다이렉트-투-칩 액체 냉각 적용

다이렉트-투-칩 액체 냉각

화이트스페이스 내 기술 냉각 시스템(TCS)에 미션 크리티컬 신뢰성과 성능 제공

적용 분야

데이터 센터의 다이렉트 액체 냉각

다이렉트 액체 냉각(DLC)은 다이렉트-투-칩 냉각 또는 콜드 플레이트 냉각을 포함하여 전통적인 공랭 방식으로는 AI 기반 CPU와 GPU에서 발생하는 증가된 전력 밀도를 감당할 수 없는 고밀도 데이터 센터에서 필수로 자리 잡고 있습니다. 프로세서에서 나오는 열을 프로필렌 글리콜 25%(PG25)나 기타 엔지니어드 유체와 같은 순환 냉각수로 직접 전달함으로써 DLC는 우수한 열 성능을 제공하고, 랙 당 100 kW 이상의 부하를 지원하며, 에너지 효율성을 크게 향상시킵니다.

일반적으로 냉각수는 기술 냉각 시스템(TCS)을 통해 열 발생 부품에 장착된 콜드 플레이트로 흐릅니다. 열은 흡수되어 냉각수 분배 유닛(CDU)을 통해 설비수 시스템(FWS)으로 전달, 배출됩니다. 특히 콜드 플레이트 내 작은 마이크로채널과 민감한 전자기기와의 근접성 때문에 유체 순도, 압력 안정성, 누수 없는 일체성 유지가 매우 중요합니다.

이 부분에서 폴리머 배관 시스템은 금속 배관 시스템에 비해 명확한 강점을 가집니다. 폴리프로필렌(PP)폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 고성능 소재는 부식에 강하고, 화학적으로 호환성이 뛰어나며, 냉각수 품질 유지에 도움을 줍니다. 이들은 넓은 온도 범위에서 신뢰성 있게 작동하며, (PVDF는 -20°C~+140°C, PP-H는 0°C~80°C), 10 bar까지 압력을 견딜 수 있습니다. d16에서 d500 mm까지 다양한 사이즈로 제공되며, 혁신적인 적외선 융착(IR 용접)으로 완전 추적 가능하고, 압력 테스트를 마친 성능을 보장합니다.

금속보다 가볍고 설치가 쉬운 폴리머 솔루션은 프리패브리케이션모듈식 구축이 가능해, 설치 시간, 비용, 현장 복잡성까지 줄여줍니다. 이는 신축뿐만 아니라 리트로핏에도 이상적이며, 미래 지향적이고 지속 가능한 냉각 인프라를 지원합니다.

기술 냉각 시스템(TCS)을 위한 혁신

LiquidCore

코어를 위한 미션 크리티컬 신뢰성

LiquidCore 시스템은 단일상 다이렉트-투-칩 액체 냉각을 위해 설계된 폴리머 배관 시스템으로, 냉각수 분배 유닛과 콜드 플레이트 간의 안정적인 유체 흐름을 보장합니다. 폭넓은 제품 포트폴리오와 맞춤형 엔지니어링을 결합해 최적 디자인과 정밀한 프리패브리케이션이 가능하며, 신속한 설치를 지원합니다.

퀵 커넥트 밸브 700

랙 통합을 위한 미션 크리티컬 연결

특허받은 듀얼 볼 밸브는 다이렉트-투-칩 액체 냉각을 위해 특별히 설계되었습니다. 부식 없는 PVDF 폴리머로 제작된 이 밸브는 금속 제품보다 50% 이상 가볍고, 유량 성능이 25% 더 뛰어납니다. 냉각수 분배 유닛(CDU)과 서버 랙 사이에서 사용하도록 설계되어, 독특한 양손 안전 인터락으로 신속하고 유출 없는 유지보수를 보장합니다. 

Success Stories

Tropical DC Cooling

NUS, Singapore

NUS's Sustainable Tropical Data Center Testbed pioneers energy-efficient cooling in hot, humid climates. It achieves up to 40% energy savings using corrosion-free, high-performance thermoplastic piping. The setup sets new standards for tropical data centers.

D2C with PVDF manifold

LG U+, South Korea

At its AI Data Center Testbed in Pyeongchon 2, LG U+ partnered with GF to validate a polymer manifold system for direct-to-chip cooling of 100kW racks using a propylene glycol mix (PG25). The lightweight, corrosion-free design ensures long-term reliability, easy installation, and reduced pumping energy, supporting LG U+’s green IT strategy with a clean, efficient solution.

