랙 매니폴드 제조 방법 | 액체 냉각 매니폴드

인공지능(AI), 클라우드 컴퓨팅, 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야에서 데이터 센터의 규모가 확대됨에 따라 액체 냉각 기술은 급증하는 열 부하를 관리하는 데 있어 확실한 해결책으로 자리 잡았습니다. 액체 냉각판과 냉각수 분배 장치(CDU)가 업계의 주목을 많이 받지만, 랙 매니폴드 또한 그에 못지않게 중요합니다. 랙 매니폴드는 안정적인 냉각수 분배를 가능하게 하고, 핫스왑 서버 연결을 지원하며, 고밀도 랙 아키텍처를 지원하여 전체 시설의 원활하고 효율적인 운영을 보장합니다.

랙 매니폴드란 무엇인가요?

랙 매니폴드는 열 관리를 위해 정밀하게 설계된 유체 분배 어셈블리입니다. 최적화된 유압 경로를 통해 액체를 냉각 매체로 사용하여 냉각이 필요한 각 서버 또는 장치로 효율적으로 유체 흐름을 분배합니다. 정교한 내부 채널 설계는 냉각 유체가 모든 방열 장치에 균일하고 신속하게 분배되도록 보장하여 효과적으로 열을 제거하고 낮고 안정적인 작동 온도를 유지합니다.

이미지 크레딧 : 굽힘

장점

• 탁월한 열 방출 성능: 액체 매체를 열 전도에 활용함으로써, 이 시스템은 공랭식 방식보다 훨씬 높은 열 전달 계수를 달성합니다.
• 탁월한 안정성: ISO 등급 클린룸에서 제조 및 조립되는 모든 제품은 액체 누출을 사전에 방지하기 위해 100% 헬륨 누출 테스트를 거칩니다.
• 뛰어난 확장성: 단일 또는 이중 뱅크 매니폴드로 구성 가능합니다. 단일 뱅크 장치는 12개 미만의 포트를 갖춘 10~30kW 랙을 지원하며, 이중 뱅크 장치는 16개 이상의 포트를 갖춘 50~120kW 고밀도 랙에 맞게 설계되었습니다.
• 간편한 설치 및 유지보수: 공기 유입 없는 작동을 위한 자동 환기 기능이 통합되어 있으며 온라인 유지보수를 지원합니다.

매니폴드가 중요한 이유

랙 매니폴드는 냉각수를 필요한 곳에 정확하게 공급하여 고밀도 랙이 최고 효율로 작동하도록 보장합니다. 또한 병렬 유로를 통한 압력 강하를 최소화하면서 모든 장치에 일관된 유량과 열 성능을 보장합니다.

퀵 디스커넥트(QD) 커플링의 통합은 모듈형 랙 설계와 지속적인 가동 시간 확보에 핵심적인 요소입니다. 이 커넥터는 유체 차단 기능을 갖춘 수-암 구조를 사용합니다. 결합 시 냉각판에 유체를 공급하는 회로가 형성되고, 분리 시 유체 흐름이 누출 없이 즉시 차단되어 시스템 전체를 중단하지 않고도 서버를 추가, 제거 또는 업그레이드할 수 있습니다. 펌프 기반 시스템(예: CDU)과의 이러한 시너지 효과는 안정적인 유체 역학을 유지하면서 공간 활용도와 유지보수 접근성을 최적화합니다.

랙 매니폴드용 재료 선정

랙 매니폴드는 10년에서 25년의 수명을 고려하여 설계되므로 지속적인 스트레스 하에서도 물리적, 화학적 안정성을 유지하는 재료가 필요합니다. 재료 선택은 구조적 무결성과 냉각 루프의 전기화학적 균형 모두에 영향을 미칩니다.

금속 재료

• 304/304L/316L 스테인리스강: 매니폴드의 세계적인 기준입니다. 304L 스테인리스강은 탄소 함량을 낮춰 용접 중 탄화물 석출을 방지하고 입계 부식을 제거합니다. 316L 스테인레스 스틸 몰리브덴을 함유하고 있어 습도가 높은 환경이나 냉각수 품질이 변동하는 환경에서 발생하는 공식 부식에 대한 저항성이 뛰어납니다.

• 6061 알루미늄 합금: 가벼운 무게와 높은 열전도율로 인해 널리 사용됩니다. 그러나 구리나 금이 포함된 회로에서는 갈바닉 부식에 매우 취약합니다. 따라서 알루미늄 매니폴드는 내부 양극 산화 처리와 냉각수에 고농도의 부식 억제제를 사용해야 합니다.

