Análises do setor

Refrigeração líquida: seis interfaces a definir antes de cotar

E
ETENZEditorial Team

Três propostas para o mesmo módulo podem cobrir escopos diferentes: o que separa uma da outra são as interfaces de refrigeração líquida. Antes da cotação, feche a divisão das cargas térmicas, o escopo da CDU, as condições de operação, vazão e pressão, o fluido e a resposta à perda de refrigeração — e escreva cada item no documento de cotação.

Vista conceitual em corte de um módulo de computação com refrigeração líquida: racks de servidores, CDU líquido-líquido, tubulação interna e equipamento externo de rejeição de calor

Três propostas com o mesmo título — módulo de computação com refrigeração líquida — podem conter equipamentos completamente diferentes. Uma termina nos bocais de ida e retorno na parede do módulo; outra inclui a CDU e os coletores dos racks; a terceira ainda traz o equipamento externo de rejeição de calor. As três não se comparam, e o problema não é o preço: é o escopo. Enquanto as interfaces não estiverem em desenho, em uma condição de operação declarada e sob um responsável nomeado, cada fornecedor está respondendo a uma pergunta diferente.

Este texto parte de servidores de IA com refrigeração líquida monofásica por placas frias e percorre seis grupos de interfaces que vale a pena fechar antes de enviar o pedido de cotação. Cada item termina na mesma pergunta prática: o que precisa estar escrito para que as propostas voltem comparáveis. Parte dos critérios citados vem de documentos chineses de projeto — a norma nacional chinesa GB/T 48023-2026, aplicável a sistemas de refrigeração líquida por placas frias em data centers e com entrada em vigor em 1 de fevereiro de 2027, e as normas setoriais chinesas T/CECS 1722-2024 e T/CIE 091-2020, publicadas por associações técnicas. O prefixo GB/T identifica norma nacional chinesa recomendatória, não obrigatória; o prefixo T/ identifica normas de associação, igualmente voluntárias. Nesses textos o verbo “deve” expressa a exigência do próprio documento, não uma obrigação legal. Para um projeto fora da China, eles valem como referência de engenharia: as normas obrigatórias são as do local da instalação e as que o contrato fixar, e isso também precisa constar do documento de cotação.

1. Servidores e racks: obter os modelos antes de separar as cargas térmicas

As cargas térmicas precisam ser apresentadas para uma mesma configuração: qual é a potência total do servidor, quanto disso sai pelas placas frias e quanto permanece no ar dentro do módulo. Mesmo com as GPUs em refrigeração líquida, fontes de alimentação, equipamentos de rede e componentes auxiliares continuam dissipando calor para o ar, e é esse resto que decide se o módulo ainda precisa de unidades de climatização entre racks ou de parede de ventiladores. Há ainda uma parcela que não está nos servidores: o calor que bombas, tubulação e reservatório introduzem no próprio fluido. Peça ao fornecedor que declare se a capacidade cotada da CDU e do equipamento externo já cobre esse ganho ou apenas a carga de TI.

Para a primeira rodada basta reunir os modelos de servidores candidatos, a quantidade e as dimensões dos racks, a configuração de instalação e as etapas de expansão previstas. As dimensões não podem ser herdadas do rack refrigerado a ar: racks para líquido costumam ser mais largos e mais profundos, e um arranjo feito com o passo do rack a ar devolve mais posições do que realmente cabem. Com a plataforma ainda em aberto, comparar dois ou três modelos candidatos lado a lado produz um layout mais próximo do executável do que fixar antecipadamente uma potência única por rack. O documento de cotação deve dizer qual configuração é a base da proposta e o que acontece com preço e prazo se o modelo mudar.

A geometria é onde mais se repete número sem dizer de onde ele veio. Em vez de copiar alturas livres, larguras de corredor e cargas de piso vistas em apresentações, o documento de cotação define o que é do projeto: por onde correm as linhas de líquido (sob piso elevado, aéreas ou ambas) e se dividem percurso com alimentação elétrica, comunicação e rede; que as linhas principais não passem diretamente acima nem abaixo dos racks; que líquido e eletricidade usem corredores distintos; e que espaços livres restam para retirar servidores, operar engates rápidos e manter válvulas e filtros. Vale notar que exigências geométricas de norma quase sempre vêm com uma premissa — a altura livre exigida sob o piso, por exemplo, pressupõe que tubulação e linhas elétricas compartilhem aquele espaço — e a premissa deixa de valer quando o projeto separa os percursos. Largura de corredor e capacidade de carga do piso seguem as normas de construção aplicáveis no local do projeto; quem as verifica precisa estar nomeado.

