À medida que as cargas de trabalho de IA e a computação de alto desempenho (HPC) continuam a aumentar a densidade de potência do rack, o resfriamento líquido está se tornando uma tecnologia importante para o gerenciamento térmico de data centers modernos. No entanto, a transferência de calor confiável depende de mais do que apenas a circulação do refrigerante. Partículas, resíduos de instalação, produtos de corrosão e certos contaminantes orgânicos podem afetar a limpeza do líquido refrigerante e o desempenho de componentes de refrigeração sensíveis.

A filtragem de resfriamento líquido ajuda a controlar esses contaminantes e apoia a operação confiável de unidades de distribuição de refrigerante (CDUs), redes de tubulação, trocadores de calor e placas frias. A solução apropriada depende do tipo de contaminação, da química do líquido refrigerante, dos requisitos de fluxo e dos requisitos de limpeza do sistema geral.

Para muitas aplicações, a filtragem mecânica de partículas e o condicionamento do líquido refrigerante têm finalidades diferentes. A LOONG Filtration fornece elementos filtrantes de malha de aço inoxidável para controle de partículas e adsorvedores de carvão ativado para aplicações selecionadas de condicionamento de refrigerante. Compreender as funções e limitações destas tecnologias ajuda os engenheiros a desenvolver uma estratégia de filtragem que corresponda ao sistema de refrigeração real.

1. Por que a filtragem de resfriamento líquido é importante para data centers de IA?

Um sistema de refrigeração líquida pode incluir uma CDU, bombas, coletores, tubulações, desconexões rápidas, trocadores de calor e placas frias. Cada componente possui requisitos hidráulicos e de limpeza específicos.

A contaminação pode entrar em um circuito de resfriamento durante a fabricação, soldagem, montagem, instalação, comissionamento, manutenção ou operação. Fontes comuns incluem:

• Partículas metálicas e resíduos de soldagem de tubulações e equipamentos.

• Óxidos e produtos de corrosão liberados de superfícies molhadas.

• Partículas introduzidas durante o enchimento ou manutenção do líquido refrigerante.

• Certos resíduos orgânicos ou outros contaminantes provenientes do líquido refrigerante ou dos materiais do sistema.

As consequências dependem do tipo de contaminante, da concentração, do tamanho das partículas e do projeto do sistema. As partículas podem acumular-se em passagens estreitas, restringir o fluxo local, aumentar a carga do filtro ou contribuir para os requisitos de manutenção. Certos contaminantes químicos também podem afetar a qualidade do líquido refrigerante ou a compatibilidade do material.

Para sistemas de placa fria, o controle de contaminação é particularmente importante porque o desempenho do resfriamento depende da manutenção do fluxo pretendido do líquido refrigerante através de canais cuidadosamente projetados.

A filtragem deve, portanto, ser considerada parte do projeto geral do sistema de refrigeração, e não um componente isolado. A seleção do filtro deve levar em conta os requisitos dos componentes a jusante, a queda de pressão permitida, a compatibilidade do líquido refrigerante e a carga contaminante esperada.

2. Compreendendo a diferença entre filtragem de partículas e adsorção de refrigerante

Nem todos os contaminantes podem ser removidos de forma eficaz usando a mesma tecnologia. Uma estratégia prática de filtragem de refrigeração líquida começa identificando o que precisa ser controlado.

2.1 Contaminação por Partículas em Circuitos de Resfriamento

Os filtros mecânicos capturam ou retêm partículas suspensas de acordo com a estrutura do meio filtrante e o desempenho de filtração especificado.

Os elementos filtrantes de malha de aço inoxidável são uma opção quando a resistência mecânica, uma classificação de filtragem definida e a facilidade de limpeza são importantes. Dependendo do projeto do sistema, eles podem ser usados ​​para controlar partículas em circuitos CDU, proteger equipamentos a jusante ou apoiar a filtragem durante o comissionamento e manutenção.

