डेटा सेंटर किस कूलेंट का उपयोग करता है? वॉटर-ग्लाइकॉल, डाइइलेक्ट्रिक फ्लूइड्स, और रसायन विज्ञान जो तय करता है

यदि आप पूछें कि लिक्विड-कूल्ड डेटा सेंटर के अंदर कौन सा तरल बहता है, तो इसका ईमानदार उत्तर है: यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कौन सा लूप खोलते हैं। AI सर्वरों की एक पंक्ति के पीछे स्थित कोल्ड प्लेट लूप में जंग अवरोधक पैकेज (corrosion inhibitor package) के साथ फ्लोरोसेंट-रंग का वॉटर-ग्लाइकॉल मिश्रण बहता है। हॉल के अंत में रखे इमर्शन टैंक में एक डाइइलेक्ट्रिक फ्लूइड (dielectric fluid) होता है, जिसकी कीमत प्रति लीटर दस से तीस गुना अधिक होती है। टू-फेज इंस्टॉलेशन अभी भी ऐसे रसायनों पर चल रहा हो सकता है, जिसका निर्माण बंद करने की घोषणा निर्माता पहले ही कर चुका है। फ्लूइड एक इंजीनियरिंग निर्णय है जिसका थर्मल प्रदर्शन, पंप ऊर्जा, रखरखाव अंतराल, नियामक जोखिम और दस से पंद्रह साल के बुनियादी ढांचे के जीवनकाल पर कुल लागत पर प्रभाव पड़ता है। यह मार्गदर्शिका 2026 में कूलेंट परिदृश्य का सटीक चित्रण करती है: प्रत्येक फ्लूइड परिवार क्या है, उद्योग ने जो चुना वह क्यों चुना, वह रसायन विज्ञान जो एक स्थिर लूप को जंग लगने वाले लूप से अलग करता है, और इस चुनाव का इसे स्थानांतरित करने वाले पंपों के लिए क्या अर्थ है।

दो परिवार, एक विभाजन रेखा: चालकता (Conductivity)

प्रत्येक डेटा सेंटर कूलेंट दो परिवारों में से एक से संबंधित है। पानी आधारित फ्लूइड्स, जिनमें अवरोधित वॉटर-ग्लाइकॉल मिश्रण प्रमुख हैं, प्रति डॉलर सर्वश्रेष्ठ थर्मल प्रदर्शन प्रदान करते हैं और डायरेक्ट-टू-चिप लूप में हावी हैं; वे बिजली का संचालन करते हैं, इसलिए वे सीलबंद प्लंबिंग के अंदर रहते हैं और डिज़ाइन के अनुसार कभी भी लाइव घटकों को नहीं छूते हैं। डाइइलेक्ट्रिक फ्लूइड्स, जिनमें सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन, एस्टर और फ्लोरोकार्बन शामिल हैं, अपनी शुद्ध अवस्था में बिजली का संचालन नहीं करते हैं, यही बात इमर्शन (डुबाने) को संभव बनाती है: सर्वर को सीधे डुबोया जा सकता है। यह विभाजन रेखा हर डाउनस्ट्रीम निर्णय से होकर गुजरती है। हीट ट्रांसफर में वॉटर-ग्लाइकॉल जीतता है, जिसकी थर्मल चालकता डाइइलेक्ट्रिक तेलों की तुलना में पांच से दस गुना अधिक होती है, और लागत में यह दसवें से तीसवें हिस्से तक होता है, यही कारण है कि NVIDIA, AMD, और प्रमुख ODM पारिस्थितिकी तंत्र कोल्ड प्लेट प्रणालियों के लिए पानी आधारित रसायन विज्ञान निर्दिष्ट करते हैं। डाइइलेक्ट्रिक फ्लूइड्स वह एक क्षमता जीतते हैं जो पानी में कभी नहीं हो सकती: सीधा संपर्क।