2. CDU e tubulação: levar cada ponto de transferência a uma conexão identificada

Em uma CDU líquido-líquido, um trocador de calor separa dois circuitos: o lado da fonte fria (facility water system, FWS) leva o calor ao equipamento externo de rejeição; o lado de TI (technology cooling system, TCS) alimenta os coletores dos racks e as placas frias. Cada um tem circulação própria e os fluidos não se comunicam. A dificuldade está nos nomes: “primário” e “secundário” aparecem invertidos entre documentos de fabricantes e de normas, e trocar uma palavra transfere todas as condições de um lado para o outro. Resolve-se no desenho — identifique o nome de cada circuito, o sentido do fluxo e os bocais de ida e retorno, com uma legenda na primeira folha. Como referência pública de projeto para circuitos, interfaces e manutenção existe o documento Data Center Liquid Distribution Guidance & Reference Designs, do Open Compute Project; é orientação de projeto, não um conjunto de requisitos, e não substitui as condições que o projeto tem de fixar.

A lista de fornecimento precisa descer ao item e ao responsável: equipamento externo de rejeição, conjunto de bombas do lado da fonte fria, CDU, linhas principais do módulo, coletores dos racks, mangueiras e engates rápidos, fluido e pontos de monitoramento — quem fornece, quem instala, quem enche, quem comissiona. Duas exigências desse bloco mudam o arranjo interno do módulo: válvulas de bloqueio nas linhas principais e nos ramais, filtragem nos dois circuitos e, sobretudo, a possibilidade de trocar elementos filtrantes e dispositivos de purga e drenagem sem parar o sistema. Isso não significa desmontar sob pressão: o trecho em manutenção é isolado e despressurizado antes. Significa que precisa existir um caminho de filtragem reserva capaz da vazão necessária — filtro duplex com comutação é a solução usual; colocar apenas válvulas nas duas pontas de um filtro simples interrompe aquela linha de alimentação quando ele sai de operação. Qualquer que seja a escolha, o conjunto de válvulas e o espaço para operá-lo ocupam área dentro do módulo. Escreva no documento de cotação se a manutenção sem parada é exigida e que parte do sistema precisa continuar operando durante ela.

O ponto de transferência deve cair sobre um flange, engate rápido ou terminal com número, acompanhado do fornecedor da contraparte, da especificação da conexão, do material de vedação e da posição de montagem. Os métodos de união aceitos variam com o diâmetro da linha, e isso é decisão de projeto, não detalhe de obra: defina, por faixa de diâmetro, o que é aceito — solda, flange, união por braçadeira, rosca — e o que fica excluído, além de quem executa e quem ensaia cada junta. A pré-fabricação joga a favor aqui: as linhas principais de maior diâmetro saem soldadas e ensaiadas em fábrica, em vez de montadas no local. Coordenadas dos bocais externos, fechamentos para transporte e sequência de ligação em campo precisam corresponder ao desenho de conjunto do módulo.

Esquema funcional dos dois circuitos de refrigeração líquida: no lado da fonte fria (FWS), a bomba impulsiona o líquido do resfriador a seco até o canal FWS do trocador de placas e de volta ao resfriador; no lado de TI (TCS), a bomba da CDU leva o líquido do canal TCS do trocador ao coletor de ida, distribui às placas frias dos servidores e o traz de volta ao trocador pelo coletor de retorno. Os dois canais ficam isolados e transferem apenas calor.
Esquema funcional: azul é ida, laranja é retorno; FWS e TCS trocam calor sem misturar os fluidos.

3. Condições térmicas: comparar capacidade no mesmo ponto de operação

CDU e equipamento externo só se comparam sobre uma mesma tabela de condições: carga térmica, temperaturas de ida e retorno dos dois circuitos, vazões, fluido e condições ambientais de projeto. O documento de cotação deve listar em conjunto a temperatura de entrada de líquido admitida pelos servidores, as temperaturas de projeto de ida e retorno dos dois lados da CDU e a diferença de temperatura nas extremidades do trocador, e exigir do fornecedor os dados de desempenho na carga, no fluido e na vazão de destino. O controle de condensação se define depois, a partir do ponto de orvalho do ambiente onde o equipamento realmente fica. A capacidade de troca indicada na placa de identificação vale para as condições em que foi declarada: mudou a temperatura de alimentação ou a diferença nas extremidades, ela precisa ser reavaliada.