A classificação em mícron de um filtro por si só não determina sua adequação. Os engenheiros também devem avaliar a eficiência da filtragem no tamanho de partícula especificado, na capacidade de retenção de sujeira, na vazão e nas características de queda de pressão.

2.2 Contaminantes Orgânicos e Qualidade do Líquido Refrigerante

A filtração mecânica de partículas não remove necessariamente os compostos orgânicos dissolvidos. Dependendo da química do contaminante e do refrigerante, a adsorção pode fornecer um método de tratamento complementar.

O carvão ativado possui estrutura porosa e grande área de superfície interna. Ele pode adsorver certos compostos orgânicos, embora o desempenho real dependa do material de carbono, das substâncias alvo, das condições de contato e das propriedades do refrigerante.

O carvão ativado não deve ser tratado como uma solução universal para purificação de refrigerante. Sua eficácia contra compostos, microrganismos ou metais específicos deve ser estabelecida para a aplicação pretendida.

2.3 Filtração Mecânica vs. Adsorção de Carvão Ativado

A tabela a seguir resume as diferentes funções das duas tecnologias.

Essas tecnologias não são intercambiáveis. A filtração mecânica trata de partículas suspensas, enquanto a adsorção se destina a substâncias específicas que podem ser adsorvidas pelo meio selecionado.

Nem todo sistema de refrigeração líquida requer ambas as tecnologias. A configuração apropriada deve ser determinada pela análise do líquido refrigerante, pelos requisitos do sistema e pelos contaminantes que precisam ser controlados.

3. Elementos filtrantes de malha de aço inoxidável para resfriamento de líquido

Filtragem LOONG Os elementos filtrantes de malha de aço inoxidável apresentam uma estrutura plissada projetada para fornecer uma grande área de filtragem eficaz em um elemento compacto.

O meio filtrante está disponível em malha de arame de aço inoxidável SS304 ou SS316, com uma faixa de classificação de filtração declarada de 5–200 μm . Esta gama oferece opções para diferentes requisitos de controlo de partículas, sujeitas às especificações reais do sistema.

3.1 Como funciona a filtragem de malha plissada

As pregas aumentam a área de filtração efetiva disponível em um determinado espaço de instalação. Comparada com uma malha plana de dimensões gerais semelhantes, uma configuração plissada pode fornecer uma área de filtração mais ativa.

Uma área efetiva maior pode ajudar a distribuir a carga contaminante e suportar uma menor queda de pressão inicial sob condições de teste comparáveis. O desempenho real depende da especificação da malha, das dimensões do elemento, da vazão, das propriedades do fluido e das características do contaminante.

Para sistemas de refrigeração líquida, este projeto pode ser considerado onde a circulação contínua, uma instalação compacta e durabilidade mecânica são importantes.

3.2 Principais características dos elementos filtrantes de malha de aço inoxidável LOONG

As especificações do produto fornecidas identificam os seguintes recursos:

• Classificação de filtragem de 5–200 μm: Opções para diferentes requisitos de controle de partículas.

• Grande área de filtração eficaz: Uma estrutura plissada projetada para fornecer uma área de filtração substancial em um espaço compacto.

• Baixa queda de pressão inicial: Destina-se a suportar fluxo com resistência hidráulica inicial limitada. A queda de pressão real deve ser verificada nas condições operacionais especificadas.

• Meio filtrante totalmente metálico: malha de arame de aço inoxidável SS304 ou SS316, selecionada de acordo com os requisitos da aplicação.

• Projeto lavável e reutilizável: A limpeza química ou ultrassônica pode ser considerada usando um procedimento validado e adequado para o elemento e os contaminantes.

A reutilização pode ser útil quando as práticas de manutenção permitem limpeza e inspeção confiáveis. No entanto, um elemento reutilizável não é isento de manutenção. A eficácia da limpeza, a integridade da malha, a condição dimensional e a limpeza pós-limpeza devem ser verificadas antes que o elemento retorne ao serviço.

