, 급속 분리 장치 및 냉각판을 통해 순환함에 따라 미립자 오염이 심각한 문제가 될 수 있습니다.

여기서 적절하게 선택된 액체 냉각 필터 카트리지가 중요해집니다.

필터는 냉각 루프에서 입자를 제어하는 ​​데 도움이 되지만 올바른 필터를 선택하는 것은 단순히 가장 작은 미크론 등급을 선택하는 문제가 아닙니다. 여과 등급, 유량, 압력 강하, 필터 매체, 냉각수 호환성, 먼지 보유 용량 및 설치 위치를 모두 함께 고려해야 합니다.

이 가이드에서는 CDU 시스템, 칩 직접 냉각 및 냉각판 애플리케이션용 액체 냉각 필터 카트리지를 선택하는 방법을 설명합니다.

액체 냉각 시스템에서 여과가 중요한 이유는 무엇입니까?

액체 냉각 루프에는 청결도와 흐름 요구 사항이 서로 다른 여러 구성 요소가 포함되어 있습니다.

여기에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 냉각수 분배 장치(CDU)

• 슬리퍼

• 열교환기

• 매니폴드

• 빠른 연결 해제

• 튜브 및 배관

• 냉각판

• 제어 밸브

제조, 조립, 설치, 유지 관리 또는 시스템 작동 중에 입자가 루프에 들어갈 수 있습니다. 가능한 오염 물질에는 금속 입자, 부식 생성물, 잔류물 및 기타 입자상 물질이 포함됩니다.

문제는 입자 자체의 존재만이 아닙니다. 흐름 통로가 상대적으로 작은 구성품에서는 오염 물질이 축적되면 흐름이 제한되고 시스템 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

오픈 컴퓨트 프로젝트 지침에는 액체 냉각 구성 요소를 오염으로부터 보호하기 위해 필터가 CDU에 통합되어 있으며 필터 크기 조정은 빠른 연결 해제 및 마이크로 채널 냉각판을 포함하여 입자에 가장 민감한 구성 요소를 고려해야 한다고 명시되어 있습니다.

냉각판에는 흐름, 압력 강하, 재료 호환성 및 청결도에 대한 특정 요구 사항도 있습니다.

이는 여과가 분리된 필터 구성 요소가 아닌 전체 냉각 시스템 설계의 일부로 처리되어야 함을 의미합니다.

액체 냉각 필터 카트리지를 선택할 때 무엇을 고려해야 합니까?

모든 냉각 루프에 맞는 단일 필터 사양은 없습니다.

올바른 선택은 실제 작동 조건에 따라 달라집니다.

특정 작동 조건에 따라 추가 기술 매개변수를 확인해야 합니다.

1. 여과 등급: 액체 ​​냉각 필터는 얼마나 미세해야 합니까?

엔지니어가 묻는 첫 번째 질문 중 하나는 다음과 같습니다.

액체 냉각 필터 카트리지에는 어떤 미크론 등급이 있어야 합니까?

대답은 냉각 시스템에 따라 다릅니다.

단순히 가장 좋은 필터를 선택하는 것이 아니라 시스템의 가장 민감한 구성 요소의 입자 제어 요구 사항에 따라 필터를 선택해야 합니다.

예를 들어, 초기 시스템 세척 중에 사용되는 필터는 정상 작동 중에 마이크로채널 냉각판을 보호하는 미세 필터와 다른 기능을 가질 수 있습니다.

오픈 컴퓨트 프로젝트 지침에는 민감한 구성 요소와 냉각 루프의 기하학적 구조를 고려하여 시스템별로 필터 크기를 고려해야 한다고 명시되어 있습니다.

절대 여과 등급과 공칭 여과 등급

액체 냉각 필터 카트리지를 비교할 때 구매자는 미크론 등급이 어떻게 정의되어 있는지도 확인해야 합니다.

두 개의 필터에는 모두 동일한 공칭 미크론 값이 표시되어 있지만 입자 보유 특성이 다를 수 있습니다.

중요한 애플리케이션의 경우 엔지니어는 공급업체에 다음 사항을 문의해야 합니다.

• 여과 등급 정의

• 시험방법

• 필터 구성

• 입자 보유 데이터

• 권장 작동 조건

따라서 미크론 등급은 유일한 사양이 아닌 선택 과정의 한 부분으로 취급되어야 합니다.

