GLOBALRaccordi per tubi di raffreddamento liquidi: come selezionare il tipo di connessione giusta
In un sistema di raffreddamento liquido, il tubo è solo una parte della connessione fluida.
Il raccordo collega il tubo flessibile a un collettore, piastra fredda, CDU, valvola, tubo o altro componente di raffreddamento.Le sue dimensioni, metodo di sigillatura, tipo di materiale e connessione possono tutti influenzare come l'assemblaggio completo del tubo svolge.
Ciò è particolarmente importante nei server AI e nei data center, dove le connessioni di raffreddamento possono avere bisogno di operare continuamente durante l'installazione in spazi compatti.
Questo articolo spiega i principali fattori ingegneristici da considerare quando si selezionano raccordi per tubi di raffreddamento liquidi.
1. Che cosa è un tubo di raffreddamento liquido Fitting?
Un tubo di raffreddamento liquido è un componente di connessione utilizzato per unire un tubo flessibile con un'altra parte del circuito di raffreddamento.
Una connessione di raffreddamento a liquido semplificata può essere rappresentata come:
A seconda dell'architettura di sistema, il montaggio può essere permanentemente montato sul tubo o può formare parte di una connessione rimovibile come un accoppiamento rapido discollegamento.
In un assemblaggio completo del tubo, il raccordo e il tubo devono quindi essere valutati come una connessione ingegnerizzata.
2. Perché fissare le opzioni di selezione nei sistemi di raffreddamento AI
I sistemi di raffreddamento del server AI possono contenere numerose connessioni fluide all'interno di uno spazio di installazione relativamente piccolo.
Ogni connessione ha bisogno di mantenere il percorso refrigerante previsto, mentre soddisfa i requisiti di pressione, temperatura, movimento meccanico e manutenzione.
Un raccordo che è scarsamente abbinato al tubo o al sistema può introdurre problemi come:
- Leakage
- Perdita di pressione eccessiva
- difficoltà di installazione
- stress meccanico
- Prestazioni di tenuta insufficienti
- Problemi di manutenzione
Per questo motivo, la selezione del montaggio dovrebbe essere parte del processo di progettazione del tubo piuttosto che un ripensamento.
Vedi Come progettare Assemblaggi per tubi di raffreddamento liquidi affidabili per server AI.
3. Iniziare con la costruzione del tubo
La prima domanda è se il montaggio selezionato è compatibile con la costruzione del tubo.
I tubi di raffreddamento liquidi possono utilizzare diversi materiali e metodi di costruzione del tubo interno, tra cui EPDM, silicone, PTFE, PFA e disegni multistrato rinforzati.
Un raccordo progettato per una costruzione del tubo non deve essere assunto automaticamente per essere adatto per un altro.
Il metodo di connessione deve fornire sufficiente ritenzione meccanica senza danneggiare il tubo.
I parametri importanti del tubo includono:
- Diametro interno
- Diametro esterno
- Spessore della parete
- Struttura di rinforzo
- Materiale
- Pressione di esercizio
Vedi Materiali per tubi di raffreddamento liquidi per data center AI.
4. Abbina il montaggio al tubo Dimensioni
La dimensione nominale del tubo da solo non è sempre sufficiente per selezionare un raccordo.
Il tubo effettivo all'interno diametro e diametro esterno deve essere confermato contro le specifiche di montaggio e il metodo di montaggio.
Questo è particolarmente importante per tubi rinforzati perché il rinforzo cambia le dimensioni esterne e può influenzare il metodo di connessione.
Una selezione pratica del montaggio dovrebbe quindi verificare:
| Parametro del tubo | Perché Matters |
|---|---|
| Diametro interno | Influenza flusso e geometria del collegamento |
| Diametro esterno | Determina la compatibilità e la ritenzione |
| Spessore della parete | Affects connessione design |
| Rinforzo | Può influenzare il metodo di montaggio e la forza meccanica |
5. Considerare il tipo di connessione
I sistemi di raffreddamento liquido possono utilizzare diversi tipi di connessioni del tubo a seconda dell'applicazione.
Gli approcci comuni includono:
- Collegamenti filettati
- Collegamenti a barre
- Assemblaggi per tubi
- Collegamenti bloccati
- Accoppiamento rapido
Il tipo di connessione appropriato dipende dall'interfaccia dell'apparecchiatura, dalla costruzione del tubo, dalle condizioni operative e dai requisiti di servizio.
Non esiste un metodo di connessione che sia appropriato per ogni applicazione di raffreddamento liquido.
6. Collegamenti filettati
I raccordi filettati sono comunemente utilizzati quando un tubo di assemblaggio deve connettersi a una porta filettata, un collettore o un'altra interfaccia di apparecchiatura.
La selezione del raccordo deve tener conto dello standard del filo applicabile e del metodo di sigillatura.
Gli ingegneri devono verificare:
- Tipo di filetto
- Dimensioni filettatura
- orientamento alla connessione
- Metodo di sigillamento
- Spazio di installazione disponibile
La compatibilità del filo deve essere confermata piuttosto che assunta da sola dimensione nominale.
