Los filtros de los CDU se instalan en distintos puntos del circuito de refrigeración y cada uno cumple una función específica: retener las partículas antes de que lleguen a los intercambiadores de calor, las válvulas, las bombas y las placas frías (cold plates). Si se elige incorrectamente la ubicación o el tamaño en micras del filtro, pueden producirse ensuciamiento, pérdida de presión o, en el peor de los casos, un funcionamiento inadecuado de la cold plate.
Índice
- 1. Comprender las posiciones de los filtros en un CDU
- 2. ¿Por qué 25–50 micras es el estándar de la industria?
- 3. ¿De qué material debe estar fabricado un filtro para CDU?
- 4. ¿Es necesaria la filtración Hot-Swappable?
- 5. ¿Qué ocurre con la filtración en derivación (Side-Stream)?
- 6. ¿Cómo seleccionar el filtro adecuado para un CDU?
- 7. Soluciones de filtración para CDU de BOLEFIL
- 8. Preguntas frecuentes (FAQ)
- 9. Conclusión
Comprender las posiciones de los filtros en un CDU
La mayoría de los sistemas CDU cuentan con más de un punto de filtración, y cada uno protege una parte diferente del circuito. La calidad del refrigerante está directamente relacionada con la eficiencia de la transferencia de calor y la estabilidad del sistema. Por eso, elegir correctamente la ubicación del filtro y su micra no es un detalle menor, sino un aspecto fundamental del diseño.
Filtración del circuito primario (lado FWS)
El circuito primario es donde el Facility Water System (FWS) se conecta al intercambiador de calor del CDU. La función aquí es sencilla: evitar que las partículas y residuos de mayor tamaño lleguen al CDU.
Normalmente se trata de óxido, incrustaciones en las tuberías y residuos que quedan después de la instalación. Este tipo de contaminación es muy común al construir sistemas de agua. Si no se filtran, estos contaminantes pueden acumularse en el interior del intercambiador de calor y reducir progresivamente el rendimiento de refrigeración.
Para esta posición, normalmente se considera lo siguiente:
- ≤200 micras
- Construcción en malla de acero inoxidable
- Diseño lavable y reutilizable
Filtración del circuito secundario (lado TCS)
El circuito secundario, es decir, el circuito del Technology Cooling System (TCS), es el que realmente transporta el refrigerante hasta los servidores, las GPU y las cold plates. Es una parte mucho más delicada del sistema, ya que el refrigerante circula por microcanales estrechos diseñados para una transferencia de calor de alta eficiencia.
Incluso las partículas más pequeñas pueden causar problemas en este circuito: obstrucciones, flujo irregular y una mayor caída de presión, todo lo cual afecta directamente al rendimiento térmico.
Por eso, el circuito secundario necesita una filtración más fina. El estándar en este caso es:
- 25 micras para CDUs en rack
- 50 micras para CDUs en fila
¿Por qué 25–50 micras es el estándar de la industria?
Los microcanales de las cold plates están diseñados para lograr una alta eficiencia, pero ese mismo diseño los hace más sensibles a la contaminación. Las partículas pequeñas no causan problemas de inmediato; se van acumulando gradualmente y, con el tiempo, pueden provocar obstrucciones, un flujo irregular y un aumento de la caída de presión.
Por eso, el rango de 25–50 micras se ha convertido en la opción habitual para los circuitos secundarios de los CDU. Ofrece un equilibrio práctico: elimina suficientes partículas sin reducir excesivamente la eficiencia del flujo.
En entornos con alta densidad de servidores de IA, este rango de filtración reduce la acumulación de contaminantes y ayuda a mantener estables las bombas, las válvulas y el rendimiento térmico. Se ha vuelto lo suficientemente habitual como para que muchos fabricantes de equipos originales (OEM) ya indiquen 25–50 µm como especificación básica para la refrigeración directa al chip (direct-to-chip).
¿De qué material debe estar fabricado un filtro para CDU?
El micra del filtro suele recibir la mayor atención, pero es solo una parte de la historia. El material de los componentes del filtro que están en contacto con el fluido es igual de importante, ya que determina la compatibilidad con el refrigerante, la resistencia a la corrosión y la vida útil real del filtro.
