Google 2MW 液冷机房CDU阐述
发布时间:2026-06-12
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Google在2025年8月底的OCP公开发布了他们的第五代CDU Deschutes(德舒特)的设计细节,笔者总结了学习笔记,一直想写篇文章,与业内同行分享下笔者的想法,奈何琐事缠身,在10月初DCW新加坡展会上就给零氪1+1许了承诺,但一直没兑现,趁最近不忙,站在一个CDU研发者和用户的双重视角,把心得总结下:
文章详细介绍了设计技术要求(机械、热、水力、功能、电气、安全等方面),器件供应商信息,生产制造要求,产品的应用场景以及维护和服务等内容。
本文导读】
1,Google首次采用技术开源方式分享CDU设计,算是行业的一次尝试与探索
2,简洁的管路设计,产品一致性更好
3,首次提出膨胀罐直通式方案,解决了业内“死水”区域的痛点
 01.Google CDU 设计上的一些创新点 
1.二次侧输出压头非常高,达到5.5~6.2bar,远超国内不超过3bar的技术要求,推测二次管网存在长距离输送,液冷机柜末端EV阀调节等情况。
2.水泵采用自密封磁力泵,本次样机采用SPECK(斯贝克)品牌,高扬程水泵。型号为TOEMA65-200(原始文档TOEMA065200,怀疑为笔误),根据性能推测,采用60Hz,转速为3500rpm)。
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3.采用3个板式换热器并联的方案,该方案与XDU1350设计理念类似,经过实际研究,在流量/冷量超过一定规格后(根据笔者经验,大约在600kW或者50m³/h左右),多板换并联可以有效降低板换水阻,且实现COSTDOWN,可靠性更高。
4.ATD从过去4~5℃降低至3℃,实际曲线甚至小于2℃,可以实现更久的FreeCooling时长,提升能效。
5.采用Victaulic卡箍,配合EPDM软管进行主管路设计。软管连接用了对夹卡盘(Tri-clamp fittings),部分检修蝶阀/板换出口采用Victaulic管道连接系统(角度公差angular tolerance 挠性连接)。
 
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 6.钎焊板换特殊设计(品牌为Alf-laval,型号为CB210-276AH):“躺倒”布置,接口都在一侧,且Alf-laval接管支持Victaulic卡箍接口(下侧),二次侧上进下出不交叉,一次侧下进上出不交叉。笔者认为,随着国外一线品牌(CoolIT,Munter等)使用Victaulic产品,水泵、板换、蝶阀选配Victaulic接口将成为一种技术优势。
 
7.二次侧主过滤采用3个25~44μm精度过滤器,此外增加1个0.2μm高精度旁滤,旁滤最大流量为11.36lpm。每个过滤器两侧的蝶阀非常紧凑。
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8.一次侧过滤器的旁路方案非常紧凑,且所有过滤器采用直角过滤器。
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 9.直通式膨胀罐或膨胀水箱(Flow-through expansion tank),但是设计图纸中未见此物。根据笔者经验,直通式膨胀罐一直是国内梦寐以求的产品,可以有效去除“死水”区域,避免细菌滋生,希望可以推动膨胀罐厂商做定制开发。
 
10.压力传感器用无滴漏接头进行热插拔更换,继承了Rittal CDU的产品特点。
 
11.参与控制的二次侧进出口温度/压力传感器都用了3个传感器做备份。
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12.虽然二次侧提到了pH和电导率传感器,但文中的设计图纸和传感器清单(见上表)均未提及。
 
13.配电设计也与国内略有不同,系统中没有ATS,两路供电各自给一台水泵供电,在控制供电方面,跟国内相同:两个PDU+冗余模块给控制器和传感器供电。
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14.从上图可以看出,配电增加了两路SPD防雷功能(SP1,SP2),并对电压和相序进行监控(PD1,PD2)。
 
15.变频器采用ABB品牌ACH580自带谐波治理功能变频器,50%~100%负荷,THDv<8%,THDi<20%。
 
16.一次侧水阀控制,创新性地提出了以ATD为控制目标。
 
 02.Google CDU设计上的一些思考 
 
1.换热量“虚标”:规格定义2MW,但实际服务器散热核心指标仅0.95lpm/kW,对应二次侧温差15.2℃,对应1.5lpm/kW指标(二次侧10℃温差),仅为1260kW 换热量(最大1660kW),还是没跳出笔者之前主编白皮书《冷板液冷标准化及技术优化》对CDU换热规格与变压器规格匹配的逻辑。
 
2.应用上采用列间设计方案,前后维护,主要维护面在前侧(即下图电控柜侧),但是宽度方向从传统750mm(CoolIT)/900mm(Vertiv)拓宽到1650mm,也许这就是为什么“虚标”的原因。换一个角度,这款机器从ATD,更大的流量(2500lpm)和二次侧出口压头上,有一定的改进。
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3.冗余配置方面,水泵1+1冗余,板换2+1冗余(笔者推测),二次侧过滤器3+1冗余。
 
4.二次侧流路:回液->二次泵->Victaulic止回阀(3”)->过滤器->EPDM软管(3")->板换->电磁流量计->供液,供回液口都在顶部。
 
5.一次侧流路:进液->调节水阀->500μm带旁通紧凑过滤器->板换->EPDM管(3")->出液,进出液口也都在顶部。
 
6.设计图中,没有显示所有传感器,膨胀罐等辅助器件。
 
7.二次侧没有调节阀,完全靠水泵调节流量,二次侧流量计采用Grundfos AMF900-125 电磁式流量计;从控制策略来看,流量调节完全靠水泵,笔者推测每个机柜出口可能配置了Belimo EV阀,所以对CDU低载低流量诉求不高。
 
8.一次侧没有用PIV阀,而是用Belimo普通调节球阀B6500,流量计推测采用Wenglor 插入热式流量计的方案。
 
9.整篇设计方案中均未提及2MW对应的一次侧和二次侧温度工况,二次侧水温范围18~55℃。
 
10.笔者将水泵的流量(lpm)-二次侧出口静压(kPa)曲线(介质:PG25,特别说明,PG25由于动力粘度相比水较大,流量会有一定衰减),分享如下:
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11.一次侧介质为水,水阀100%打开状态下,流量(lpm)-水阻(kPa)曲线及拟合式如下:
 
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12.二次侧流量(lpm)-水阻(kPa)曲线及拟合式如下:
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13.2MW情况下,不同一/二次侧流量(lpm,文中未提及,笔者推测一二次侧相同流量)-ATD(℃)的曲线如下:
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 03. 文章中的一些其它亮点 
 
1.列出了主要器件的品牌,产地和货期,其中,板换除了Alf-laval,还推荐了SWEP和Kelvion,水泵除了Speck,还推荐了Grundfos和Xylem(Goulds),EPDM除了Acs Sanitary,还推荐了HansaFlex和Gates等,其中,机柜,过滤器,不锈钢管等还推荐了一些中国本土品牌。
 
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2.给出了管道焊接变色要求,下图中4# 5#是不符合要求的。
 
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3.提出了金属接头失效模式和测试方法:
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4.对供应商工厂工艺,质量提出了明确的考核要求,并按EVT(工程验证测试),DVT(设计验证测试),PVT(生产验证测试),Ramp(量产爬坡)阶段,分别提出了目标和最小产量要求,并针对测试项,给出了测试方法和测试指标。
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5.在现场维护方面(比如泵更换,过滤器维护),给出了较为细致的指导,堪称用户手册典范。
 
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海悟液冷(基础设施)事业部总经理 王舜先生
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