고분자 재료

저압 환경이나 금속 이온에 민감한 환경에서는 PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드)가 사용됩니다. PVDF는 화학적으로 불활성이며, 매우 매끄러운 내부 벽면으로 박테리아 바이오필름의 성장을 억제합니다. 또한 UL 94 V-0과 같은 데이터 센터 화재 등급을 충족합니다.

엔지니어링 애플리케이션

매니폴드는 세 가지 주요 시나리오에서 데이터 센터 액체 냉각 솔루션의 핵심 구성 요소입니다.

• 고밀도 컴퓨팅 클러스터: 대규모 AI 허브를 위해 설계되었으며, CDU 출력을 ±2%의 유량 정확도로 콜드 플레이트에 분배합니다. 이러한 정밀도는 GPU 및 CPU의 국부적인 과열을 방지하여 100kW 이상의 캐비닛에서 안정적인 출력을 지원합니다.
• 엣지 데이터 센터 솔루션: 제한된 공간 내에서 고정밀 유량 및 안정적인 압력 조절을 제공하는 경량 소형 매니폴드 설계가 필요합니다.
• 특수 설비: 군사 또는 연구 환경의 경우, 매니폴드는 간섭 방지 및 환경 부식 저항성에 대한 추가 요구 사항을 충족해야 하며, 종종 특수 냉각 매체를 사용합니다.

랙 매니폴드 제조

첨단 매니폴드의 제작은 유체 저항을 최소화하고 누출이 전혀 없는 완벽한 상태를 보장하기 위해 고정밀 공정에 의존합니다.

CNC 가공

업계 최고 수준의 정밀도를 자랑합니다. 가공 공차는 0.05mm 이내로 유지되며, 연마 정밀도는 Ra 0.8μm, 고정밀 가공의 경우 최대 Ra 0.6μm까지 요구됩니다. 매끄러운 표면은 압력 안정화에 필수적입니다.

주조

복잡한 다중 캐비닛 매니폴드 형상에 이상적입니다. 주조 정밀도는 ±0.1mm로 유지됩니다. 주조품에는 밀봉 성능을 저해하는 모래 구멍이나 기공이 없어야 합니다. 가열 냉각 내부 응력을 제거하고 구조적 안정성을 향상시키기 위해서는 필수적입니다.

진공 브레이징

산화 및 오염을 방지하기 위해 플럭스가 없는 진공 상태에서 수행됩니다. 복잡한 유로 및 고압 환경에 적합한 고강도 밀폐 접합부를 생성합니다. 진공 브레이징 공차는 0.1mm 이내로 유지됩니다.

랙 매니폴드 표면 처리

알루미늄 매니폴드의 경우, 양극 산화 처리를 통해 300~500 HV의 경도를 가진 조밀한 산화막(두께 5~20 μm)을 형성하여 기판을 부식으로부터 보호할 수 있습니다.

스테인리스강의 경우, 부동태화는 화학 반응을 통해 0.1~0.3μm 두께의 부동태층을 형성하는 과정입니다. 이 부동태층은 염화이온 부식에 대한 저항성을 세 배로 높여주므로, 글리콜이나 탈이온수와 같은 매체에 사용하기에 이상적입니다.

전해연마는 전기화학적 용해를 통해 미세한 표면 돌출부를 제거합니다. 이는 표준 부동태 처리 대비 내식성을 30배 이상 향상시키면서 표면 거칠기를 크게 줄일 수 있습니다.

품질 보증 및 검사

현장 고장을 방지하기 위해 엄격한 테스트(100% 검사)가 필수적입니다.

• 압력 및 안전: 100psi(약 6.9bar) ​​이상의 작동 압력에 적합하도록 설계되었습니다. 정격 압력의 3배에 달하는 정적 강도 테스트를 통과해야 합니다.
• 헬륨 누출 감지(ASTM E499): 완제품은 100% 헬륨 진공 테스트를 거칩니다. 헬륨의 작은 분자 크기는 미세 균열까지 감지하여 제품 수명 주기 동안 완벽한 밀봉을 보장합니다.
• 청결도 관리: 콜드 플레이트 마이크로채널은 폭이 수백 마이크론에 불과하므로, 치명적인 시스템 막힘을 방지하기 위해 매니폴드에 용접 슬래그, 금속 조각 또는 씰 마모 입자가 없음을 인증받아야 합니다.

Getzshape CNC 가공 공차 및 용량

Getzshape는 고품질 맞춤형 CNC 가공, 판금 제작, 방전 가공, 다이캐스팅 등을 제공합니다. CNC 가공 기능 매니폴드 가공에 사용되는 장비는 아래에 나열되어 있습니다.