GLOBALCome scegliere il tubo di raffreddamento liquido giusto per server AI
La scelta di un tubo di raffreddamento liquido per un server AI non è semplicemente una questione di diametro del tubo corrispondente a un raccordo.
I moderni server AI possono posizionare carichi termici significativi sul sistema di raffreddamento. Il tubo deve funzionare come parte di un circuito di raffreddamento completo che può includere piastre fredde, collettori, CDU, raccordi e UQD.
Questo rende la selezione del tubo una decisione di ingegneria del sistema.
Un pratico processo di selezione dovrebbe considerare il refrigerante, la portata richiesta, la pressione di esercizio, la gamma di temperatura, il diametro interno, il raggio di curva, la lunghezza del tubo, l'ambiente meccanico e la configurazione di connessione.
Per un'introduzione al principio generale di funzionamento del data center AI raffreddamento liquido, vedere Come funziona il raffreddamento liquido nei data center AI?
1. Iniziare con il sistema di raffreddamento, non il tubo
Il primo passo è capire dove il tubo si trova all'interno dell'architettura di raffreddamento.
Un tipico circuito di raffreddamento liquido può collegare un CDU con un collettore rack, piastre fredde e altri componenti di raffreddamento.
Ogni sezione contribuisce alle prestazioni idrauliche e termiche del sistema completo.
Pertanto, il tubo deve essere selezionato dopo che i requisiti di base del sistema sono stati stabiliti.
2. Confermare il refrigerante prima
La compatibilità refrigerante è uno dei punti di partenza più importanti per la selezione del tubo.
Il tubo interno rimane a contatto con il refrigerante durante il funzionamento, potenzialmente per migliaia di ore.
Il team di ingegneria dovrebbe identificare la formulazione del refrigerante reale piuttosto che utilizzare solo una descrizione ampia come "il refrigerante a base d'acqua".
Informazioni rilevanti possono includere:
- Tipo di raffreddamento
- Concentrazione delle acque
- Glicole o altri additivi
- Temperatura di esercizio
- Durata del servizio prevista
- Livello di pulizia necessario
La compatibilità dei materiali dovrebbe quindi essere valutata in base alle condizioni operative effettive.
Questo è particolarmente importante quando un sistema di raffreddamento utilizza una formulazione refrigerante che differisce da miscele di acqua o glicole standard.
3. Determinare il flusso di raffreddamento richiesto
La portata richiesta è strettamente correlata al carico termico che il sistema di raffreddamento deve rimuovere.
Per una data architettura di raffreddamento, il team di ingegneria normalmente ha bisogno di stabilire il flusso di refrigerante di destinazione prima di selezionare il diametro del tubo.
Un tubo con una dimensione di collegamento adatta può ancora essere inadatto se il suo passaggio interno crea un'eccessiva resistenza idraulica alla portata richiesta.
4. Selezionare il diametro interno in base al flusso
Il diametro interno è una delle specifiche del tubo più visibili, ma non deve essere selezionato in isolamento.
Per la stessa portata, ridurre il diametro interno aumenta generalmente la velocità del fluido e la resistenza idraulica.
Aumentare il diametro riduce la velocità e può ridurre la caduta della pressione, ma un tubo più grande richiede anche più spazio di installazione e può richiedere componenti di connessione più grandi.
| Approccio di selezione | Risultato potenziale |
|---|---|
| Tubo inferiore | Maggiore velocità di flusso e caduta della pressione |
| Tubo di dimensioni corrette | Prestazioni idrauliche e meccaniche bilanciate |
| Tubo oversize | Più spazio di installazione e raccordi potenzialmente più grandi |
L'obiettivo è quello di selezionare un ID tubo che si adatta al flusso del sistema e ai requisiti di pressione-drop pur rimanendo pratico per l'installazione.
5. Controllare il lavoro e la pressione massima
I requisiti di pressione devono essere definiti prima di selezionare la costruzione del tubo.
Al minimo, gli ingegneri dovrebbero distinguere tra la normale pressione di lavoro e la massima pressione prevista.
Le condizioni transitorie devono essere considerate anche quando pertinenti.
- Pressione di esercizio normale
- Pressione massima di lavoro
- Condizioni di avvio
- Cambiamenti di pressione legati alla pompa
- Requisiti di prova di pressione applicabili
Il tubo deve fornire un margine di sicurezza appropriato in base alle specifiche tecniche del produttore.
6. Considerare la caduta di pressione completa
La perdita di pressione non viene dal tubo da solo.
