Introducció: Les amenaces ocultes dins del bucle
Tot i que la refrigeració líquida aporta una capacitat de gestió tèrmica sense precedents als centres de dades d'IA d'alta densitat, també introdueix un conjunt de riscos que els sistemes tradicionals de refrigeració per aire mai no havien afrontat. Les excursions de pressió, la corrosió i la contaminació es consideren els tres "assassins invisibles" de les canonades de refrigeració líquida. Si no es controlen, les conseqüències van des d'una eficiència de refrigeració compromesa fins a la fallada completa de bastidors sencers.
Les directrius de la indústria d'ASHRAE identifiquen la neteja del refrigerant com un requisit clau per a un funcionament fiable de refrigeració líquida directa al xip. Això significa realitzar un manteniment i una supervisió regulars per evitar el deteriorament del fluid i danys als servidors i a la infraestructura. Tenir la mentalitat d'"omplir-ho i oblidar-se'n" sobre la refrigeració líquida pot causar problemes importants.
Pressió excessiva: de la fatiga lenta a la ruptura sobtada
L'efecte d'acoblament pressió-temperatura
Una pressió excessiva del sistema desencadena una cascada de fallades. La guia tècnica de l'ASHRAE TC 9.9 emfatitza que les classificacions de pressió de tots els components d'un sistema de refrigeració tecnològica (TCS) s'han d'entendre com a part del procés de disseny. Si la pressió en qualsevol part del sistema supera les classificacions d'aquest component, pot provocar una fallada, especialment en el cas dels equips informàtics, on el risc és una fallada costosa.
Es recomana un model hidràulic per garantir que la cascada de pressió s'entengui en tots els punts del sistema. L'anàlisi de pressió ha d'incloure condicions fora del funcionament normal en estat estacionari, incloent-hi les pressions de buidat i ompliment, l'alçada estàtica del sistema, la pressió màxima establerta per les vàlvules d'alleujament de pressió del sistema, les pressions de precàrrega del dipòsit d'expansió i les excursions de pressió durant la connexió o desconnexió dels equips.
L'acoblament temperatura-pressió és igualment important. En escenaris de computació d'alta densitat, es pot formar un bucle de retroalimentació positiva: augmenta la càrrega → augmenta la temperatura → augmenta la pressió → augmenta la tensió del sistema → augmenta el risc de fallada.
Requisits d'alleujament de pressió i seguretat
La norma IEC 62368-1 (4a edició) requereix una prova de seguretat de pressió hidrostàtica d'1,5 vegades la pressió màxima de treball nominal. La vàlvula d'alleujament de pressió del sistema s'ha de configurar per sota de la pressió màxima nominal, que els fabricants d'equips informàtics haurien d'especificar a la plantilla tèrmica del seu producte. Molts fabricants de CDU ofereixen personalització per a les vàlvules d'alleujament de pressió, que s'han de seleccionar i alinear amb els requisits del sistema.
A la pràctica, els sistemes de canonades internes de les CDU se solen provar a pressió a 1,5 vegades la pressió de funcionament. Vesfil, per exemple, verifica el gruix de la paret i realitza anàlisis d'esforços segons la norma ASME B31.3, protegint el funcionament sota altes pressions de fins a 25 bar (360 psi).
Estratègies de prevenció
Corrosió: l'erosió crònica de les reaccions electroquímiques
Compatibilitat de materials com a primera línia de defensa
La corrosió és l'amenaça més persistent per a les canonades metàl·liques. En una CDU, un degoteig pot causar una aturada greu. La selecció del material és fonamental: l'acer inoxidable 316L s'utilitza com a material estàndard per a la majoria d'aplicacions habituals, amb una bona compatibilitat amb l'aigua desionitzada i les mescles d'aigua i glicol.
Per a ambients que contenen clorurs o fluids fluorats/olis minerals, es requereixen graus 316L o superiors. Si es treballa amb aigua de mar o altres clorurs agressius, l'SMO254 resisteix on l'acer inoxidable estàndard pot començar a esquerdar-se; el titani presenta una opció definitiva per a condicions corrosives extremes.
L'esborrany de la norma T/CAEE (征求意见稿) especifica que per a refrigerants aquosos (aigua, solucions de glicol) es recomana 06Cr19Ni10 (304), mentre que els entorns que contenen clorur o els fluids/olis minerals fluorats requereixen 022Cr17Ni12Mo2 (316L) o graus superiors..