2. 유량 및 압력 강하

압력 강하는 액체 냉각 필터를 선택할 때 가장 중요한 요소 중 하나입니다.

모든 필터는 시스템에 약간의 유압 저항을 발생시킵니다. 유량이 증가하면 압력 강하도 증가할 수 있습니다. 필터 로딩은 시간이 지남에 따라 차압을 더욱 증가시킬 수 있습니다.

이는 기본 엔지니어링 균형을 만듭니다.

파티클 제어 ⇔ 유량 ⇔ 압력 강하 ⇔ 필터 수명

필터가 더 미세할수록 입자 보유력이 더 커질 수 있지만, 필터 면적이 충분하지 않으면 압력 강하가 너무 높아질 수 있습니다.

반면, 여과 면적이 더 큰 필터는 동일한 흐름 조건에서 압력 강하를 줄이고 수명을 연장할 수 있습니다.

Open Compute Project의 현재 냉각판 요구 사항은 여과로 인한 압력 강하를 설명하고 시스템을 설계할 때 유지 관리 및 서비스 가능성을 고려해야 할 필요성을 강조합니다.

실용적인 선택 접근법

질문하는 대신:

귀하의 마이크론 등급은 무엇입니까?

보다 유용한 엔지니어링 사양은 다음과 같습니다.

필요 유량 + 목표 여과도 + 최대 허용 압력 강하 + 냉각수 + 온도

이를 통해 필터 제조업체는 의미 있는 권장 사항을 제시할 수 있을 만큼 충분한 정보를 얻을 수 있습니다.

3. 액체 냉각을 위한 필터 미디어 선택

필터 매체는 냉각수 및 작동 조건과 호환되어야 합니다. 냉각수 분배 장치(CDU)와 냉각판은 뛰어난 시스템 청결성과 장기적인 안정성을 요구하므로 금속 필터 카트리지는 이러한 중요한 구성 요소에 대한 기본 선택입니다.

스테인레스 스틸/금속 카트리지(CDU 및 냉각판의 주요 선택) 스테인레스 스틸 필터는 액체 냉각 시스템에서 신뢰성이 높고 정밀한 여과를 달성하기 위한 핵심 구성 요소 역할을 합니다. 이 제품은 DI 수, 글리콜 용액(PG 기반 및 EG 기반) 및 유전체 유체와 호환되는 우수한 내화학성과 함께 변형 없이 압력 및 펄스 저항을 위한 높은 기계적 강도를 제공합니다. LOONG Filtration은 다음과 같은 용도로 두 가지 전용 금속 구조(SS304/SS316)를 제공합니다.

• 5층 소결 스테인레스 스틸 메쉬(SSF 시리즈): 진공 소결 공정을 통해 형성된 이 복합 구조는 정밀하게 제어된 기공 크기(일반적으로 1~100μm)를 제공합니다. 섬유와 입자가 없는 작동을 제공하므로 냉각판 분기 상류의 미세 여과 지점, CDU 2차측 미세 여과 모듈 및 고전력 칩을 보호하는 루프에 매우 적합합니다.

• 스테인레스 스틸 주름 메쉬(SBF 시리즈): 주름 와이어 메쉬 구조를 특징으로 하는 이 시리즈는 컴팩트한 공간 내에서 더 큰 유효 여과 면적을 제공하여 더 높은 먼지 보유 용량과 더 긴 서비스 수명을 제공합니다. 넓은 여과 범위(5~200μm)에 걸쳐 낮은 초기 압력 강하와 높은 유량 처리량의 균형을 유지합니다. CDU 주회로, 분기회로, 랙 일체형 여과 등의 중정밀도 여과에 적합합니다.

두 금속 시리즈 모두 세척 및 재사용이 가능한 설계(화학 또는 초음파 세척을 통해)가 특징이므로 수명 주기 운영 비용이 크게 절감됩니다.

어떤 필터 미디어를 선택해야 합니까?

다음 표는 필터 선택 시 출발점으로 사용될 수 있습니다.

이 표는 범용 사양이 아닌 일반 엔지니어링 가이드입니다.

최종 매체 선택은 실제 냉각수 및 작동 조건을 기반으로 해야 합니다.

4. 절삭유 호환성 문제

필터 선택은 필터 멤브레인에만 초점을 맞춰서는 안 됩니다.