Com resfriador a seco, a temperatura é empurrada do servidor para fora um degrau de cada vez: que temperatura de entrada de líquido o servidor admite, quanta diferença a CDU consome no trocador, que temperatura de alimentação o lado da fonte fria precisa entregar e se o resfriador a seco alcança esse valor na temperatura de bulbo seco de projeto do verão local. Material de fabricantes traz faixas empíricas de aproximação entre a água de saída e o ar ambiente; elas servem para ver a direção — quanto mais alto o bulbo seco, mais alta a temperatura de água possível, até o ponto em que a rejeição a seco isolada não alcança mais a entrada admitida pelo servidor — e não como regra válida para todo equipamento. Nenhum número dessa natureza entra na proposta: o que entra é o dado de seleção do equipamento específico na carga, no fluido e na vazão de destino. O critério para decidir se há necessidade de resfriamento adjunto, como sistema adiabático ou torre em paralelo, é a capacidade de rejeição na condição de projeto, e não o fato de o local ser considerado quente. Exija que o fornecedor declare a condição ambiental usada na seleção e se esse resfriamento adjunto está incluído no preço.

Na entrada da seleção há um item que costuma ficar de fora: qual base meteorológica sustenta o equipamento externo. O documento de cotação deve dizer de que estação vêm os dados, que série histórica ou percentil de bulbo seco e úmido é adotado e se está somado o acréscimo de temperatura provocado pelo próprio arranjo — recirculação entre equipamentos, superfícies quentes, ilha de calor local. É aí que duas propostas com a mesma capacidade nominal deixam de ser equivalentes. Dentro do módulo, o par a observar é o ponto de orvalho e a temperatura superficial dos componentes frios da tubulação: dele saem isolamento térmico, monitoramento de condensação e ações de controle. Os equipamentos de refrigeração a ar têm condições próprias de seleção, para que o calor que não passa pelas placas frias também tenha um responsável.

4. Vazão e pressão: verificar separadamente a distribuição e os limites dos componentes

Se a CDU traz bombas, o diferencial de pressão que ela oferece ao circuito externo precisa cobrir, na vazão de projeto, todo o percurso mais desfavorável: linhas principais, válvulas, filtros, coletores, mangueiras, engates rápidos e a perda de carga do próprio servidor. Quando o fabricante informa o diferencial total da bomba, o valor utilizável só aparece depois de descontadas as perdas internas da CDU — peça as duas informações separadas. Peça também a faixa de vazão dentro da qual a CDU mantém regulagem automática e a tolerância de temperatura de alimentação garantida nessa faixa. Isso pesa mais do que parece em obras por etapas: com metade dos racks instalados, o ponto de operação pode cair abaixo da faixa em que o equipamento ainda controla.

“A vazão total está atendida” e “cada servidor recebe o que precisa” são afirmações diferentes. A norma nacional chinesa GB/T 48023-2026 — documento recomendatório, aplicável a sistemas de refrigeração líquida por placas frias em data centers, com entrada em vigor em 1 de fevereiro de 2027 — transforma a distribuição em três indicadores mensuráveis: entre as saídas de um mesmo distribuidor, a diferença entre a maior e a menor vazão não passa de 10% da média das saídas; entre os ramais do lado de TI (TCS), o desvio também fica em 10%; e a resistência hidráulica de placas frias de mesma especificação não varia mais de ±10%. Fora da China esses limites não obrigam ninguém — por isso, se o projeto os quiser, precisam entrar no documento de cotação como exigência contratual, com o método de medição junto. E há um ponto que nenhum deles cobre: distribuição uniforme não é sinônimo de vazão suficiente, já que os ramais podem estar todos uniformemente abaixo do necessário. Confirme por escrito, além dos três indicadores, a vazão que cada rack e cada servidor recebem na condição de projeto. As duas confirmações podem ser pedidas já na fase de cotação e ambas são verificáveis em ensaio.

