В системе охлаждения центра обработки данных уровня IV существует ровно один допустимый режим отказа: отсутствие отказов. Когда 50 000 серверов в центре совместного размещения зависят от непрерывной подачи охлаждённой воды при строго заданной температуре 18 °C ±1 °C, разница между клапаном, регулирующим поток с точностью до 0,1 % хода, и клапаном, демонстрирующим колебания в зоне нечувствительности 3 °C, определяет разницу между обычным рабочим днём и экстренным вызовом директора объекта в 3 часа ночи.
Клапаны — это наименее обсуждаемые, но наиболее значимые компоненты инфраструктуры охлаждения центров обработки данных. Насосы и холодильные установки получают внимание и бюджет. Клапаны же обычно указываются в последние 5 % фазы проектирования, зачастую путём копирования спецификации из предыдущего проекта. Это ошибка.
Типичный контур охлаждения центра обработки данных содержит клапаны в пяти критически важных позициях:
1. Изолирующие клапаны холодильных установок : Клапаны-бабочки или шаровые клапаны полного прохода, которые должны надёжно закрываться даже после многих лет работы в открытом положении. Их отказ означает невозможность изолировать чиллер для технического обслуживания при сохранении работоспособности серверного зала.
2. Клапаны балансировки первичного контура : Настройка выполняется один раз при вводе в эксплуатацию и в дальнейшем почти не изменяется. Точность важнее срока службы.
3. Регулирующие клапаны вторичного контура : Клапаны, непрерывно модулирующие поток для поддержания заданной температуры приточного воздуха на уровне компьютерного кондиционера прецизионного типа (CRAH) или компьютерного кондиционера (CRAC). Эти клапаны совершают миллионы циклов за весь срок службы.
4. Клапаны регулирования расхода для прямого охлаждения процессоров (жидкостное охлаждение) : Наивысшие требования к точности. Холодная пластина сервера требует строго определённого расхода; отклонение ±5 % может вызвать локальные перегревы, снижающие производительность процессора или приводящие к аварийному отключению по температуре.
5. Клапаны подпитки и продувки : Устанавливаются на стороне конденсаторной воды в системах градирен. Менее критичны к точности, но должны устойчиво работать с химически обработанной водой без коррозии или образования накипи.
Для каждой позиции предъявляются свои специфические требования. Балансировочный клапан из позиции № 2 не может использоваться в позиции № 4.
Для модулирующих регулирующих клапанов во вторичных контурах центров обработки данных три параметра производительности определяют, способна ли система охлаждения поддерживать заданные значения:
Диапазон регулирования — это отношение максимального регулируемого расхода к минимальному регулируемому расходу. Клапан с диапазоном регулирования 50:1 и максимальным расходом 100 галлонов в минуту (GPM) способен точно регулировать расход до 2 GPM. Ниже этого значения расход становится нестабильным, либо клапан фактически работает в режиме «включено/выключено». Во вторичных контурах охлаждения центров обработки данных с переменным расходом в первичном контуре и при условиях низкой нагрузки (например, ночью или в зимнем режиме бесплатного охлаждения) требуются клапаны с диапазоном регулирования не менее 50:1, а для применений с непосредственным охлаждением микросхем — предпочтительно 100:1.
Гистерезис — это разница в положении клапана при одном и том же управляющем сигнале в зависимости от того, открывается или закрывается клапан. В контуре обратной связи гистерезис вызывает колебания: система управления батареями (BMS) выдаёт команду «увеличить охлаждение», клапан превышает заданное значение, BMS выдаёт команду «уменьшить охлаждение», и цикл повторяется. Это не только неэффективно; подобные колебания могут вызывать конденсацию на холодных поверхностях внутри серверного помещения. Выбирайте клапаны с заявленным значением гистерезиса менее 1 % от полного хода.
Регулирующая вставка с равнопроцентной характеристикой обеспечивает логарифмическую зависимость между положением штока и расходом. При подъёме штока на 50 % расход составляет примерно 10–20 % от максимального значения. Такая характеристика компенсирует нелинейное поведение теплообмена в теплообменных змеевиках, обеспечивая почти линейное регулирование теплового потока в пределах рабочего диапазона клапана. Линейная регулирующая вставка, хотя и интуитивно понятна, вызывает неустойчивое регулирование при малых расходах и не должна использоваться для модуляции охлаждающих змеевиков в центрах обработки данных, за исключением случаев, когда производитель змеевика прямо рекомендует её применение.
В центре обработки данных с первичными насосами переменной скорости перепад давления на каждом регулирующем клапане непрерывно изменяется по мере увеличения и уменьшения частоты вращения насосов. Обычный регулирующий клапан, работающий при изменяющемся перепаде давления, пропускает разный расход даже при неизменном положении штока — это явление называется «потеря авторитета клапана».
Клапаны с независимым от давления регулированием решают эту задачу, интегрируя регулятор перепада давления и регулирующий клапан в одном корпусе. Встроенный регулятор поддерживает постоянный перепад давления на рабочих элементах регулирующего клапана независимо от колебаний давления в системе, поэтому расход становится предсказуемой функцией только управляющего сигнала. Для охлаждения непосредственно на кристалле (direct-to-chip cooling) и любых применений, где стабильность расхода напрямую защищает серверное оборудование, PICV стремительно становятся стандартом проектирования. Ожидайте надбавку к цене в размере 30–50 % по сравнению с традиционными регулирующими клапанами и уточните у производителя минимальное требуемое значение перепада давления — обычно 2–5 psi (14–35 кПа), — чтобы гарантировать работоспособность встроенного регулятора.