완전한 습식 어셈블리에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 필터 미디어

• 지지층

• 핵심

• 새장

• 엔드캡

• 어댑터

• O-링

• 개스킷

• 필터 하우징

냉각액과의 호환성을 평가할 때 이러한 재료를 모두 고려해야 합니다.

수성 시스템의 경우 재료 선택은 물-글리콜 혼합물 또는 기타 특수 냉각액을 사용하는 시스템과 다를 수 있습니다.

온도는 또 다른 중요한 변수입니다.

하나의 작동 온도에 적합한 재료는 더 높은 온도에서 다른 성능 한계를 가질 수 있습니다.

따라서 최종 선정 전 냉각수 종류, 농도, 온도, 노출 조건 등을 필터 제조사에 제공해야 한다.

5. 액체 냉각 시스템의 필터 위치

액체 냉각 시스템의 모든 곳에서 동일한 필터 등급을 반드시 사용할 필요는 없습니다.

서로 다른 여과 지점은 서로 다른 목표를 가질 수 있습니다.

시스템 세척 및 시운전

새로 설치된 시스템에는 조립 및 설치로 인한 미립자 오염 수준이 더 높을 수 있습니다.

시운전 중에 더 큰 용량의 여과 단계를 사용하여 정상 작동 전에 더 많은 양의 오염 물질을 제거할 수 있습니다.

CDU 여과

CDU 내부 또는 주변에 필터를 설치하여 하류 냉각 구성 요소를 미립자 오염으로부터 보호할 수 있습니다.

필터 크기는 실제 CDU 유량, 시스템 압력, 냉각수 특성 및 가장 민감한 다운스트림 구성 요소를 고려해야 합니다.

기술 냉각 루프

기술 냉각 시스템에는 냉각수가 랙과 IT 장비를 순환하므로 추가적인 입자 제어가 필요할 수 있습니다.

여과 요구 사항은 시스템 설계 및 구성 요소 민감도에 따라 다릅니다.

냉각판 보호

냉각판에는 고출력 프로세서의 열을 냉각액으로 전달하기 위해 세심하게 설계된 채널과 핀이 포함되어 있습니다.

ASHRAE는 냉각판에 특정한 청결도, 압력 강하, 흐름 및 재료 호환성 요구 사항이 있다는 점에 주목합니다.

따라서 시스템이 민감한 구성 요소 근처에 추가적인 입자 제어가 필요한 경우 정밀 여과를 고려할 수 있습니다.

액체 냉각 필터 카트리지 선택 예

시스템 설계자가 칩에 직접 냉각 루프를 위한 필터를 평가한다고 가정해 보겠습니다.

기본 정보는 다음과 같습니다.

중요한 점은 하나의 매개변수만으로는 책임있는 필터 추천이 이루어질 수 없다는 것입니다.

필터 제조업체는 전체 작동 범위를 평가해야 합니다..

특정 작동 조건에 따라 추가 기술 매개변수를 확인해야 합니다.

일반적인 액체 냉각 여과 실수

가장 작은 미크론 등급 선택

미크론 등급이 더 작다고 해서 자동으로 더 나은 액체 냉각 필터를 의미하는 것은 아닙니다.

미세한 필터는 미립자 농도가 높을 때 압력 강하 또는 부하를 더 빠르게 증가시킬 수 있습니다.

올바른 목표는 허용 가능한 유압 성능과 서비스 수명을 유지하면서 필요한 입자 제어를 달성하는 것입니다.

클린필터 압력 강하만 살펴보기

새 필터와 로드된 필터는 동일한 방식으로 작동하지 않습니다.

오염이 누적되면 차압이 증가할 수 있습니다.

따라서 필터 선택은 예상되는 부하 조건과 유지 관리 요구 사항을 고려해야 합니다.

절삭유 호환성 무시

필터는 멤브레인 재료만을 기준으로 적합해 보일 수 있지만 다른 젖은 구성 요소에는 추가적인 호환성 검토가 필요할 수 있습니다.

어디서나 하나의 필터 사양 사용

플러싱, CDU 보호, 메인 루프 여과 및 미세 냉각판 보호에는 다양한 요구 사항이 있을 수 있습니다.

일부 시스템에서는 단계적 여과 전략이 더 적합할 수 있습니다.

시스템을 이해하기 전에 필터를 선택하세요

엔지니어가 다음 사항을 이해한 후에 필터를 선택해야 합니다.