Scalable Cooling

NETMOUNTAINS, Germany

For a new colocation data center in Velbert, Germany, NETMOUNTAINS deployed scalable cooling for high-density workloads (up to 66 kW/rack), with Rittal providing the turnkey IT cooling infrastrucutre and GF delivering engineered polymer piping for the gray space and the white space.

자주 묻는 질문

다이렉트-투-칩 액체 냉각에서 유체 품질 요건은 무엇이며, 어떻게 모니터링하나요?

DLC 시스템에서 유체 품질은 민감한 장비를 보호하고 신뢰성 있는 열 성능을 보장하는 데 필수적입니다.  기술 냉각 시스템(TCS)은 일반적으로 고순도 물 또는 프로필렌 글리콜 기반 냉각수(예: PG25)를 사용하며, 시설수 시스템(FWS)은 서로 다른 화학적 내성을 가질 수 있습니다.

기존 ASHRAE 가이드라인도 일부 쓰이지만, 현재는 대부분의 운영사들이 프로젝트별로 더욱 엄격한 유체 사양을 OEM과 협력해 적용합니다. 냉각수 품질은 다음 방식으로 유지됩니다:

  • 초기 유체 분석: 시스템 시운전 시 실시

  • 온라인 모니터링: CDU에는 온도, 압력, 전도도, pH 등의 실시간 센서가 탑재

  • 정기적 실험실 테스트: 물/글리콜 계 냉각수는 2~6개월, 안정적인 절연유는 최대 12개월 마다

  • 이벤트 기반 분석: 경보 발생, 오염 시각적 식별 또는 시스템 변경 시

  • 필터 점검 및 교체: CDU 내 필터를 정기적으로 교체해 오염 또는 바이오필름 형성 예방

     

    센서 포트폴리오 | 전문가에게 문의

파이프 소재가 냉각수 품질과 시스템 성능에 미치는 영향은?

파이프 소재는 냉각수 순도와 장기 유동 효율성 유지에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 금속 파이프는 부식과 용출로 인해 유체의 화학 조성이나 재질에 따라 오염 물질이 필연적으로 냉각수에 녹아 나오게 됩니다. 반면 폴리머인 PP-H와 PVDF는 부식이 없습니다. 화학적 열화에 강하고 내부 표면이 매끄러우며, 다음의 문제를 줄입니다:

  • 바이오필름 및 스케일 형성

  • 입자 오염

  • 장기간 유압 저항 증가

스테인리스와의 비교 결과, 부식 부산물이 10년 동안 최대 8%까지 유량을 저하시킬 수 있어 체감 가능한 유동 저하로 이어질 수 있습니다. 폴리머는 이러한 축적을 막아주며, 냉각 순환의 일관된 유체역학을 지킵니다.

물 및 습윤 공기 내 붕산화 스테인리스의 부식 | 저마찰 파이프전문가에게 문의

폴리머 배관 시스템은 DLC용 냉각수와 호환됩니까?

네, 폴리머는 아래와 같은 다양한 엔지니어드 유체와 호환됩니다:

  • 탈이온수(DI 워터)

  • 에틸렌글리콜(EG 또는 MEG), 프로필렌글리콜(PG 또는 MPG) 기반의 글리콜 혼합 냉각수

  • 선택적 절연유 (호환성 확인 필요)

GF의 배관 시스템은 넓은 운전 범위에서 화학적 안정성과 압력 일체성을 유지합니다. 구체적 사용 사례는 당사의 화학적 내성 도구 또는 전문가 상담을 권장합니다.

화학적 내성 도구 | 전문가에게 문의

PP-H를 PP-R이나 다른 폴리프로필렌보다 추천하는 이유는 무엇입니까?

PP-H(호모폴리머 폴리프로필렌)는 더 높은 결정성으로 인해 DLC 적용에 최적입니다. 즉,

  • 강도 및 충격 저항이 뛰어남

  • 산화제에 대한 화학적 저항성 우수

  • 완전 추적 및 자동화 가능한 적외선 용접 신뢰성

  • 미션 크리티컬 용도의 설계 계수(2.0 vs 1.25)가 더 높음

PP-R은 배관용으로 개발된 반면, PP-H는 열 및 화학적 스트레스가 큰 산업 유체에 맞춰졌습니다. GF의 PROGEF 시스템은 고성능 냉각루프 구현에 필요한 전용 피팅, 밸브, 공구 등 완전한 포트폴리오도 제공합니다.

