데이터센터용 GEKO 액체 냉각 밸브

개별 캐비닛의 전력 밀도가 20kW, 30kW, 심지어 그 이상을 넘어서면서 액체 냉각 기술은 고밀도 데이터 센터에서 효율적인 열 방출과 탄소 중립 목표 달성을 위한 핵심 솔루션으로 자리 잡았습니다. 액체 냉각 시스템의 배관망은 시스템의 "혈관"과 같으며, 핵심 제어 노드인 밸브는 유량 조절, 압력 안정화 및 안전 보호에 중요한 역할을 합니다. 밸브의 설계, 선정 및 성능은 시스템의 냉각 효율, 운영 신뢰성 및 총 수명 주기 비용(TCO)을 직접적으로 결정합니다. 본 논문에서는 데이터 센터 액체 냉각 프로젝트 현장 경험을 바탕으로 밸브 적용의 필요성, 과학적 선정 논리, 핵심 기술 매개변수, 시장 현황 데이터 및 미래 발전 동향의 다섯 가지 관점에서 액체 냉각 밸브의 기술적 특징과 산업적 가치를 체계적으로 분석합니다. 액체 냉각 밸브의 핵심 필수 요소: 액체 냉각 시스템의 "안전 장치"이자 "지능형 관리자" 데이터센터 액체 냉각 시스템의 지속적이고 안정적인 작동은 밸브가 제공하는 정밀한 제어 및 안전 보호 기능에 달려 있습니다. 밸브의 핵심 가치는 시스템 설계, 운영 관리 및 오류 처리의 전체 수명 주기에 걸쳐 있으며, 특히 다음 세 가지 핵심 차원에서 나타납니다. 1. 시스템 안전에 대한 최종 보장데이터센터 IT 장비는 냉각수 누출에 대해 무관용 정책을 시행합니다. 밸브의 밀봉 성능은 냉각수 누출 방지의 최전선이며 민감한 전자 장비를 보호합니다. 안전 밸브 및 체크 밸브와 같은 특수 부품을 적절히 구성함으로써 수격 현상 및 과압 충격과 같은 잠재적 위험을 효과적으로 억제하여 비정상적인 시스템 압력으로 인한 서버 냉각판의 돌이킬 수 없는 손상을 방지할 수 있습니다. 서버 냉각판은 일반적으로 0.6~0.8MPa의 내압을 갖도록 설계되었으므로, 밸브는 2차측(CDU에서 캐비닛/냉각판으로) 작동 압력을 0.3~0.6MPa 범위로 엄격하게 제어하여 단계별 압력 보호 시스템을 구축해야 합니다. 2. 냉각 효율의 정밀 제어액체 냉각 시스템은 캐비닛의 동적 열 부하에 맞춰 냉각수 유량과 방향을 조절해야 합니다. GEKO 밸브는 유압 밸런스 제어를 통해 이를 구현하며, 국부적인 과열 지점 발생이나 냉각 중복 현상을 효과적으로 방지합니다. 예를 들어, CDU 출구에 설치된 전기 조절 밸브는 DCIM 시스템에서 제어 신호를 받아 각 캐비닛의 유량 요구량(10~50L/min)에 맞춰 동적으로 유량을 조절합니다. 밸런스 밸브는 배관 구간별 저항 편차를 보정하여 모든 캐비닛에서 일관된 냉각 성능을 보장합니다. 이는 데이터 센터의 PUE 값 및 장비 운영 안정성과 직접적인 관련이 있습니다. 3. 운영 편의성을 위한 핵심 지원최적화된 GEKO 밸브 구성은 액체 냉각 시스템의 운영 및 유지 보수 비용을 크게 절감하고 가동 중지 위험을 최소화할 수 있습니다. 퀵 커넥트 밸브는 캐비닛의 "핫 스왑" 유지 보수 모드를 지원하여 냉각수를 배출하지 않고도 장비 유지 보수가 가능합니다. 캐비닛 출구의 볼 밸브는 빠른 차단 기능을 제공하여 개별 캐비닛의 고장 처리 시간을 단축합니다. 자동 배출 밸브와 저점 배수 밸브는 공기 축적 및 불순물 침전 문제를 해결하여 시스템 고장으로 인한 가동 중지 시간을 최소화하고 데이터 센터의 24시간 연중무휴 운영을 보장합니다. 