Контур охлаждения центра обработки данных создаёт обманчиво агрессивную среду для материалов клапанов:
• Химический состав обработанной воды ингибиторы коррозии, биоциды и стабилизаторы рН в замкнутых контурах могут разрушать определённые эластомерные уплотнения и ускорять децинкование в латуни без защиты от децинкования (non-DZR).
• Растворы гликоля в центрах обработки данных в холодных климатах для защиты от замерзания часто добавляют в охлаждаемые водяные контуры 20–40 % пропиленгликоля или этиленгликоля. Гликоль снижает смазывающую способность воды и ускоряет износ уплотнений штока и седловых материалов клапанов. Для работы с гликолем следует указывать уплотнения из EPDM или FKM (Viton); нитрилкаучук (Buna-N) может набухать и деградировать.
• Проникновение кислорода замкнутые контуры никогда не являются абсолютно герметичными. Подпиточная вода вносит растворённый кислород, вызывающий коррозию железосодержащих компонентов. Клапаны с корпусом из латуни и маркировкой DZR (латунь, защищённая от децинкования) устраняют эту проблему со стороны клапана.
Для запорных клапанов в системах центров обработки данных диаметром от 2 до 6 дюймов (DN50–DN150) укажите шаровые клапаны из латуни с пониженным содержанием цинка (DZR) с седлами из политетрафторэтилена (PTFE) и уплотнениями штока из фторкаучука (FKM). Для больших диаметров экономически выгодной альтернативой являются дисковые клапаны с уплотнениями из этиленпропиленового каучука (EPDM), дисками из нержавеющей стали и штоками из нержавеющей стали марки 316. Избегайте корпусов клапанов из серого чугуна в замкнутых контурах охлаждённой воды, если они не имеют защитного покрытия или внутренней облицовки: коррозия от блуждающих токов, возникающих в соседних электрических системах, может ускорить разрушение железа.
Регулирующий клапан в установке кондиционирования воздуха для серверных помещений (CRAH), изменяющий своё положение каждые 30 секунд, совершает более одного миллиона циклов в год. Клапаны, указанные для «общего применения в системах ОВКВ» без опубликованного значения ресурса, ставят под угрозу бесперебойную работу. Ищите клапаны с заявленным значением ресурса — как правило, от 100 000 до 500 000 полных ходов для промышленных регулирующих клапанов — и убедитесь, что это значение относится именно к температурным и давлением условиям вашего контура, а не только к воде при комнатной температуре (20 °C).
Конструкция уплотнения клапана одинаково важна для эксплуатации с высоким числом циклов. Динамически нагруженное уплотнение с пружинными шайбами Бельвилля поддерживает усилие уплотнения по мере износа уплотнительного материала, увеличивая интервал между техническим обслуживанием. Клапан с динамически нагруженным уплотнением и полированной поверхностью штока с параметром шероховатости Ra ≤ 0,2 мкм, как правило, служит в 3–5 раз дольше аналогичного клапана с традиционным уплотнением при модуляционной эксплуатации с высоким числом циклов.
Центры обработки данных проектируются с резервированием N+1 или 2N для каждого основного компонента — чиллеров, насосов, кондиционеров прецизионного охлаждения (CRAC), линий электропитания. Клапаны заслуживают такого же подхода. На каждой ветви чиллера и кондиционера прецизионного охлаждения воздуха (CRAH) следует предусматривать двойную изоляцию: два клапана, установленных последовательно, с продувочным отверстием между ними. Это обеспечивает надёжную изоляцию любого отдельного компонента для проведения технического обслуживания при сохранении давления и работоспособности контура. Дополнительные затраты на второй запорный клапан незначительны по сравнению со стоимостью полного отключения контура.
Требования к инженерным системам центров обработки данных всё чаще включают:
• Полную прослеживаемость от расплава до готового клапана
• Сертификаты испытаний материалов по стандарту EN 10204 типа 3.1 или 3.2
• Испытание клапанов на заводе под давлением, превышающим номинальное рабочее давление в 1,5 раза, с оформлением документированных отчётов об испытаниях
• Сертификацию WRAS, NSF/без содержания свинца или эквивалентную сертификацию для контакта с питьевой водой (даже для контуров охлаждения, не предназначенных для питьевой воды, поскольку при пусконаладочных работах и промывке может использоваться питьевая вода)
• Соответствие требованиям к латуни с низким содержанием свинца для соединений с применением пайки или резьбы
Компания Zhejiang Xindong Sanitary Ware Co., Ltd. производит прецизионные шаровые краны, обратные клапаны и специальные сборки клапанов с полной сертификацией WRAS, ACS, CE и NSF/без содержания свинца. На нашей производственной площадке площадью 30 000 кв. м имеются собственные станки с ЧПУ, стенды для испытаний на давление и выделенная команда исследований и разработок, которая поддерживает разработку клапанов по заказу OEM/ODM для систем охлаждения, критически важных для функционирования объектов. Более чем 25-летний опыт производства и более 65 патентов позволяют нам обеспечивать полную прослеживаемость документации и стабильное качество, требуемое проектами центров обработки данных.
Для получения сертификатов испытаний материалов, данных ресурсных испытаний или обсуждения технического задания на разработку специального клапана для вашего проекта центра обработки данных свяжитесь с нашей инженерной командой по адресу [ www.cn-xindong.com ](https://www.cn-xindong.com).
Горячие новости2026-08-29
2026-08-28
2026-08-27
2026-08-26
2026-08-25
2026-08-24
Компания, основанная в 1999 году и расположенная в Юйхуане, специализируется на кранах, термостатических душевых клапанах и душевых комплектах. Имея более 30 000 кв. м пространства и более 380 сотрудников, мы имеем многочисленные сертификаты и более 65 патентов.
EN