Il circuito di raffreddamento può contenere più restrizioni idrauliche.
- Tubo
- Raccordi
- UQD
- Manifolds
- Valvole
- Piatti freddi
La caduta di pressione totale determina la domanda idraulica posta sulla pompa.
Per questo motivo, gli ingegneri dovrebbero valutare la caduta della pressione del tubo al flusso di destinazione effettivo ogni volta che i dati sono disponibili.
Il rapporto tra diametro del tubo e resistenza idraulica è discusso anche nell'articolo relativo Quali sono i requisiti chiave per AI Data Center Liquid Cooling Hoses?
7. Controllare l'intervallo di temperatura di esercizio
I tubi di raffreddamento liquidi possono sperimentare temperature diverse durante l'avvio, il funzionamento normale e l'arresto.
Gli input di temperatura importanti includono:
- Temperatura di esercizio minima
- Temperatura di raffreddamento normale
- Temperatura massima di esercizio
- Potenziale temperatura ciclismo
La temperatura dovrebbe essere considerata insieme con la pressione e la chimica del refrigerante.
Un tubo che esegue bene in una condizione di temperatura non deve essere assunto automaticamente per avere la stessa capacità di pressione attraverso l'intera gamma di temperatura.
8. Valutare la flessibilità e Bend Radius
Uno dei motivi principali per utilizzare il tubo flessibile nel raffreddamento del server è la flessibilità di installazione.
I rack del server AI possono contenere fitti arrangiamenti di GPU, piastre fredde, collettori, cavi e componenti di potenza.
Un tubo flessibile può semplificare il routing intorno a questi componenti.
Tuttavia, il tubo deve ancora rimanere entro il suo raggio di curvatura minimo specificato.
Forcing un tubo in una curva eccessivamente stretta può deformare il passaggio interno e porre ulteriore stress meccanico sulla connessione.
9. Considerare la lunghezza del tubo con attenzione
La lunghezza del tubo deve essere determinata dal layout di installazione reale.
Un tubo troppo corto può creare tensione ai raccordi.
Un tubo che è inutilmente lungo può aggiungere complessità di routing e resistenza idraulica aggiuntiva.
La lunghezza finale dovrebbe consentire:
- Routing normale
- Raggio di curvatura richiesto
- Movimento di attrezzature
- Tolleranza di montaggio
- Accesso alla manutenzione
10. Tipo di connessione deve corrispondere l'architettura di raffreddamento
Il tubo è solo una parte della connessione.
L'assemblaggio finale può connettersi a piastre fredde, collettori, CDU o UQD.
Pertanto, gli ingegneri dovrebbero definire la configurazione di connessione all'inizio del processo di selezione.
I parametri rilevanti possono includere:
- Dimensione della connessione
- Tipo di collegamento
- ID tubo
- Configurazione di montaggio
- Tipo di UQD
- Spazio di installazione disponibile
11. Perché la selezione UQD dovrebbe essere inclusa nel disegno del tubo
Gli UQD sono comunemente usati in cui le linee di raffreddamento devono essere disconnette durante la sostituzione del servizio o dell'attrezzatura.
Tuttavia, l'UQD fa parte del percorso idraulico.
Il suo passaggio di flusso interno può contribuire alla caduta della pressione.
Pertanto, il tubo e UQD devono essere considerati come un assemblaggio collegato piuttosto che due componenti completamente indipendenti.
Quando si specifica un assemblaggio del tubo di raffreddamento liquido, si deve verificare quanto segue:
- Compatibilità del tubo
- Compatibilità UQD
- Requisiti di flusso
- Valutazione della pressione
- Gamma di temperatura
- Dimensioni di connessione
12. Controllare l'ambiente meccanico
I tubi di raffreddamento del data center possono sperimentare condizioni meccaniche diverse da quelle di un tubo industriale stazionario.
I fattori potenziali includono:
- Installazione e rimozione ripetuti
- Movimento dei moduli server
- Contatto con i componenti circostanti
- Vibrazione
- Spazio di routing limitato
- Piegatura ripetuta
La costruzione del tubo deve quindi corrispondere all'ambiente di installazione reale.
13. Non ignorare l'Area di Fitting
In un assemblaggio del tubo, l'area di collegamento può sperimentare carichi meccanici concentrati.
Il routing improprio può creare forza di piegatura o di trascinamento vicino al raccordo.