El acero inoxidable SS316L es la opción estándar para la mayoría de las configuraciones de CDU. Ofrece una buena resistencia frente al agua desionizada, el propilenglicol y el etilenglicol, que son los refrigerantes que normalmente se encuentran en estos circuitos. Además, su resistencia a la corrosión supone una ventaja importante cuando hay diferentes metales presentes en un mismo sistema.
Esto es más importante de lo que muchos esperan en entornos con diferentes metales. La corrosión galvánica supone un riesgo real cuando metales distintos están presentes en el mismo circuito. Un filtro de SS316L correctamente fabricado reduce este riesgo, limita la contaminación causada por la degradación de los materiales y ayuda a mantener el refrigerante más limpio a largo plazo.
¿Es necesaria la filtración Hot-Swappable?
Los centros de datos de IA prácticamente no pueden detener su operación, por lo que poner un CDU fuera de servicio solo para cambiar un filtro no es una cuestión menor, sino un riesgo operativo. Y en entornos de alta densidad, donde el control térmico no puede interrumpirse, ese riesgo aumenta rápidamente.
Una carcasa de filtro hot-swappable resuelve directamente este problema: los operadores pueden retirar y reemplazar los filtros sin interrumpir el flujo de refrigerante. El mantenimiento es más rápido, el tiempo de inactividad se reduce y los servidores pueden seguir funcionando durante todo el proceso.
En las instalaciones hiperscale y HPC, donde la disponibilidad continua es prácticamente lo más importante, la filtración hot-swappable ha pasado de ser una característica conveniente a convertirse en un requisito casi estándar.
¿Qué ocurre con la filtración en derivación (Side-Stream)?
Además de la filtración primaria y secundaria, muchos sistemas CDU también utilizan filtración en derivación (side-stream) para mantener continuamente la calidad del refrigerante. En lugar de filtrar todo el caudal, un filtro side-stream desvía una pequeña parte del flujo, normalmente alrededor del 5–10 %, y la hace pasar por una membrana de filtración mucho más fina.
Estos sistemas suelen operar en un rango de 0.2 a 5 micras, utilizando a menudo membranas de PES diseñadas para retener las partículas ultrafinas que los filtros de malla convencionales simplemente dejan pasar.
Al operar de forma continua, el refrigerante se mantiene más limpio con el tiempo, se reduce la acumulación de partículas y se mejora la estabilidad a largo plazo, especialmente en sistemas de circuito cerrado que funcionan durante largos periodos sin realizar un lavado completo.
¿Cómo seleccionar el filtro adecuado para un CDU?
El filtro adecuado depende de dos factores: dónde se encuentra dentro del circuito y qué nivel de protección requiere realmente esa ubicación. Cada etapa cumple una función diferente, desde la retención de residuos gruesos en la entrada del agua de la instalación hasta la eliminación de partículas finas antes de que el refrigerante llegue al circuito de los servidores.
| Posición del filtro | Grado de filtración recomendado | Función principal |
|---|---|---|
| Primario (FWS) | ≤200 µm | Retener residuos gruesos del agua de la instalación |
| Secundario (TCS) | 25–50 µm | Proteger los microcanales de las placas frías |
| En derivación (Side-stream) | 0.2–5 µm | Purificación continua de partículas submicrónicas |
Soluciones de filtración para CDU de BOLEFIL
En BOLEFIL, desarrollamos soluciones completas de filtración para CDU en sistemas de refrigeración líquida, que cubren desde la limpieza inicial durante la puesta en marcha hasta la filtración continua del refrigerante a largo plazo. Navegue por nuestro catálogo de productos de filtración industrial para más opciones.
También ofrecemos personalización OEM de carcasas de filtros, conexiones y materiales, para adaptar la solución al diseño de CDU que ya esté utilizando. Nuestros filtros también pueden utilizarse como reemplazos directos (drop-in) para sistemas CDU existentes de las principales marcas OEM.
Con una configuración de filtración adecuada, el refrigerante se mantiene más limpio, los componentes tienen una mayor vida útil y la fiabilidad del sistema de refrigeración se mantiene a largo plazo.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Depende de dónde esté instalado el filtro. Los filtros del circuito primario (lado FWS) suelen trabajar con una filtración de ≤200 micras para retener residuos gruesos. Los filtros del circuito secundario (lado TCS) requieren una filtración más fina: 25 micras para CDU in-rack y 50 micras para CDU in-row, ya que es en este punto donde el refrigerante llega a las placas frías (cold plates).