3.3 Especificações do Produto

A lista de mídias compatíveis baseia-se nas informações do produto fornecidas. Deve ser tratado como um ponto de partida para a revisão de engenharia, em vez de uma garantia geral para cada formulação ou condição operacional.

A formulação exata do refrigerante, concentração, temperatura, pressão e todos os materiais molhados devem ser revisados ​​antes da seleção do produto final.

3.4 Por que a classificação de filtração e a queda de pressão devem ser avaliadas em conjunto

Uma classificação de filtro mais precisa não produz automaticamente o melhor desempenho do sistema. Uma filtragem mais fina pode aumentar a resistência ao fluxo ou reduzir a capacidade disponível de retenção de sujeira, dependendo do projeto do filtro e das condições de operação.

Os engenheiros devem equilibrar o controle de partículas necessário com a queda de pressão máxima permitida e o fluxo disponível. A seleção também deve considerar as passagens de fluxo mais estreitas a jusante e quaisquer requisitos de filtragem especificados pelo fabricante do sistema de resfriamento ou do equipamento.

Quando for necessária uma eficiência específica de remoção de partículas, confirme se a classificação declarada é nominal ou absoluta e solicite os dados de teste aplicáveis. Uma classificação em mícrons por si só não estabelece uma percentagem específica de remoção de partículas.

4. Adsorventes de carvão ativado para condicionamento de refrigerante

A filtração e adsorção de partículas abordam diferentes aspectos da qualidade do fluido. Onde o sistema de resfriamento tiver uma necessidade comprovada de controlar contaminantes orgânicos específicos, um adsorvedor de carvão ativado poderá complementar a filtração mecânica.

O adsorvedor de carvão ativado da LOONG usa construção em aço inoxidável SUS304 ou SUS316L e é especificado para aplicações que envolvem água deionizada (DI) e refrigerante PG25.

De acordo com as informações do produto fornecidas, as superfícies internas e externas são polidas espelhadas e passivadas para suportar uma construção de alta limpeza.

4.1 O que o carvão ativado pode adsorver?

O carvão ativado possui estrutura porosa com grande área de superfície interna. Dependendo das propriedades do carbono e das substâncias alvo, pode adsorver certos compostos orgânicos de um fluido.

Numa aplicação de refrigeração líquida, o objetivo pretendido pode ser gerenciar contaminantes orgânicos selecionados que poderiam, de outra forma, afetar a qualidade do fluido. No entanto, o desempenho de adsorção é específico do contaminante.

Uma avaliação adequada deve estabelecer:

• Quais compostos estão presentes no refrigerante.

• Suas concentrações e o nível de tratamento necessário.

• A formulação do refrigerante e as condições de operação.

• A capacidade de adsorção e vida útil esperadas.

• O método usado para verificar o desempenho do tratamento.

As informações do produto LOONG fornecidas também descrevem aplicações envolvendo metais pesados ​​e bactérias, incluindo uma eficiência declarada de retenção bacteriana de ≥99,99%. Estas são declarações de desempenho específicas que devem ser apoiadas por métodos de teste e condições operacionais relevantes antes de serem usadas como garantias gerais.

O carvão ativado convencional não remove necessariamente todas as espécies metálicas nem fornece controle microbiano confiável em todos os refrigerantes. A remoção do metal depende da forma química do metal e do mecanismo de tratamento, enquanto o desempenho microbiano depende do projeto do adsorvedor, das condições de teste e do ambiente operacional.

Para sistemas onde o crescimento microbiano ou biofilme é uma preocupação, os engenheiros devem avaliar em conjunto a química do refrigerante, a limpeza do sistema, as condições de operação e uma estratégia de controle microbiana validada. Não se deve presumir que um adsorvedor esterilize o circuito de resfriamento.

4.2 Especificações do Produto

4.3 Compatibilidade e Verificação de Desempenho

As especificações fornecidas pela LOONG identificam água DI e refrigerante PG25 como meios compatíveis para este adsorvedor. A adequação para outras misturas de glicol, fluidos dielétricos, fluidos fluorados ou refrigerantes alternativos não deve ser presumida sem confirmação adicional.