Una buona pratica di installazione dovrebbe evitare:
- Piedini affilati direttamente dietro il raccordo
- Twisting durante l'installazione
- Tiraggio assiale eccessivo
- Disallineamento forzato
Un tubo adeguatamente percorso dovrebbe avere abbastanza spazio per seguire una curva naturale senza trasferire il carico eccessivo alla connessione.
14. Confronta i materiali del tubo secondo l'applicazione
I diversi materiali del tubo possono offrire diverse combinazioni di flessibilità, resistenza alla temperatura, compatibilità chimica e proprietà meccaniche.
| Materiale Famiglia | Considerazione di selezione |
|---|---|
| EPDM | Spesso considerato per applicazioni di raffreddamento a base d'acqua dove la flessibilità e la durata sono importanti. |
| Silicone | Può essere considerato dove la flessibilità e la capacità di temperatura sono importanti. |
| Fluoropolymer | Può essere considerato dove requisiti specifici di compatibilità chimica o pulizia sono importanti. |
| Altri elastomeri | Selezionato in base ai requisiti di refrigerante, pressione, temperatura e meccanica. |
Non c'è nessun materiale singolo tubo che è ottimale per ogni sistema di raffreddamento liquido.
Il refrigerante effettivo e l'ambiente operativo devono determinare la selezione del materiale finale.
15. Valutare la costruzione del tubo
Un tubo di raffreddamento liquido può contenere strati funzionali multipli.
A seconda della costruzione del prodotto, questi possono includere uno strato di contatto fluido interno, uno strato di rinforzo e uno strato protettivo esterno.
Ogni strato può avere una funzione diversa.
Lo strato interno gestisce il contatto refrigerante, il rinforzo può contribuire alla pressione e alla stabilità dimensionale, mentre lo strato esterno può fornire protezione meccanica.
16. Leakage Performance dovrebbe essere valutato a livello di assemblaggio
Il controllo delle perdite è fondamentale per l'affidabilità del raffreddamento liquido.
Un assemblaggio di raffreddamento può avere più potenziali punti di perdita, tra cui il corpo del tubo, l'interfaccia di montaggio, la connessione crimpata e UQD.
Per applicazioni critiche, testare solo il materiale del tubo non può fornire abbastanza informazioni sul montaggio finito.
L'assemblaggio completo del tubo deve essere valutato secondo i requisiti reali del progetto.
17. Requisiti di pulizia A seconda dell'applicazione
Non ogni sistema di raffreddamento del data center ha requisiti di pulizia identici.
Alcune applicazioni possono porre maggiore enfasi sul controllo interno dei particolati, sui residui di produzione o sulla pulizia dei fluidi.
Quando la pulizia è importante, il processo di produzione e manipolazione del tubo dovrebbe essere considerato come parte della valutazione del fornitore.
18. Considerare la stabilità dei materiali a lungo termine
I sistemi di raffreddamento liquido sono destinati ad un funzionamento prolungato.
Il tubo quindi ha bisogno di mantenere le prestazioni necessarie dopo l'esposizione prolungata al refrigerante e all'ambiente operativo.
La valutazione a lungo termine può includere:
- Stabilità dei materiali
- Variazioni dimensionali
- Compatibilità refrigerante
- Prestazioni meccaniche
- Esposizione della temperatura
Il significato effettivo di ogni fattore dipende dal refrigerante e dal design del sistema.
19. Costruisci una lista di controllo della selezione del tubo
Una checklist strutturata può rendere la comunicazione del fornitore molto più efficiente.
| Parametro | Informazioni richieste |
|---|---|
| Raffreddamento | formulazione di raffreddamento esatto |
| Tasso di flusso | Obiettivo e portata attesa |
| Pressione | Lavorazione e massima pressione |
| Temperatura | Temperatura di funzionamento minima e massima |
| ID tubo | Diametro interno richiesto |
| Lunghezza | Lunghezza del montaggio finito |
| Radius Bend | Spazio di routing disponibile |
| Connessione | Requisiti di montaggio e UQD |
| Ambiente | Condizioni meccaniche e di installazione |
20. Quando si dovrebbe scegliere un tubo di raffreddamento liquido rinforzato?
La costruzione rinforzata può essere appropriata quando l'applicazione richiede una combinazione di resistenza alla pressione, flessibilità e stabilità meccanica.
La decisione dovrebbe essere basata sulle reali esigenze di pressione, temperatura e routing piuttosto che semplicemente supponendo che la costruzione rinforzata è sempre migliore.
Per applicazioni che richiedono una soluzione per tubi di raffreddamento a liquido dedicata, gli ingegneri possono rivedere Tubo di raffreddamento liquido CJAN LCH.