वॉटर-ग्लाइकॉल: PG25 वास्तव में क्या है

डायरेक्ट-टू-चिप कूलिंग का मुख्य आधार PG25 है: विआयनीकृत (deionized) पानी में मात्रा के हिसाब से 25 प्रतिशत प्रोपलीन ग्लाइकॉल, जो एक अवरोधक पैकेज, एक pH बफर और रिसाव का पता लगाने के लिए एक फ्लोरोसेंट डाई ले जाता है। एक विशिष्ट विनिर्देश -10°C के करीब हिमांक (freezing point), 101.4°C पर क्वथनांक, 8.0 और 10.5 के बीच pH, और शुद्ध पानी के 0.89 cP के मुकाबले 20°C पर लगभग 2.5 cP की श्यानता (viscosity) दिखाता है। ग्लाइकॉल सामग्री स्पष्टीकरण की हकदार है, क्योंकि इसे व्यापक रूप से गलत समझा जाता है: मिश्रण थर्मल रूप से शुद्ध पानी की तुलना में खराब प्रदर्शन करता है, कम गर्मी का संचालन करता है और अधिक पंपिंग ऊर्जा की मांग करता है। सुविधाएँ उस दंड को उस चीज़ के लिए स्वीकार करती हैं जो ग्लाइकॉल पैकेज प्रदान करता है: जंग अवरोधक जो तांबे की कोल्ड प्लेट्स और मिश्रित-धातु मैनिफोल्ड्स की रक्षा करते हैं, जैविक विकास का दमन जो माइक्रोन-स्केल चैनलों को अवरुद्ध कर देगा, शिपिंग, कमीशनिंग और निष्क्रिय स्थितियों को कवर करने वाला एक मामूली फ्रीज और बॉइल मार्जिन, और बहु-वर्षीय रासायनिक स्थिरता। एकाग्रता एक डायल है: PG25 लगभग 130 kW प्रति रैक तक की विशिष्ट तैनाती को कवर करता है, जबकि PG55 बाहरी संयंत्र जोखिम के लिए फ्रीज सुरक्षा को -40°C तक बढ़ाता है, लेकिन इसके लिए श्यानता और अधिक हो जाती है।

प्रोपलीन ग्लाइकॉल (PG) एथिलीन ग्लाइकॉल (EG) की थोड़ी बेहतर फ्रीज सुरक्षा, कम श्यानता और उच्च चालकता के बावजूद सर्वर-साइड स्थिति रखता है। निर्णायक कारक विषाक्तता और हैंडलिंग हैं: PG की कम तीव्र विषाक्तता व्यस्त तकनीकी स्थानों में रिसाव-प्रतिक्रिया के बोझ को कम करती है, और यह एल्यूमीनियम घटकों के साथ अधिक सौम्य व्यवहार करता है। EG सुविधा पक्ष (facility side) पर बना रहता है, जहाँ लूप प्लांट रूम में रहते हैं और मौजूदा बुनियादी ढांचा इसके चारों ओर बनाया गया था।

वह रसायन विज्ञान जो स्थिर लूप को जंग लगने वाले लूप से अलग करता है

ASTM D1384 के तहत तुलनात्मक संक्षारण (corrosion) परीक्षण निषेध (inhibition) के मूल्य को ठोस बनाता है: एक तैयार PG25 फ्लूइड तांबे को लगभग 0.03 मिल्स प्रति वर्ष की दर से जंग लगाता है, जबकि सादे पानी के लिए 0.08 और अनियंत्रित प्रोपलीन ग्लाइकॉल के लिए 0.16 है। अवरोधक पैकेज काम करता है, आमतौर पर तांबे की रक्षा करने वाले एज़ोल यौगिक, एल्यूमीनियम को निष्क्रिय करने वाले मोलिब्डेट या सिलिकेट, और कार्बनिक एसिड बफर जो pH को 7.0 से 8.5 बैंड में रखते हैं जहाँ सुरक्षा प्रभावी रहती है। तीन अनुशासन इसके बाद आते हैं। पहला, आधार पानी को विआयनीकृत किया जाना चाहिए; नल के पानी में मौजूद क्लोराइड और कठोरता उन्हीं धातुओं पर हमला करते हैं जिनकी रक्षा अवरोधक करते हैं। दूसरा, अवरोधक भंडार समय और तापमान के साथ कम हो जाते हैं, इसलिए फ्लूइड एक निर्धारित कार्यक्रम पर आवधिक विश्लेषण और पुन: निषेध चाहता है। तीसरा, वर्षों की सेवा में ग्लाइकॉल ऑक्सीकृत हो जाता है, और ऑक्सीकरण उत्पाद एसिड होते हैं; एक लूप जिसका रसायन विज्ञान कभी परीक्षण नहीं किया जाता है, चुपचाप अनियंत्रित फ्लूइड की जंग दरों की ओर खिसक जाता है।

