Trocadores de calor de placas com junta (GPHEs) normalmente destinam-se a cenários de "troca térmica em larga escala no lado primário" em servidores de IA. Com placas metálicas corrugadas, juntas de borracha e um quadro de aperto, essas unidades são mais volumosas e possuem classificações de pressão inferiores às dos trocadores de calor de placas brasados. No entanto, sua capacidade de serem desmontadas no local e facilmente limpas ou mantidas torna-as ideais para circuitos do lado primário — onde as restrições de espaço são mínimas, mas a qualidade da água pode ser complexa e a manutenção regular é necessária.
Entrar em ContatoO núcleo de um trocador de calor de placas com juntas consiste em placas metálicas corrugadas, juntas de borracha e um quadro de aperto; as placas do trocador de calor são vedadas entre si pelas juntas e fixadas por parafusos de aperto. Esse projeto oferece duas capacidades principais:
Basta afrouxar os parafusos de aperto e mover a placa de pressão móvel para desmontar todas as placas e juntas uma a uma. Isso permite a limpeza mecânica ou química de placas individuais, removendo eficazmente qualquer tipo de incrustação e restaurando a eficiência inicial de transferência de calor. Além disso, placas danificadas ou juntas envelhecidas podem ser substituídas individualmente, sem a necessidade de substituir todo o núcleo, reduzindo significativamente os custos de manutenção e o tempo de inatividade.
A área de superfície para transferência de calor pode ser facilmente ajustada pela adição ou remoção de placas. Quando a carga computacional de um centro de dados aumenta e é necessária maior capacidade de troca térmica, a capacidade pode ser expandida simplesmente pela adição de placas de trocador de calor de placas (phe), em vez de substituir toda a unidade; isso oferece grande conveniência para a construção em fases e a expansão elástica dos sistemas do lado primário.
O circuito do "lado primário" do sistema de refrigeração líquida de um centro de dados de IA atua como elo crítico que conecta as fontes externas de refrigeração (como torres de resfriamento ou refrigeradores a ar) à unidade interna de distribuição de refrigerante (CDU – Coolant Distribution Unit). Ele caracteriza-se por duas características distintas:
O lado primário conecta-se diretamente a equipamentos como torres de resfriamento, e sua água de circulação opera normalmente em um sistema aberto; consequentemente, a qualidade da água é muito menos pura do que o fluido refrigerante limpo presente no lado secundário (no interior dos servidores). A água contém frequentemente impurezas, como minerais e microrganismos; a operação prolongada facilita facilmente a formação de incrustações e bioincrustações nas superfícies de troca térmica. Essas incrustações reduzem severamente a eficiência da transferência de calor, elevando o PUE e aumentando o consumo energético.
O sistema do lado primário normalmente atende a todo um centro de dados ou a múltiplos módulos, exigindo alta capacidade de processamento individual por unidade; além disso, as demandas de refrigeração crescem dinamicamente à medida que o centro de dados é implantado em fases.
Dada a tendência à formação de incrustações na água de refrigeração do lado primário, a capacidade de desmontar e limpar trocadores de calor de placas com juntas oferece uma vantagem crítica. Pessoal de operação e manutenção pode desmontar periodicamente a unidade para limpar completamente as placas, removendo incrustações e impurezas; isso garante eficiência estável e de longo prazo na transferência de calor, bem como desempenho energético do sistema. Em contraste, embora os trocadores de calor de placas brasados sejam altamente integrados, não permitem limpeza física fora da linha e exigem qualidade mais elevada da água, tornando-os mais adequados para circuitos secundários limpos integrados nas CDUs. Para atender à natureza em larga escala e escalável dos sistemas do lado primário, o projeto modular dos trocadores de calor de placas com juntas oferece flexibilidade sem igual. A área superficial de transferência de calor pode ser ajustada simplesmente adicionando ou removendo placas, permitindo adaptação fácil à expansão faseada dos centros de dados e evitando investimentos maciços na substituição completa da unidade à medida que as cargas aumentam.
Um trocador de calor de placas com junta pode ser instalado no interior de uma Unidade de Distribuição de Refrigerante (CDU) montada em rack ou em gabinete, ou posicionado externamente entre o circuito de refrigeração da instalação e o circuito secundário de refrigeração dos servidores. A configuração depende do projeto da CDU, da capacidade de refrigeração, dos limites de queda de pressão e dos requisitos de manutenção.
No interior de uma CDU, o trocador de calor opera em conjunto com componentes como bombas de circulação, filtros e equipamentos de gestão de fluidos. Numa instalação externa, ele pode separar o meio refrigerante do lado da instalação do refrigerante do lado dos servidores.
Tanto os trocadores de calor de placas com junta quanto os de placas brasados podem ser adequados para uma Unidade de Distribuição de Refrigerante (CDU). A escolha correta depende da capacidade de refrigeração, da pressão e da temperatura de operação, da compatibilidade com o refrigerante, do espaço disponível e dos requisitos de manutenção.
Os trocadores de calor de placas brasadas oferecem uma construção compacta e hermética e são frequentemente considerados quando o espaço é limitado e a desmontagem rotineira não é necessária. Os trocadores de calor de placas com junta podem ser vantajosos quando inspeção, limpeza, substituição de juntas ou ajustes futuros da área de transferência de calor forem importantes. Confirme a seleção com base nas condições reais de operação e nos requisitos do equipamento.
Monitorar a pressão diferencial do trocador de calor, as temperaturas de entrada e saída e o desempenho da transferência de calor em comparação com os valores de referência de um sistema limpo. Um aumento contínuo na queda de pressão ou uma redução na capacidade de refrigeração pode indicar incrustação, formação de crosta, obstrução ou alteração nas condições operacionais.
Investigar quando as leituras excederem os limites recomendados pelo fabricante do equipamento. Um aumento para cerca de 1,3–1,5 vezes a queda de pressão de referência pode servir como limiar preliminar de aviso, quando apropriado, mas o valor correto do acionamento depende do projeto do trocador e das condições do sistema. Isolar e inspecionar o circuito relevante utilizando o procedimento de manutenção aprovado antes de decidir sobre a limpeza.
Sim, mas o método de expansão depende do tipo de trocador de calor e do projeto do sistema. Para um trocador de calor de placas com juntas, a área de transferência de calor pode ser aumentada mediante a adição de placas, desde que o quadro, as conexões, a classificação de pressão e o projeto térmico o permitam.
Um trocador de calor de placas brasadas geralmente não é projetado para ser aberto ou expandido pela adição de placas. Aumentos de capacidade são normalmente realizados instalando-se uma unidade maior ou adicionando unidades em paralelo, sujeito aos requisitos hidráulicos, de controle, de espaço e de redundância. Planeje a capacidade futura já no projeto inicial da unidade de distribuição de frio (CDU) e do circuito de refrigeração.
Sim. A JINFAN pode fabricar placas e juntas de reposição para trocadores de calor de placas existentes compatíveis. Para identificar as peças corretas, forneça a marca e o modelo do trocador, o padrão da placa ou seu número de peça, fotos das marcações na placa, desenhos disponíveis, bem como o fluido operacional, a temperatura e a pressão.
O material da junta deve ser selecionado com base no fluido real e nas condições operacionais, incluindo misturas de água e glicol e quaisquer aditivos inibidores. Se a identificação do modelo ou a marcação na placa não estiverem disponíveis, fotografias nítidas e medições do perfil da placa e das dimensões das conexões podem auxiliar na identificação. Os componentes do quadro e outras peças de reposição também podem ser avaliados com base nos detalhes do equipamento.
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