21. Confronto CJAN Opzioni del tubo di raffreddamento liquido
CJAN fornisce diverse opzioni di tubo di raffreddamento liquido che possono essere valutate in base a diversi requisiti di sistema.
| Prodotto | Valutazione consigliata |
|---|---|
| CJAN LCH | Selezione generale del tubo di raffreddamento liquido secondo i requisiti di applicazione. |
| CJAN LCH-SD | Costruzione alternativa del tubo di raffreddamento liquido per specifiche esigenze di sistema. |
| CJAN LCH-SDS | Configurazione del tubo alternativo per applicazioni di raffreddamento a liquido che richiedono specifiche caratteristiche di costruzione. |
Le specifiche del prodotto devono essere esaminate rispetto ai requisiti di refrigerante, pressione, temperatura, flusso e connessione effettivi prima della selezione.
22. Perché i dati di applicazione è importante quando si richiede un tubo
Un fornitore può fornire una raccomandazione più utile quando le informazioni sull'applicazione sono complete.
Invece di chiedere solo "un tubo di raffreddamento AI", fornire le seguenti informazioni quando possibile:
- Nome e formulazione del refrigerante
- Tasso di flusso target
- Pressione di lavoro
- Pressione massima
- Gamma di temperatura
- ID tubo richiesto
- Lunghezza del tubo richiesta
- Tipo di collegamento
- Requisiti UQD
- Ambiente di installazione
Queste informazioni consentono di valutare il tubo come parte del circuito di raffreddamento completo.
23. Un pratico processo di selezione del tubo del server AI
Questo processo aiuta a prevenire un errore comune: selezionare il tubo prima e cercare di adattare il sistema di raffreddamento intorno a esso più tardi.
24. Che cosa rende una buona AI Data Center liquido tubo di raffreddamento?
Un tubo adatto dovrebbe fornire una combinazione equilibrata di prestazioni idrauliche, termiche e meccaniche.
In termini pratici, la selezione deve soddisfare le seguenti condizioni:
- Il materiale è compatibile con il refrigerante.
- Il tubo supporta la pressione di esercizio richiesta.
- Il tubo può funzionare all'interno dell'intervallo di temperatura richiesto.
- Il diametro interno supporta il flusso di raffreddamento richiesto.
- La caduta della pressione è accettabile per il sistema.
- Il tubo può essere percorso all'interno dello spazio disponibile.
- Il raggio di curvatura minimo può essere rispettato.
- La connessione corrisponde ai raccordi selezionati e agli UQD.
- Il montaggio finito può soddisfare le prestazioni di perdita richieste.
25. Soluzioni per tubi di raffreddamento liquido CJAN
CJAN sviluppa e fornisce prodotti per tubi flessibili per applicazioni di raffreddamento a liquido, tra cui le famiglie di prodotti LCH, LCH-SD e LCH-SDS.
Il tema dedicato Soluzioni di raffreddamento liquido CJAN pagina fornisce una panoramica del focus dell'applicazione di raffreddamento liquido dell'azienda.
Per l'attuale prodotto LCH, visita Tubo di raffreddamento liquido CJAN LCH.
Per ulteriori configurazioni del tubo, gli ingegneri possono anche rivedere CJAN LCH-SD e CJAN LCH-SDS.
La selezione finale del prodotto dovrebbe essere basata sulle condizioni di applicazione effettive e sulle ultime specifiche tecniche.
Conclusioni
La selezione di un tubo di raffreddamento liquido per un server AI dovrebbe iniziare con il sistema di raffreddamento piuttosto che con il tubo stesso.
Compatibilità del refrigerante, portata, pressione, temperatura, diametro interno, goccia di pressione, flessibilità, raggio di curva, lunghezza del tubo e configurazione di connessione influenzano tutta la selezione finale.
Gli UQD e i raccordi devono essere considerati anche perché fanno parte dello stesso assemblaggio idraulico e meccanico.
Per i progetti del data center AI, l'approccio più affidabile è quello di definire le condizioni operative prima e poi selezionare la costruzione del tubo che soddisfa tali requisiti.
Il portafoglio tubi di raffreddamento liquido di CJAN offre opzioni LCH, LCH-SD e LCH-SDS per la valutazione di diversi requisiti di sistema di raffreddamento.
Per la selezione del tubo specifico del progetto, fornire il refrigerante, la portata, la pressione, la temperatura, le dimensioni e i requisiti di connessione è il punto di partenza più efficace.