डाइइलेक्ट्रिक फ्लूइड्स: इमर्शन रसायन विज्ञान

इमर्शन फ्लूइड्स तीन रासायनिक परिवारों में आते हैं जिनकी विशिष्ट व्यापारिक स्थितियाँ हैं:

• सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन: अत्यधिक परिष्कृत तेल और सिंथेटिक बेस स्टॉक। सबसे कम लागत और सबसे सरल निपटान, उच्च श्यानता के साथ जो घने विन्यास और वास्तविक ज्वलनशीलता (flammability) विचारों में गर्मी हटाने को सीमित करता है।
• फ्लोरोकार्बन: ऐतिहासिक प्रदर्शन बेंचमार्क, जिसमें 3M का Novec परिवार शामिल है, जिसका क्वथनांक 34 से 76°C और डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ 40 kV/mm से ऊपर है। यह परिवार सीधे PFAS नियामक मार्ग पर स्थित है।
• सिलिकॉन तेल और एस्टर: बेहतर बायोडिग्रेडेबिलिटी और कम विषाक्तता वाले उभरते विकल्प, जो मामूली थर्मल दंड और कम दीर्घकालिक फील्ड डेटा का व्यापार करते हैं।

परिचालन वास्तविकता दो सबक जोड़ती है जो डेटाशीट में छोड़ दिए जाते हैं। फ्लूइड चिपकता है: एक टैंक से निकाला गया एक सर्वर कई लीटर अपने साथ ले जाता है जिसे पकड़ा जाना चाहिए, टॉप अप किया जाना चाहिए, और रखरखाव जीवन भर हिसाब में रखा जाना चाहिए। और डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ एक नष्ट होने वाली संपत्ति है। एक सह-स्थान ऑपरेटर ने अठारह महीनों में ब्रेकडाउन वोल्टेज को 40 kV से 28 kV तक गिरते देखा क्योंकि नमी और कण टैंक में प्रवेश कर गए, जो सैकड़ों हजारों डॉलर में मापा गया एक अनियोजित फ्लूइड प्रतिस्थापन और क्लीन-आउट में समाप्त हुआ। परिपक्व इमर्शन कार्यक्रमों में एक स्थायी अनुशासन के रूप में आवधिक डाइइलेक्ट्रिक परीक्षण शामिल है।

PFAS का सवाल जो टू-फेज कूलिंग को नया आकार दे रहा है

टू-फेज इमर्शन फ्लोरोकार्बन रसायन विज्ञान पर बनाया गया था, और आधार हिल गया: 3M ने 2022 के अंत में घोषणा की कि वह 2025 के अंत तक सभी PFAS से संबंधित विनिर्माण से बाहर हो जाएगा, Novec लाइन को बंद कर देगा जिसने वाणिज्यिक टू-फेज तैनाती को स्थिर किया था। REACH के तहत EU का सार्वभौमिक PFAS प्रतिबंध प्रस्ताव और गैर-जरूरी उपयोगों को लक्षित करने वाले नियमों का US EPA मूल्यांकन एक ही दिशा में इशारा करता है, संभावित प्रतिबंध दस से पंद्रह साल के बुनियादी ढांचे के मूल्यह्रास चक्रों के खिलाफ तीन से पांच वर्षों के भीतर आ सकते हैं। Novec के बाद का परिदृश्य तीन तरह से खंडित होता है: Syensqo की Galden लाइन जैसे आपूर्तिकर्ताओं से सेकेंडरी-मार्केट HFE फ्लूइड्स, जो समान नियामक जोखिम उठाते हैं; GPU-स्केल लोड पर विवादित PFAS वर्गीकरण और सीमित थर्मल डेटा के साथ HFO-आधारित फ्लूइड्स; और हाइड्रोकार्बन टू-फेज फ्लूइड्स जिनकी ज्वलनशीलता ने अब तक पैमाने पर वाणिज्यिक तैनाती को अवरुद्ध कर दिया है। Novec-आधारित सिस्टम चलाने वाले ऑपरेटरों को इन्वेंट्री, योग्यता और संक्रमण योजनाओं की आवश्यकता होती है जो पहले से ही गति में हैं, और नई टू-फेज परियोजनाओं को एक ऐसी फ्लूइड रणनीति की आवश्यकता होती है जो नियामक क्षितिज तक जीवित रहे।