A resistência à pressão se verifica componente a componente. O ponto de partida não é um valor de sistema, e sim a pressão máxima de trabalho admissível declarada pelo fabricante de cada item; a pressão de ensaio é outra grandeza, usada para verificar aquela, e não serve para deduzir a que pressão um componente pode trabalhar de forma permanente. A pressão admissível do circuito inteiro é a do componente mais fraco, que pode ser o engate rápido, mas também o coletor, a mangueira, uma válvula ou o trocador: levante a lista dos componentes pressurizados e confira modelo por modelo. Para os ensaios, o documento de cotação precisa fixar caso a caso o objeto ensaiado — placa fria, coletor, CDU, linha ou módulo completo —, o fluido de ensaio, a pressão, o tempo de espera e a leitura aceita como aprovação. Procedimentos publicados para um componente específico não valem como método de aceitação do módulo inteiro. Os pontos de medição também ficam definidos em documento, com pressão manométrica, pressão absoluta e diferencial de pressão tratados separadamente.

5. Fluido e pressurização: incluir o primeiro enchimento e a manutenção

O fluido de refrigeração, as placas frias, o trocador, a tubulação, as vedações e os engates rápidos formam um conjunto único, e a variável que comanda esse conjunto é o metal da placa fria. A T/CECS 1722-2024, norma de associação chinesa de caráter recomendatório, separa por material a faixa de pH que recomenda: de 8,0 a 10,0 para placas frias de cobre e de 7,5 a 9,5 para placas de alumínio, com uma sobreposição estreita entre as duas. Os inibidores de corrosão também vêm separados — sais de ácidos orgânicos nos sistemas de alumínio, compostos azólicos nos de cobre — e, quanto à convivência de alumínio e cobre em um mesmo circuito de fluido, o documento a desaconselha pelo risco de corrosão do alumínio. Essas faixas valem para os sistemas dentro do campo de aplicação daquela norma; fora da China, só passam a valer se o documento de cotação disser expressamente que o projeto as adota. Daí a conclusão prática: o metal da placa fria é condição de interface, não detalhe. Declare o metal das placas frias e de todas as peças molhadas, o fluido, a concentração de uso e o fabricante, e exija uma confirmação escrita de compatibilidade que cubra essa lista inteira, com faixa de pH, inibidor e intervalo de análise e de reposição. Escrever “usar água deionizada” não substitui nenhuma dessas confirmações.

Sobre materiais circula uma versão mais severa do que a fonte. A norma nacional chinesa GB/T 48023-2026 não proíbe tubulação galvanizada; nela o aço inoxidável aparece como recomendação, não como exigência. O que ela exige é outra coisa: todo material em contato com o fluido deve ser compatível com ele. E traz uma proibição explícita, essa sim fácil de verificar — vedação com fita de politetrafluoretileno ou adesivo de rosca não é aceita. Para a cotação, o que se pede é a lista de materiais molhados com a declaração de compatibilidade do fabricante do fluido, o método de vedação de cada tipo de junta e a instrução de fabricação correspondente. Na inspeção em fábrica isso se confere junta por junta.

A interface de pressurização tem três informações: capacidade do vaso de expansão, pressão de pré-carga e ponto de conexão, definidos pelo volume de líquido do circuito, pela variação de temperatura e pelas pressões nos nós. Somam-se a elas os pontos de reposição e de purga, com responsável, e o ajuste da proteção contra sobrepressão. Como trocadores e válvulas de bloqueio dividem o sistema em trechos, cada trecho é confirmado separadamente, inclusive os volumes de líquido que ficam confinados depois de fechada uma válvula. O escopo da proposta ainda precisa nomear a limpeza em fábrica, o fechamento e a preservação para transporte, a lavagem em campo, o primeiro enchimento, a análise de amostra e os consumíveis: defina o procedimento de lavagem — fluido, tempo de circulação, critério de limpeza —, a troca de todos os elementos filtrantes antes do enchimento definitivo e quem assina cada etapa. Sem isso, a tubulação limpa em fábrica perde a condição na primeira semana de obra.

6. Perda de refrigeração: transformar alarmes em ações executáveis

Perda de refrigeração no lado da fonte fria, parada da bomba da CDU, vazão insuficiente em um ramal, vazamento e perda de comunicação entram na matriz de intertravamento como eventos distintos, cada um com ponto de detecção, destinatário do alarme, ação de comutação ou isolamento e o momento em que o sistema de controle de TI é avisado para reduzir carga ou executar parada ordenada. A norma nacional chinesa lista detecção de vazamento, alarme e localização do ponto de vazamento, e estende a exigência às linhas do lado da fonte fria que entram na sala de TI; o fechamento automático não aparece na lista. Uma norma não exigir algo não quer dizer que o projeto não precise, nem que aquilo seja sempre opcional: se haverá fechamento automático, quem o comanda e sob que condição são decisões do projeto, e vão escritas na matriz e no escopo de fornecimento. Não é seguro supor que o outro lado já incluiu.