 

화학적 내성 도구전문가에게 문의

폴리머 배관 시스템은 다이렉트 액체 냉각에서 지속 가능성에 어떻게 기여합니까?

폴리머 배관 시스템은 다이렉트 액체 냉각(DLC) 인프라의 생산부터 운영까지 전 주기에 걸쳐 다양한 환경적 이점을 제공합니다:

  • 저탄소 내재량: PP-HPVDF와 같은 열가소성 플라스틱은 강철이나 구리보다 용융점이 낮아, 제조 시 필요한 에너지가 적고 내재 탄소량도 줄어듭니다.

  • 경량 소재: 금속 배관에 비해 월등히 가벼워 전 세계 운송 및 설치 물류 시 탄소 배출을 절감합니다.

  • 긴 수명: 폴리머 시스템은 내구성 있게 설계되어 부식, 오염 및 스케일에 강하고, 시스템 수명을 연장해 교체, 보수를 줄여줍니다.

  • 환경 투명성: GF Piping Systems는 환경제품성적서(EPD)를 배관 솔루션에 제공해, 소재 영향, 에너지 사용, 탄소발자국을 제3자가 검증한 상세 데이터로 안내합니다.

엔지니어드 플라스틱 배관을 사용하면 고성능, 신뢰성, 측정 가능한 탄소 절감을 DLC 운영에서 지원합니다.

탄소 계산기

플라스틱 배관 시스템은 친환경적이고 지속 가능합니까?

플라스틱 배관 시스템은 환경적 지속 가능성을 고려하여 설계되었습니다. PE100, PVC-U, PVC-C 같은 다양한 종류는 재활용 소재로 만들어질 수 있으며, PVC-U 등은 재생 원료도 일부 포함하고 있습니다. 이러한 시스템은 에너지 사용과 탄소발자국을 줄이도록 설계되었습니다. 열가소성 파이프와 피팅은 금속 파이프보다 생산 및 운송 시 에너지가 훨씬 덜 들기 때문에, 전반적 CO2 배출량이 감소합니다. GF Industry and Infrastructure Flow Solutions는 제품별 환경제품성적서(EPD)를 제공하여, 환경적 영향과 지속가능성 이점을 자세히 안내합니다.

GF는 폴리머 기반 DLC 인프라 설계 및 시공 시 고객을 어떻게 지원합니까?

다이렉트 액체 냉각(DLC)용으로 기존 금속 배관에서 폴리머 시스템으로 전환하는 것은 열가소성 소재에 익숙하지 않은 엔지니어링 팀에게는 큰 변화일 수 있습니다. 그래서 GF는 개념부터 시운전까지 종합적인 지원을 제공합니다:

  • 설계 지원: 당사 전문가가 귀하의 팀과 협력하여 냉방 부하, 건물 제약, 선호 유체 기반의 맞춤 레이아웃을 공동 설계합니다. 2D/3D 배관 설계, 응력 해석, 상세 자재 명세를 제공합니다.

  • 프리패브리케이션 서비스: 현장 작업 복잡성 감소와 시공 품질 확보를 위해, 배관 스풀, 조립품, 밸브 그룹을 모듈식 프리패브리케이션으로 공급합니다. 모두 통제된 환경에서 인증 용접 및 압력 테스트를 거칩니다.

  • 설치 가이드: 인증 교육 프로그램을 통해 시공자는 용접, 취급, 품질보증 등의 최적 실무를 학습하여, 처음부터 안전하고 누수 없는 성능을 구현합니다.

  • 전 세계 물류: 프리패브 조립체를 전 세계 어디든 운송하여 조율 부담을 줄이고, 프로젝트 일정을 단축합니다.

이러한 통합 지원으로 설치 리스크를 줄이고, 구축 기간을 단축하며, 폴리머가 처음인 팀도 DLC 대응 유체 시스템을 안심하고 도입할 수 있습니다.

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Georg Fischer Piping Systems Ltd

Ebnatstrasse 111

8201 Schaffhausen

스위스