Passivació: la preparació crítica de la superfície
Una passivació adequada és essencial per a la resistència a la corrosió. La guia de l'ASHRAE TC 9.9 emfatitza que un component del sistema de canonades que NO està passivat pot posar en perill el funcionament de tot el sistema. La passivació es pot dur a terme en condicions de fàbrica/taller (neteja controlada, passivació química amb formulacions nítriques o cítriques, esbandida a fons, assecat i envasat) o in situ (neteja controlada, passivació química, neutralització, esbandida a fons).
La verificació de passivació ha de confirmar l'eliminació del ferro lliure i una condició superficial acceptable utilitzant mètodes acceptats com ara la guia ASTM A380/A967. Per a canonades d'acer inoxidable, les superfícies internes electropolides a Ra ≤0,6 μm (o fins i tot fins a 0,2 μm) proporcionen un millor segellat i una major resistència a l'atac químic.
Compatibilitat del material de segellat
Els segells i les juntes sovint passen per alt els riscos de corrosió. L'esborrany de la norma exigeix que els materials de segellat (juntes tòriques, juntes) siguin compatibles amb el medi de treball. Després de la immersió en el refrigerant especificat (temperatura × temps), el canvi de volum ha d'estar entre -5% i +10%, amb un canvi de duresa que no superi ±5 Shore A.
Estratègies de prevenció
Neteja: un repte de tot el cicle de vida, des de la instal·lació fins a les operacions
L'amenaça de les partícules
Els sistemes de refrigeració líquida tenen una tolerància a la contaminació molt menor que els sistemes de refrigeració per aire. Els microcanals de placa freda són increïblement petits i sensibles; les partícules microscòpiques poden obstruir aquests canals i comprometre el rendiment de refrigeració o, pitjor encara, danyar els xips o causar temps d'inactivitat.
La recerca sobre l'incrustació dels intercanviadors de calor ha demostrat una degradació de la transferència de calor de fins a un 14% i augments de la caiguda de pressió de fins a un 45% a mesura que s'acumulen contaminants. Com que els servidors d'IA moderns depenen d'un flux de refrigerant i una eliminació de calor precisos, fins i tot problemes menors de qualitat del fluid poden augmentar el risc d'estrangulació tèrmica, degradació dels equips i temps d'inactivitat no planificats.
Estàndards i proves de neteja
L'esborrany de la norma T/CAEE especifica els requisits de nivell de neteja segons la norma ISO 4406 per a la contaminació de partícules sòlides en el fluid. Vesfil utilitza proves de rentat amb aigua desionitzada i recompte de partícules abans del lliurament. Cada conjunt es prova amb espectrometria de masses d'heli (≤1×10⁻⁶ mbar·L/s) i proves hidrostàtiques a 1,5x la pressió de funcionament.
Per a canonades d'acer inoxidable, la soldadura orbital automatitzada produeix soldadures uniformes, de penetració completa i purgades amb gas que minimitzen la contaminació. Per als sistemes de polímers, la soldadura per infrarojos (IR) és un procés sense contacte que crea enllaços moleculars homogenis sense materials de farciment ni gasos de soldadura, eliminant els riscos de contaminació.
Monitorització i filtració del refrigerant
Les millors pràctiques del sector recomanen proves de refrigerant a tres intervals mínims: a la posada en marxa per establir una línia de base, anualment durant el funcionament normal i semestralment per a sistemes que admeten càrregues de treball de GPU d'IA d'alta densitat. Les proves periòdiques de refrigerant són molt semblants a les anàlisis de sang rutinàries per als humans: ajuden a identificar els problemes que es desenvolupen abans que afectin el rendiment o la fiabilitat.
Els filtres són fonamentals per mantenir la neteja. En la refrigeració líquida de circuit tancat, els filtres es troben en diversos llocs, incloent-hi les CDU i els intercanviadors de calor de la porta posterior (RDHx). Els "filtres de mitjó" d'un sol ús s'utilitzen sovint durant els cicles d'instal·lació i neteja/esbandida, mentre que els filtres metàl·lics reutilitzables s'utilitzen durant el funcionament normal i es poden netejar.
Estratègies de prevenció
Conclusió: un enfocament holístic de gestió de riscos
Els tres "assassins invisibles" (pressió, corrosió i neteja) estan interconnectats. Els productes de corrosió poden augmentar la contaminació per partícules; les excursions de pressió poden accelerar la fatiga i la fallada en punts debilitats per la corrosió; la contaminació pot accelerar la corrosió creant cel·les galvàniques localitzades.
Un enfocament holístic requereix:
Com assenyala una font del sector, un règim de gestió de fluids de refrigeració líquida ben definit evita aquests escenaris. La inversió en gestió proactiva és modesta en comparació amb el cost potencial del temps d'inactivitat en entorns d'IA d'alta densitat.
Data de publicació: 25 d'agost de 2026