“Integrar ao sistema de supervisão” só significa alguma coisa quando vira lista de pontos e de permissões: que dados são apenas de leitura, que comandos podem ser escritos, quem os emite, em que estado o equipamento permanece se a comunicação cair e como ele volta a operar depois. Um dos pontos de monitoramento toca diretamente o projeto do invólucro: a medição do ponto de orvalho. Ela obriga a distribuir sensores de temperatura e umidade em posições representativas dentro do módulo, e a posição escolhida decide se as ações contra condensação disparam sem motivo — é informação que o lado do invólucro mostra em desenho. Na mesma linha estão as bandejas de coleta sob tubulação e CDU e a sua ligação à drenagem: coleta e drenagem pertencem ao corpo do módulo, então a divisão de fornecimento precisa dizer quem as executa e quem as verifica na inspeção.

Para discutir por quanto tempo o sistema aguenta depois de uma falha, coloque na mesa o cenário de falha, a capacidade de circulação remanescente, o volume de líquido que de fato participa da troca, a elevação de temperatura admitida e o perfil de redução de carga. Parada a bomba de circulação, o volume de um reservatório distante deixa de contar como reserva disponível aos servidores. Na alimentação elétrica há um ponto em que os documentos consultados convergem: a CDU deve ser alimentada por fonte ininterrupta. Se controladores e os equipamentos de refrigeração a ar indispensáveis também recebem alimentação de reserva, e por quanto tempo, decide-se junto com a sequência de redução de carga e desligamento dos servidores — e essa lista de cargas entra no documento de cotação.

Três documentos para levar a cotação até uma entrega verificável

Percorridos os seis grupos, três documentos ficam prontos: um diagrama de princípio com equipamentos e interfaces numerados, uma lista de interfaces com condições de operação e divisão de responsabilidades, e uma matriz de intertravamento e aceitação que vá da detecção à recuperação. Boa parte dos critérios citados aqui cai direto no terceiro: desvio de distribuição de vazão, tolerância de temperatura de alimentação, queda de pressão nos ensaios de estanqueidade por componente, pontos de localização de vazamento — tudo mensurável e registrável já na aceitação em fábrica. A aceitação em campo verifica depois o comportamento com a fonte de frio real, os servidores e o sistema de supervisão efetivamente conectados.

A partir de uma configuração de servidores definida, a ETENZ pode assumir a fabricação da estrutura do módulo pré-fabricado e a disposição dos equipamentos, além da integração dos sistemas elétrico, de gestão térmica, de proteção contra incêndio e de segurança, fornecendo, conforme a divisão de responsabilidades do projeto, o invólucro, a pré-fabricação de interfaces ou o módulo equipado, inclusive em cooperação OEM/ODM. Alinhar antes as posições dos bocais, os suportes, os espaços de manutenção, a coleta e a drenagem, os pontos de controle e os documentos de aceitação reduz bastante a alteração improvisada de tubulação e a repetição de testes integrados depois da chegada ao local.

Para abrir a cotação, tenha à mão os modelos de servidores candidatos, a lista de racks, as condições ambientais do local e os dados da fonte de frio existente, mais a divisão de quem fornece o quê. À medida que modelo e condições de interface se fecham, layout, seleção e preço passam a girar sobre a mesma base. Os critérios técnicos citados no texto vêm da norma nacional chinesa GB/T 48023-2026, especificação técnica para sistemas de refrigeração líquida por placas frias em data centers, com entrada em vigor em 1 de fevereiro de 2027, e das normas setoriais chinesas T/CECS 1722-2024 e T/CIE 091-2020; são documentos recomendatórios e devem ser conferidos no original quanto a cláusulas e campo de aplicação. Para um projeto fora da China, as normas obrigatórias continuam sendo as do local da instalação e as que o contrato fixar.

Tags

interfaces de refrigeração líquidadimensionamento de CDUpressão diferencial em racksqualidade da água em data centerspressurização do circuito de refrigeração

Compartilhar matéria

Obrigado por compartilhar o conteúdo da ETENZ