Antes de especificar um adsorvedor de carvão ativado, os engenheiros devem considerar a identidade e a concentração dos contaminantes alvo, a compatibilidade do líquido refrigerante, a vazão necessária, as condições de contato e o efeito do tratamento nas propriedades importantes do líquido refrigerante.

A capacidade, a vida útil e os critérios de substituição do adsorvedor também devem ser estabelecidos. Se a eficiência da retenção ou remoção microbiana for um requisito crítico, o resultado relatado deverá ser apoiado por um protocolo de teste definido que identifique o fluido de teste, o organismo de desafio, as condições operacionais e o método de cálculo.

Parâmetros técnicos adicionais devem ser confirmados de acordo com condições operacionais específicas.

5. Como selecionar a solução correta de filtragem de resfriamento de líquido

Selecionar um filtro com base apenas em sua classificação nominal em mícrons pode levar a uma configuração inadequada. Uma abordagem mais confiável é começar com os requisitos do sistema de refrigeração e trabalhar em direção à tecnologia de filtragem apropriada.

Etapa 1: Identifique o refrigerante

Confirme se o sistema utiliza água deionizada, um refrigerante à base de propilenoglicol, como PG25, uma mistura à base de etilenoglicol, um fluido fluorado, um fluido à base de hidrocarbonetos ou outra formulação.

A compatibilidade deve ser avaliada para todo o conjunto molhado, incluindo o meio filtrante, estrutura de suporte, alojamento, vedações e conexões.

Passo 2: Identifique a contaminação a ser controlada

Determine se a principal preocupação são partículas suspensas, detritos metálicos, produtos de corrosão, compostos orgânicos selecionados ou outro contaminante identificado.

A filtração mecânica e a adsorção devem ser selecionadas de acordo com o contaminante, e não simplesmente porque ambas são descritas como tecnologias de purificação.

Passo 3: Definir Requisitos Hidráulicos

Forneça as taxas de fluxo operacional e de pico, temperatura, pressão de trabalho e queda de pressão máxima permitida. O filtro deve ser avaliado sob condições representativas, em vez de basear-se apenas na descrição inicial da queda de pressão.

Etapa 4: Confirme a filtragem necessária ou o desempenho do tratamento

Especifique o tamanho de partícula alvo e a eficiência necessária nesse tamanho, quando aplicável. Esclareça se a classificação é nominal ou absoluta e identifique o método de teste utilizado para estabelecê-la.

Para um adsorvedor, defina a substância alvo e o resultado do tratamento necessário em vez de especificar uma classificação em mícron, que não descreve o desempenho de adsorção.

Etapa 5: Planeje a manutenção e a vida útil

Considere a carga contaminante esperada, a frequência de inspeção, o procedimento de limpeza, os critérios de substituição e as consequências de ignorar ou fazer manutenção no filtro.

Para elementos de malha de aço inoxidável reutilizáveis, o processo de limpeza deve preservar a integridade da malha e restaurar uma limpeza aceitável. Para adsorventes de carvão ativado, a capacidade e o comportamento de ruptura devem ser considerados ao estabelecer um intervalo de substituição.

Lista de verificação de seleção de filtro de resfriamento líquido

A configuração final deve refletir o projeto do sistema, as condições operacionais e a estratégia de manutenção.

6. Soluções de filtragem LOONG para resfriamento de data centers

A LOONG Filtration fornece equipamentos de filtragem para aplicações de refrigeração líquida, incluindo produtos de filtragem de aço inoxidável e equipamentos de adsorção de carvão ativado.

O elemento filtrante de malha de aço inoxidável destina-se ao controle de partículas onde uma malha de metal reutilizável e um design plissado compacto são apropriados. O Adsorvedor de Carvão Ativado atende a um requisito diferente: a adsorção de contaminantes selecionados de refrigerantes compatíveis, sujeito à verificação de desempenho específica da aplicação.

