设施与运行优化/技术文章

设施接口与系统交付

Deschutes CDU、HAC、电网扰动与OCP Ready场地尽调

11 分钟阅读·Deschutes / CDU / HAC / OCP Ready / 并网 / 交付验证

从排级功率与流量预算进入2 MW CDU和热通道设计,连接下一代设施原则、POI扰动性能、场地自评及整系统验证。

正文

AI Factory设施设计的核心是把计算容量转成可安装、可连续运行、可维护的物理能力。一个机房既要承接满载功率、冷却流量和结构重量,也要让整柜运入、泵和过滤器拆出、电源扰动后恢复,并为下一代设备保留接口。设计对象因此从单个机位延伸到机架排、冷却服务域、电气区块和并网点。

OCP Open Data Center for AI将可适配多代架构的设施、time to first token以及供应链对齐列为共同目标。Deschutes提供2 MW CDU与Redmond热通道接口的具体实现,后续下一代ML设施原则则把密度、物流及顶部空间推向新的设计包络。把这些材料结合,可以形成一条从参考设计到项目验收的工程路径。S051 pp. 7–10 S099 pp. 11–18, 53–66 S053 pp. 7–9

从设备额定值转到排级与服务域预算#

2027–2028下一代设施原则采用沿机架排长度的kW/ft组织容量。混合平均基线为25 kW/ft,并分别要求25 kW/ft液冷能力和15 kW/ft空气冷却能力;高密度区域峰值IT达到350 kW/ft,液冷与风冷分别按335和15 kW/ft规划。混合平均描述全厅负载构成,峰值描述局部高密度位置,不能把峰值乘全部排长代替真实配置。S053 pp. 8–9

两套预算必须相遇:总量预算确认变压器、UPS和冷源容量,局部预算确认某段排内母线、歧管及接口能承受的负载。本文以10 m排长作演算,25 kW/ft约为82 kW/m,对应约820 kW混合负载;其中若一小段安装高密度机器,应按其局部峰值单独扩大支路和连接能力,再检查能否在全排预算内同时运行。

冷却容量还受管径和流速限制。S053在3 m/s流速下比较连接尺寸与每千瓦流量:2英寸接口在1 L/min/kW条件下对应约365 kW,在1.5 L/min/kW下约243 kW。功率提高时,可以增大接口、增加drop数量或拆成多回路,同时验证压力损失、快接和维护空间。S053 p. 9 流量与热量的基础关系见液冷回路。

Deschutes将热交换、泵送和水质维护组合成可交付单元#

Deschutes 1.0.0的CDU热负载为2000 kW,设施侧与IT侧流量各500 GPM,目标approach温差3°C,IT侧可用压差80–90 psi,液体运行温度18–55°C。approach是IT供液温度减设施供液温度;它描述换热器两侧冷端的温差,区别于IT设备供回液温升。S099 pp. 11, 18–23, 27

下面的二次侧原图应沿过滤、泵、换热器和供水路径阅读,特别注意泵隔离阀、止回阀、过滤器与流量计的位置。每个维护断点都位于真实流路上,改变它的状态就会改变剩余水力路径。

Deschutes CDU二次侧泵 过滤 换热器与供回液路径

原图:Project Deschutes,Figure 3.3.2,物理第14页。S099 pp. 12–16

该设计采用三个双程换热器并联,降低压降并提高换热能力;两台无轴封泵按N+1组织,每台选型点为500 GPM、112 psi、37 kW。泵出口的扬程还要抵消CDU内部阻力,所以IT端可用压差与泵选型压差具有不同测量边界。S099 pp. 19–24

以水的体积流量换算,500美制GPM约为31.5 L/s。若暂取密度1 kg/L、比热4.18 kJ/(kg·K),2 MW对应的供回液温升约15.2°C,这是本文热平衡演算。PG25需要代入相应密度、比热和黏度重新计算,其泵送与压降也不同。资格试验因此要求在DI水基冷却液和PG25条件下分别验证,而非只换一张介质兼容声明。S099 pp. 18–23, 67, 79–80

过滤分成设施侧500 μm滤网、IT侧25–44 μm过滤,以及约3 GPM的0.2 μm旁流微过滤。材料接液面使用不锈钢、铜、EPDM等匹配组合,并限制特定镀镍黄铜应用。粒子控制、化学兼容、换热与泵能耗相互约束,详见冷却介质与材料。S099 pp. 12, 16, 21