정기적인 운영 관리가 필요합니다. 자동 배출 밸브는 원활한 배출을 위해 분기별 배출 교정이 필요하며, 전기 조절 밸브는 유량 왜곡을 방지하기 위해 매년 교정하고 편차를 ±1% 이내로 관리해야 합니다. 불소계 액체 시스템의 씰은 3~5년마다 교체해야 하며, 탈이온수 시스템의 씰은 5~8년 동안 사용할 수 있으며 교체 후 밀봉 성능에 대한 재시험이 필요합니다.     과학적 선택 논리: 시나리오에서 요구사항까지의 전차원적 적응 액체 냉각 밸브의 선정은 기능적 요구사항, 유체 특성, 시스템 압력 수준 및 작동 시나리오를 기반으로 해야 하며, "위치 적합성, 유체 호환성, 정밀도 일치 및 비용 관리"라는 네 가지 원칙을 준수해야 합니다. 액체 냉각 시스템의 네 가지 핵심 구성 요소를 모두 고려하고 GEKO 밸브의 7가지 핵심 유형을 적용하는 데 중점을 두어야 합니다. 1. 4개 주요 위치에 대한 밸브 구성도 - 펌프 배출구 유닛: "게이트 밸브 + 저소음 체크 밸브 + 압력 센서"의 표준 구성을 사용합니다. 게이트 밸브는 완전히 열린 상태에서 압력 손실을 최소화하고 펌프 유지 보수 중 안정적인 차단을 보장합니다. 스프링 구조의 저소음 체크 밸브는 펌프 정지 후 냉각수 역류를 방지하고 펌프 임펠러에 가해지는 수격 현상을 억제합니다. - 냉각 분배 장치(CDU) 입구 및 출구: 입구 측에는 100~200메시 Y형 필터와 압력계를 설치하여 냉각수에서 불순물 입자를 제거하고 서버의 미세 채널 막힘을 방지해야 합니다. 출구 측에는 유량 제어를 위한 전기식 조절 밸브와 유량계를 설치해야 합니다. 바이패스 배관에는 시스템 디버깅 중 유압 밸런스 교정 및 고장 발생 시 백업 유로 역할을 하는 수동 밸런스 밸브를 포함해야 합니다. - 캐비닛 분기 배관: 입구에는 일반적인 경우 수동 밸런스 밸브를, 고급 컴퓨팅 센터의 경우 자동 밸런스 밸브를 설치해야 합니다. 출구에는 캐비닛을 신속하게 차단할 수 있도록 볼 밸브를 설치해야 합니다. 밸브 직경은 캐비닛의 정격 유량과 정확히 일치해야 냉각 요구량에 맞는 유량 용량을 확보할 수 있습니다. - 시스템 고저점: 고저점에는 배관 내에 축적된 공기를 배출하고 가스 막힘 및 캐비테이션을 방지하기 위해 자동 배출 밸브를 설치하십시오. 저저점에는 시스템 진공 배출, 불순물 제거 및 유지 보수 작업을 위한 배수 밸브로 볼 밸브 또는 게이트 밸브를 설치하십시오. 2. GEKO 밸브의 7가지 핵심 유형, 특징 및 적용 시나리오 밸브 유형핵심 기능응용 시나리오핵심 이점볼 밸브수동 차단, 빠른 격리캐비닛 콘센트, 배수관유체 흐름 저항을 최소화하고 누출 없는 완벽한 밀봉 성능을 제공하는 완전 개방형 설계솔레노이드 밸브빠른 자동 켜짐/꺼짐, 안전 차단 기능분기 스위칭, 비상 차단 회로응답 시간 ≤50ms, 24VDC 안전 전원 공급, 저전력 소비(3-5W)전기 조절 밸브정밀 유량/압력 제어CDU 매장, 지역 관리 지점밸브 위치 제어 정확도 ≤±1%FS, Modbus/BACnet 호환체크 밸브역류를 방지합니다펌프 배출구, 가지 끝부분스프링 보조식 저소음형으로 수격 현상을 효과적으로 억제하며, 개방 압력은 0.05bar까지 낮출 수 있습니다.밸런스 밸브유압 밸런스 조정캐비닛 입구, 지역 지점G1/4/G3/8 압력 측정 인터페이스를 갖추고 있으며, 각도 잠금 및 유량 교정을 지원합니다.