Estas tecnologias devem ser selecionadas de acordo com a função real exigida no circuito de refrigeração. Alguns sistemas podem precisar apenas de filtragem mecânica, enquanto outros podem exigir condicionamento adicional do líquido refrigerante com base na análise de fluidos e nos requisitos do sistema.

Para fabricantes de CDU, OEMs de equipamentos de refrigeração líquida e integradores de sistemas, a revisão inicial de engenharia deve incluir o tipo de refrigerante, vazão necessária, temperatura e pressão operacional, contaminantes alvo, queda de pressão permitida, dimensões de instalação e requisitos de manutenção.

A LOONG pode usar esses detalhes para avaliar o produto e a configuração apropriados para a aplicação pretendida.

Planejando um projeto de filtragem de refrigeração líquida?

Entre em contato com a LOONG Filtration com suas especificações de refrigerante, condições operacionais e objetivos de filtragem. Nossa equipe pode ajudar a revisar as opções de filtros disponíveis e identificar as informações técnicas necessárias para uma proposta adequada.

Perguntas frequentes

1. Por que a filtragem é importante na refrigeração líquida de data centers de IA?

A filtragem ajuda a controlar a contaminação que pode se acumular nos circuitos de resfriamento e potencialmente restringir o fluxo através de componentes sensíveis. A abordagem apropriada depende do líquido refrigerante, do tipo de contaminação, do projeto do sistema e dos requisitos de limpeza a jusante.

2. Qual classificação de mícron é adequada para filtragem de resfriamento líquido?

Não existe uma classificação universal de mícrons para todos os sistemas de refrigeração líquida. Os elementos filtrantes de malha de aço inoxidável da LOONG têm uma faixa nominal declarada de 5–200 μm. A classificação final deve ser baseada no desempenho exigido de controle de partículas, taxa de fluxo, queda de pressão e requisitos de componentes a jusante.

3. Para que são usados ​​os elementos filtrantes de malha de aço inoxidável?

Elementos de malha de aço inoxidável são usados ​​para filtragem mecânica de partículas. Sua adequação depende da especificação da malha, da construção do filtro, da compatibilidade do líquido refrigerante, das condições operacionais e da eficiência de filtragem necessária.

4. Os elementos filtrantes de malha de aço inoxidável podem ser limpos e reutilizados?

A LOONG especifica seus elementos de malha de aço inoxidável como laváveis ​​e reutilizáveis ​​por limpeza química ou ultrassônica. O método de limpeza deve ser compatível com o elemento e a contaminação, e o elemento deve ser inspecionado antes de ser reutilizado.

5. Para que serve um adsorvedor de carvão ativado em refrigeração líquida?

Um adsorvedor de carvão ativado pode ser usado para adsorver contaminantes selecionados, particularmente certos compostos orgânicos, de refrigerantes compatíveis. A sua eficácia depende das substâncias alvo, das propriedades do carbono, das condições operacionais e dos requisitos de tratamento.

6. O carvão ativado pode remover todos os metais pesados ​​e bactérias do refrigerante?

Nenhuma reivindicação de remoção universal deve ser feita. O desempenho depende da espécie metálica, do desafio microbiano, do projeto do adsorvedor, do líquido refrigerante e das condições de teste. Alegações específicas de remoção ou retenção devem ser apoiadas por dados de testes relevantes para a aplicação.

7. Os produtos de filtragem de refrigeração líquida da LOONG são compatíveis com todos os refrigerantes?

Não. A compatibilidade depende da formulação exata do refrigerante, das condições operacionais e de todos os materiais em contato com o fluido. As especificações fornecidas listam fluidos compatíveis selecionados para cada produto, e parâmetros técnicos adicionais devem ser confirmados para a aplicação pretendida.

8. Quais informações são necessárias para selecionar um filtro de refrigeração líquida?

As informações principais incluem tipo de refrigerante, vazão, temperatura e pressão operacional, contaminante alvo, classificação de filtração necessária ou resultado do tratamento, queda de pressão permitida, dimensões do filtro, tipo de conexão e requisitos de manutenção.