Un filtro de 5 micras retiene partículas mucho más pequeñas y normalmente se utiliza para la filtración en derivación (side-stream), no en el circuito principal. Un filtro de 50 micras se instala en el circuito secundario y está diseñado para proteger los microcanales de las placas frías sin restringir demasiado el caudal. Utilizar una filtración demasiado fina en el circuito principal puede aumentar considerablemente la pérdida de carga, mientras que utilizar una filtración demasiado gruesa en un filtro side-stream reduce el objetivo de la filtración de pulido.
Sí. Los servidores de IA funcionan con cargas de trabajo de alta densidad y alta generación de calor a través de estrechos microcanales de las placas frías, que son mucho más sensibles a la acumulación de partículas que los sistemas de refrigeración de servidores convencionales. Por eso, la filtración de 25–50 micras se ha convertido en un estándar para el circuito secundario en entornos de IA.
Una clasificación nominal significa que el filtro retiene la mayoría de las partículas de ese tamaño, aproximadamente entre un 85 y un 95 %, dependiendo del fabricante. Una clasificación absoluta significa que el filtro retiene de forma fiable las partículas de ese tamaño y mayores, con una eficiencia mucho más alta, normalmente de más del 99 %. Para circuitos de refrigeración con placas frías sensibles, los filtros con clasificación absoluta ofrecen una protección más predecible.
Sí. Las partículas que se acumulan en los microcanales de las placas frías restringen el flujo y reducen el contacto con las superficies de transferencia de calor. Esta disminución de la eficiencia de refrigeración puede elevar la temperatura de la GPU, lo que activa el thermal throttling y reduce el rendimiento.
Para la mayoría de las aplicaciones de CDU, el acero inoxidable SS316L suele ser una opción más robusta, gracias a su mejor resistencia a la corrosión, mayor compatibilidad con circuitos que contienen diferentes metales y mayor vida útil. El polipropileno (PP) es más ligero y económico, pero no ofrece el mismo rendimiento en circuitos con metales diferentes o con refrigerantes a temperaturas más elevadas.
Un aumento de la pérdida de carga del filtro, una reducción del caudal, temperaturas inconsistentes en las placas frías y una mayor frecuencia de alarmes térmicos son los signos más habituales. Un aumento repentino de la pérdida de carga indica específicamente que el filtro está obstruido y debe ser reemplazado.
No existe un valor universal único; depende del filtro y del diseño del sistema. Sin embargo, la mayoría de los operadores establecen un umbral de presión diferencial según las especificaciones del fabricante y programan el reemplazo cuando la presión diferencial supera ese valor, en lugar de esperar a que transcurra un intervalo de tiempo fijo.
Los filtros lavables de acero inoxidable, habituales en la filtración del circuito primario, tienen un coste inicial más elevado, pero soportan múltiples ciclos de limpieza. Los filtros desechables son más sencillos de gestionar, pero generan costes y residuos continuos. Muchas instalaciones utilizan filtros lavables en el lado de entrada del circuito y filtros desechables o de membrana para la filtración más fina en derivación (side-stream).
Con una carcasa de filtro hot-swappable. Está diseñada con válvulas de aislamiento que permiten a los operadores retirar y reemplazar el cartucho filtrante sin detener el flujo de refrigerante hacia el resto del sistema, por lo que este diseño se ha convertido prácticamente en un estándar en instalaciones que no pueden permitirse interrupciones en la refrigeración.
Conclusión
Elegir el filtro de CDU adecuado no se trata solo del grado de filtración en micras indicado en la ficha técnica. La posición, la compatibilidad de los materiales y la facilidad de mantenimiento son factores que influyen en si el sistema de refrigeración líquida se mantiene estable o empieza a presentar problemas después de seis meses.
Protección del circuito primario, filtración del circuito secundario y filtración en derivación (side-stream): cada una cumple una función diferente. Si las tres se configuran correctamente, se obtiene un refrigerante más limpio, componentes protegidos y una refrigeración fiable a largo plazo en entornos de IA y HPC. No permita que un filtro inadecuado le cueste disponibilidad.
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