안전/릴리프 밸브과압 보호, 압력 해제주 배관, CDU 장치설정 압력 정확도 ±3%, ASME BPVC 섹션 VIII 또는 PED 인증 충족퀵 커넥트 밸브핫스왑 방식의 유지보수, 빠른 연결캐비닛 입/출구시스템 배수 없이 유지보수 가능, 높은 밀봉 신뢰성, 고밀도 환경에 적합한 표준 사양 3. 재료 선택 핵심 원칙: 매체 호환성 최우선 밸브 재질과 냉각수의 호환성은 장기적인 안정 작동을 보장하는 데 핵심적인 요소입니다. 재질 부식, 씰 팽창 및 불순물 침전을 방지해야 합니다. 다양한 냉각 매체에 대한 재질 적응 계획은 다음과 같습니다. - 탈이온수: 밸브 본체는 304/316 스테인리스강으로 제작해야 하며, 밀봉재는 EPDM 또는 불소고무여야 합니다. 아연 원소 침전 및 냉각수 오염을 방지하기 위해 황동 재질은 사용해서는 안 됩니다. - 에틸렌글리콜 용액: 밸브 본체는 내식성을 향상시키기 위해 316 스테인리스강으로 제작해야 하며, 씰은 니트릴 고무 또는 불소 고무를 사용하고 저온 조건에서의 밀봉 신뢰성에 중점을 두어야 합니다. - 불소계 액체 절연: 밸브 본체는 316 스테인리스강 또는 니켈 코팅된 탄소강으로 제작해야 하며, 씰은 불소고무 또는 과불소에테르고무(FFKM)로 제작하고 사용 전에 72시간 적합성 침지 테스트를 실시해야 합니다. - 광물유: 밸브 본체는 탄소강 또는 스테인리스강으로 제작할 수 있으며, 밀봉재는 유체의 팽창 계수가 밀봉 성능에 미치는 영향을 고려하여 불소고무 또는 PTFE 재질로 제작할 수 있습니다. 4. 흔히 발생하는 선택 오류 및 주요 피해야 할 사항 실제 엔지니어링에서 밸브 선택은 오해의 소지가 다분합니다. 피해야 할 주요 사항은 다음과 같습니다. - "작동 압력"과 "설계 압력"을 혼동하여 작동 압력만을 기준으로 밸브를 선택하면 압력 여유가 부족해집니다. 밸브 선택은 반드시 설계 압력(작동 압력 × 1.1~1.2 안전 계수)을 기준으로 해야 합니다.- 씰과 불소계 액체 간의 장기적인 호환성을 무시하고 사용 전 단기 테스트만 실시하는 것은 바람직하지 않습니다. 공급업체는 팽창이나 노화가 발생하지 않았음을 확인하기 위해 제3자 기관에서 실시한 72시간 침지 테스트 보고서를 제공해야 합니다.- 밸런스 밸브에 측정 인터페이스가 제공되지 않아 후속 단계에서 유압 조정을 정확하게 정량화할 수 없습니다. G1/4 또는 G3/8 표준 압력 측정 인터페이스가 선택 사항에 포함되어 있는지 확인하십시오.- 국내 브랜드의 벤치마크 사례를 무시하고 "모든 밸브를 수입산"으로만 맹목적으로 추구하는 것은 바람직하지 않습니다. 개조 프로젝트의 경우, 비용과 신뢰성을 균형 있게 고려하기 위해 북미 또는 중동 지역 프로젝트 경험이 있는 국내 브랜드를 우선적으로 선택해야 합니다. 핵심 기술 매개변수: 밸브 성능을 결정하는 주요 지표 데이터센터 액체 냉각 밸브는 기존 HVAC 또는 석유 및 가스 분야에 사용되는 밸브보다 훨씬 엄격한 제어 정확도와 작동 신뢰성을 요구합니다. 데이터센터의 티어(Tier) 등급과 장기적인 운영 요구 사항을 충족해야 하며, 주요 지표는 일반 핵심 매개변수와 특수 매개변수의 두 가지 범주로 분류됩니다. 1. 일반 핵심 매개변수 (모든 밸브 유형에 필수적) - 누출률: 외부 누출은 허용 오차가 0에 가까워야 하며, 헬륨 질량 분석기의 누출률은 다음과 같습니다.