फ्लूइड पंप के लिए क्या तय करता है

प्रत्येक कूलेंट संपत्ति सर्कुलेशन पंप पर उतरती है। श्यानता (Viscosity) शाफ्ट शक्ति सेट करती है: ठंडी आपूर्ति तापमान पर PG25 पानी की श्यानता के लगभग तीन गुना के करीब चलता है, और पंप कर्व्स और मोटर्स को उस सबसे ठंडी स्थिति के लिए कम (derate) किया जाना चाहिए जिसे लूप देखेगा, ग्लाइकॉल की खराब चिकनाई सिलिकॉन कार्बाइड जैसी कठोर असर सामग्री के पक्ष में है। रसायन विज्ञान गीली सामग्री (wetted materials) सेट करता है: अवरोधक पैकेज एक संगत सामग्री सेट मान लेते हैं, और स्टेनलेस स्टील गीले रास्ते मोनोमेटेलिक या मान्य मिश्रित-धातु डिज़ाइनों के साथ संरेखित होते हैं जिनका OEM व्हाइटलिस्ट वर्णन करते हैं। डाइइलेक्ट्रिक फ्लूइड्स एक अलग जोड़ी को जन्म देते हैं: कम चिकनाई और विशिष्ट इलास्टोमेर संगतता आवश्यकताएं, रिसाव की रोकथाम (containment) को फ्लूइड लागत और हाउसकीपिंग के लिए महत्व दिया जाता है क्योंकि फ्लूइड स्वयं गैर-प्रवाहकीय है। इन सभी में, स्थिरांक नियंत्रण (containment) है: एक लूप जो लीक नहीं कर सकता, फ्लूइड निवेश और उसके आस-पास के उपकरणों दोनों की रक्षा करता है, यही कारण है कि MDW श्रृंखला जैसे सील-लेस मैग्नेटिक ड्राइव पंप इस कर्तव्य में लगातार दिखाई देते हैं, पूर्ण चयन ढांचे के लिए AI डेटा सेंटर लिक्विड कूलिंग पंप चयन गाइड देखें और लूप आर्किटेक्चर संदर्भ के लिए कूलेंट डिस्ट्रीब्यूशन यूनिट (CDU) क्या है देखें।

कूलेंट चयन चेकलिस्ट

1. आर्किटेक्चर पहले: कोल्ड प्लेट लूप अवरोधित वॉटर-ग्लाइकॉल लेते हैं; इमर्शन डाइइलेक्ट्रिक लेता है; फ्लूइड हमेशा आर्किटेक्चर का पालन करता है।
2. वास्तव में आवश्यक फ्रीज मार्जिन तक एकाग्रता, क्योंकि ग्लाइकॉल का प्रत्येक अतिरिक्त बिंदु थर्मल प्रदर्शन और पंप ऊर्जा खर्च करता है।
3. अवरोधक पैकेज और pH बैंड लूप की धातुकर्म से मेल खाता है, जिसमें गैर-परक्राम्य (non-negotiable) आधार के रूप में DI पानी होता है।
4. रसायन विज्ञान रखरखाव योजना: विश्लेषण अंतराल, पुन: निषेध नीति, और इमर्शन के लिए, डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ परीक्षण।
5. बुनियादी ढांचे के मूल्यह्रास कार्यक्रम के विरुद्ध फ्लोरिनेटेड फ्लूइड्स के लिए नियामक क्षितिज।
6. पंप अनुकूलता: ठंडे-तापमान की श्यानता, बेयरिंग सामग्री, और गीली धातुकर्म (wetted metallurgy) की पुष्टि चुने हुए फ्लूइड के विरुद्ध की गई।

Aulank Pump वॉटर-ग्लाइकॉल और डाइइलेक्ट्रिक कूलेंट सर्कुलेशन के लिए सील-लेस भंवर मैग्नेटिक ड्राइव पंप (seal-less vortex magnetic drive pumps) बनाती है, जिसमें स्टेनलेस गीले रास्ते, हीलियम लीक-परीक्षणित नियंत्रण, और -196°C से +400°C तक मीडिया रेटिंग होती है। हमें अपना कूलेंट विनिर्देश और लूप डेटा भेजें, और हमारी इंजीनियरिंग टीम सामग्री की पुष्टि के साथ एक मेल खाने वाला पंप वापस करेगी। इंजीनियरिंग सहायता के लिए हमसे संपर्क करें।