냉각수 → 유량 → 압력 → 온도 → 입자 부하 → 중요 구성 요소 → 여과 요구 사항

이는 미크론 등급이 적합해 보이기 때문에 카트리지를 선택하는 일반적인 실수를 방지합니다.

LOONG 여과가 액체 냉각 애플리케이션을 지원하는 방법

액체 냉각 여과에는 표준 필터 카트리지보다 더 많은 것이 필요합니다.

필터는 냉각 루프, 냉각수, 흐름 조건, 압력 강하 요구 사항 및 다운스트림 구성 요소와 일치해야 합니다.

LOONG Filtration은 PP, PES, 나일론, 유리 섬유, 스테인레스 스틸 여과, 필터 하우징 및 CDU 관련 여과 솔루션을 포함하여 다양한 여과 단계와 응용 분야를 포괄하는 액체 냉각 여과 솔루션을 제공합니다.

데이터 센터 냉각 시스템 개발자, CDU 제조업체, OEM 및 여과 유통업체의 경우 선택 프로세스는 다음 정보로 시작할 수 있습니다.

이러한 매개변수를 기반으로 필터 제조업체는 적절한 카트리지 구성과 여과 단계를 평가할 수 있습니다.

최종 테이크아웃

신뢰할 수 있는 액체 냉각 필터 카트리지는 단순히 미크론 등급이 가장 작은 필터가 아닙니다.

올바른 솔루션은 다음과 같은 균형을 이루어야 합니다.

입자 제어 + 유량 + 압력 강하 + 필터 수명 + 절삭유 호환성 + 시스템 요구 사항

CDU, 칩 직접 냉각 및 냉각판 냉각 애플리케이션의 경우 가장 효과적인 여과 전략은 냉각 시스템 자체에서 시작됩니다.

기존 필터를 교체하거나 새로운 액체 냉각 시스템을 개발하는 경우 현재 카트리지 사양, 냉각수 유형, 유량, 온도, 압력 및 설치 위치를 제공하면 필터 제조업체가 적합한 솔루션을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.

특정 작동 조건에 따라 추가 기술 매개변수를 확인해야 합니다.

자주 묻는 질문

액체 냉각 필터 카트리지란 무엇입니까?

액체 냉각 필터 카트리지는 CDU 및 칩 직접 냉각 시스템과 같은 액체 냉각 루프에서 미립자 오염을 제거하는 데 사용되는 교체 가능한 필터 요소입니다.

액체 냉각에 적합한 미크론 등급은 무엇입니까?

모든 액체 냉각 시스템에는 보편적인 미크론 등급이 없습니다. 적절한 등급은 시스템 설계, 민감한 구성 요소, 입자 요구 사항, 유량 및 허용 가능한 압력 강하에 따라 달라집니다.

액체 냉각 필터에 압력 강하가 중요한 이유는 무엇입니까?

필터는 냉각 루프에 유압 저항을 도입합니다. 과도한 압력 강하는 사용 가능한 흐름과 전체 시스템 효율성에 영향을 미칠 수 있으므로 흐름 요구 사항과 함께 필터 영역 및 구성을 평가해야 합니다.

액체 냉각에는 어떤 필터 매체를 사용할 수 있습니까?

PP, PES, 나일론, 유리 섬유 및 스테인레스 스틸은 모두 다양한 액체 냉각 여과 응용 분야에 고려될 수 있습니다. 올바른 선택은 냉각수, 여과 단계, 입자 부하 및 작동 조건에 따라 달라집니다.

액체 냉각 필터가 냉각판을 보호할 수 있습니까?

예. 여과는 미립자 오염이 냉각판과 같은 민감한 구성 요소에 도달하기 전에 제어하는 ​​데 도움이 될 수 있습니다. 적절한 필터 등급과 위치는 냉각 시스템 설계에 따라 다릅니다.

액체 냉각 필터는 어디에 설치해야 합니까?

필터는 시스템 세척 중, CDU 여과 단계 내, 기술 냉각 루프 또는 입자 제어가 필요한 기타 위치에서 사용될 수 있습니다. 필요한 사양은 위치에 따라 다를 수 있습니다.

올바른 액체 냉각 필터 카트리지를 어떻게 선택합니까?

냉각수, 유속, 온도, 압력, 입자 오염, 중요한 다운스트림 구성 요소, 필수 여과 등급, 최대 허용 압력 강하, 카트리지 크기 및 하우징 구성부터 시작하십시오.