控制与维护决定额定能力能否持续提供#

默认控制中,泵调速维持供回液压差,设施侧阀门维持approach温差;另可选择定流量、供液温度、回液温度、转速或阀门开度模式。两类执行器分别主要作用于水力供给与换热,调试要观察多个CDU并联、负载突变和单泵失效时的耦合响应。S099 pp. 25–28

遥测需要覆盖四个歧管的温度与绝对压力、泵转速和功耗、设施阀位、流量、漏液及电机过温。PLC通过IPv4/IPv6的Modbus/TCP读写,现场HMI与远程控制都需验证相同功能。运行数据既用于调节,也用于判断过滤压降、泵性能和换热能力是否退化。S099 pp. 26–28, 75, 80

维护空间必须在模型中真实占位。Deschutes分别给出前后拆泵、抽出过滤器、维护VFD、膨胀罐和控制面板的净空;二次侧流量计维护需要停CDU。高可用设计据此确定哪些FRU可在线更换、哪些需要隔离整个CDU,以及同一水力服务域是否还有其他可用路径。S099 pp. 25–26, 39–45

热通道是电、液、布线与结构共用的接口骨架#

Redmond围绕28英寸宽IT机架组织成排部署,机架前面对齐,深度差由封闭空间补偿;RDHx独立锚固到地面。每侧允许四条600 A母线槽,支持“4 makes 3”供电,参考接口按三路可用时每机位90 kW、1秒时间尺度定义。S099 pp. 53–55, 60–64

读下面剖面时,先看完成地面以上的四层标高,再看热通道、RDHx和两侧机架关系。100.5英寸层用于墙式歧管,115.5、127.5和139.5英寸用于布线;固定这些标高可以让多家设备在同一空间中装配。母线槽与部分设施水管的具体布置则保留项目调整余地。S099 pp. 56–60

Redmond热通道内歧管 布线 RDHx与机架的层高关系

原图:Project Deschutes,Figure 18.4,物理第57页。S099 pp. 56–59

设施代际变化需要独立管理。下表把两份设计的关键条件放在一起,表示空间包络随设备形态演进;项目采用哪套接口,应与具体机器和配套设计绑定。

设计对象 Deschutes / Redmond 下一代ML设施原则
时间与用途 2026年2月参考实现 面向2027–2028及以后
顶部空间 HAC总体高度14 ft 两busway配置最低净高18 ft,更多层级另核算
机架空间 宽28 in、深不超过50 in、高80.7–90.55 in 行布局表预留高100 in、深71 in
通道 冷通道54 in起,RDHx间热通道68.4 in起 冷通道82 in起,热通道54 in起,运输通道12 ft
重量 CDU湿重约6900 lb IT rack设计目标8000 lb,sidecar加IT组合15000 lb,另计搬运设备

对应原始条件:S099 pp. 16, 54–57 S053 pp. 7–8。

并网性能从计算负载延伸到冷却恢复#

并网点POI看到的是整个园区的聚合响应。S075定义计算负载的电压穿越与故障后有功恢复,电压按标称值的p.u.表示:0.80–0.90 p.u.至少穿越2 s,0.50–0.80为0.5 s,0.35–0.50为0.25 s,低于0.35为0.15 s。正常电压回到0.90–1.10后,故障前计算负载的90%须在2 s内恢复。S075 pp. 15–16

在0.50–0.90 p.u.期间可按电压比例降低有功,低于0.50可降至任意值;1.10–1.20 p.u.则要求维持恒功率1 s。把POI电压、整流器响应、储能及恢复过程一起建模,才能检查保护是否误跳、储能是否平滑接管和回电是否造成第二次扰动。S075 pp. 15–20

冷却负载的VFD行为单独处理,部分设备恢复需要分钟量级。计算侧能否继续运行取决于热惯性、可用流量和恢复速度。Deschutes的非理想电源验证相应要求记录泵、PLC、系统压力和流量,检查电压扰动和50/60 Hz电源切换后能否自行恢复,并检查水锤等异常。供电与冷却应在共同故障时间线上演练。S075 pp. 17–18 S099 pp. 76–78

OCP Ready提供场地尽调的分类骨架#

资料中的OCP Ready文件是具体场地自评。S074虽然标题较通用,内容实际是Lisbon LIS01的三页rev1.15表。它与其他v2表一起提供七类尽调对象:园区接入与物流、IT技术空间、电信、服务、效率、开放性及认证;每一项要结合Parameter、Result和Notes阅读。S074 pp. 1–3

分类 对AI Factory交付最有价值的检查
园区接入与物流 卸货、门洞、运入通道、坡道、货梯与搬运载荷
IT技术空间 地面均布/集中/滚动载荷、净高、供电、冷却、封闭及机位密度
电信 多样路由、MMR及其独立供电冷却、到机房路径
服务 备件、关键响应SLA、remote hands及工作空间
效率 PUE设计与实绩、WUE/CUE监测、运营协同
开放性 设计文件、PUE信息、BMS/PMS遥测访问
认证 已取得、申请中及备注说明的具体状态

v2表中的常见示例包括2.75 m高、1.6 m宽的无障碍运入通道,3000 kg级货梯,4.5 m净高、1221 kg/m²均布地面荷载、A+B电源、至少12 kW的机位密度条目,以及MQTT Broker等遥测交付选项。它们构成初筛字段,具体AI机架仍按真实满载重量、液路和电源接口验收。S076 pp. 1–3

实例差异能暴露需要深化的问题:TY1-DC1净高按3.65 m的Acceptable项申报、发电机备注40 s;TY1-DC2备注5 t货梯、4.7 m净高及机械负载先切换的顺序。Novva SLC East的货梯选择1300 kg级Acceptable项,重柜运输就需核查真实路径及设备条件。S084 pp. 1–3 S085 pp. 1–3 S090 p. 1

版本比较也要保留。Global Switch Amsterdam、Hong Kong及Stellium使用v1/rev1.4,部分净高、冷通道及发电机字段与v2不同;Aligned的七对rev1.14/rev1.15属于相同站点的版本快照。S090和S091经SHA256核对完全相同。按站点及版本归并这24份表,可得16个站点,避免将重复文件当成独立样本或把规划容量当成已交付容量。S086 pp. 1–3 S087 pp. 1–3 S088 pp. 1–2 S083 p. 1 S089 p. 1 S091 pp. 1–3

用完整系统试验收束交付#

Deschutes要求供应商在实验室搭建mock data center,安装CDU、主次侧管路和墙式歧管,先验证dry fit,再进行压力、冲洗、填充、排气、电气、通信和湿态功能测试。系统水力验证进一步接入六个具有客户规定压降/流量特性的机架模拟器,检查不同泵速下的流量、压差和功耗。S099 pp. 83–86

资格验证还覆盖压力循环、材料、运输、接地、单泵故障、维护及长周期退化。设施交付由此形成闭合证据:接口图确定“装在哪里”,设备曲线确定“能提供多少”,故障试验确定“异常时剩多少”,维护演练确定“如何恢复”。将这些证据与配置和遥测送入数字孪生,后续扩容才有可复用的工程起点。

本文引用 28 份原始资料S051OPEN DATA CENTER FOR AI ↗S053Open-Data-center-Spec-Revision-0.7.0-4 ↗S074LIS01 场地评估表(OCP Ready v2) ↗S075OCP-Base-Spec-Interface-Specification-Between-Hyperscalers-and-Utility-Grid-for-Disturbance-Performance ↗S076OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-ATL01 ↗S077OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-DFW02 ↗S078OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-DFW04 ↗S079OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-NEO01 ↗S080OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-ORD02 ↗S081OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-ORD03 ↗S082OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-PDX01 ↗S083OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-Aligned-Data-Centers-PHX04 ↗S084OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-TY1-DC1-PDG-Japan ↗S085OCP-Ready-v2-for-Hyperscale-Data-Center-Site-Assessment-v1.0-rev1.15-TY1-DC2-PDG-Japan ↗S086ocp-ready-v1-site-assessment-v1-0-rev1-4-global-switch-amsterdam-east ↗S087ocp-ready-v1-site-assessment-v1-0-rev1-4-global-switch-hong-kong-data-centre ↗S088ocp-ready-v1-site-assessment-v1-0-rev1-4-stellium-datacenters-dc1 ↗S089ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev1-14-phx04-aligned-data-centers ↗S090ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev1-15-slc-east-novva-data-center-pdf ↗S091ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev1-15-slc-east-novva-data-center ↗S092ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev1-15-slc-north-novva-data-center ↗S093ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev14-atl01-aligned-data-centers ↗S094ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev14-dfw02-aligned-data-centers ↗S095ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev14-dfw04-aligned-data-centers ↗S096ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev14-neo01-aligned-data-centers ↗S097ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev14-ord3-aligned-data-centers ↗S098ocp-ready-v2-for-hyperscale-data-center-site-assessment-v1-0-rev14-pdx01-aligned-data-centers ↗S099Project Deschutes Data Center Facilities ↗

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