7. Connessioni a spina
I raccordi a spina usano una superficie di collegamento sagomata per mantenere il tubo.
Essi possono essere adatti a determinate costruzioni di tubi e condizioni operative, in particolare quando il metodo di montaggio è adeguatamente controllato.
Tuttavia, la geometria del montaggio, il materiale del tubo, il metodo del morsetto e la pressione di esercizio tutti devono essere considerati insieme.
Un tubo non deve essere selezionato solo perché il suo diametro nominale sembra corrispondere alla dimensione della barra.
8. Collegamenti del tubo danneggiati
I gruppi crimpati assicurano meccanicamente il tubo al raccordo utilizzando un processo di crimping controllato.
Per le applicazioni che richiedono una qualità di montaggio costante, il crimping controllato può fornire un metodo di connessione ripetibile quando le specifiche del tubo, del montaggio e del crimp sono correttamente abbinate.
Il processo di crimping deve seguire i requisiti specificati del tubo e del produttore di montaggio.
Le dimensioni della crimpa non corrette possono influenzare la ritenzione meccanica e le prestazioni di tenuta del montaggio finito.
9. Collegamenti bloccati
Le connessioni bloccate utilizzano un morsetto o un componente meccanico simile per fissare il tubo al raccordo.
L'idoneità di questo metodo dipende dalla costruzione del tubo, pressione di esercizio, temperatura, refrigerante e requisiti di installazione applicabili.
La selezione del morsetto dovrebbe anche considerare se la forza di bloccaggio è appropriata per il tubo senza causare danni.
10. Accoppiamento rapido
Gli accoppiamenti rapidi possono essere utili quando il circuito di raffreddamento deve essere separato durante l'installazione, la sostituzione o la manutenzione dell'attrezzatura.
Nelle applicazioni del data center dell'AI, le connessioni rapido disconnettono possono essere utilizzate in luoghi dove è previsto un accesso ripetuto al servizio.
I parametri di selezione importanti includono:
- Capacità di flusso
- Valutazione della pressione
- Gamma di temperatura
- Compatibilità refrigerante
- Dimensione della connessione
- Configurazione di tenuta
- Spazio disponibile
Per considerazioni specifiche UQD, vedere Liquid Cooling Hose Scollegamenti rapidi: Come scegliere UQD Couplings per server AI.
11. UQD vs. altre connessioni di collegamento rapido
UQD è un tipo di soluzione rapida disconnect che può essere considerato per le applicazioni di raffreddamento a liquido.
Quando si confronta UQD con un altro accoppiamento, gli ingegneri dovrebbero concentrarsi sui requisiti di sistema reali piuttosto che sul nome della connessione.
I parametri chiave includono:
- Flusso refrigerante necessario
- Goccia di pressione
- Pressione di esercizio
- Temperatura
- Compatibilità refrigerante
- Dimensione della connessione
- Frequenza di servizio
Un confronto separato tra le soluzioni UQD e le tradizionali soluzioni di sgancio rapido è coperto UQD vs. Tradizionale Scollegamento rapido per AI Data Center Cooling.
12. Considerare la compatibilità refrigerante
Il materiale di fissaggio e i componenti di tenuta fanno parte del percorso fluido bagnato e quindi devono essere compatibili con il refrigerante.
La compatibilità dovrebbe essere considerata per:
- Fissaggio del materiale del corpo
- Materiale di tenuta
- Tubo interno tubo
- Formulazione refrigerante
- Temperatura di esercizio
La compatibilità deve essere valutata utilizzando l'effettiva formulazione del refrigerante e le condizioni operative quando possibile.
13. Valutazione della pressione del montaggio
Il montaggio deve essere in grado di funzionare alla pressione del sistema richiesta.
Gli ingegneri dovrebbero considerare sia la normale pressione di esercizio che le condizioni di massima pressione.
Il montaggio completo del tubo deve essere valutato come un sistema perché la capacità di pressione del tubo e del raccordo deve essere compatibile.
14. Valutazione della temperatura
La temperatura può influenzare i materiali del tubo, guarnizioni e componenti di montaggio.
Il raccordo deve quindi essere adatto per la stessa gamma di temperatura di funzionamento del tubo di assemblaggio.
Dove il sistema di raffreddamento sperimenta il ciclismo della temperatura, gli ingegneri dovrebbero anche considerare l'espansione ripetuta e la contrazione durante il funzionamento.
Per una discussione più ampia, vedere Come la pressione e la temperatura influiscono sulla affidabilità del tubo di raffreddamento liquido nei data center AI.
15. Goccia di pressione attraverso il montaggio
Un raccordo può contribuire alla resistenza idraulica di un circuito di raffreddamento liquido.
Le variazioni di diametro interno, direzione del flusso e geometria del collegamento possono influenzare la perdita di pressione.
Per i sistemi con elevati requisiti di flusso di refrigerante, la caduta di pressione dei raccordi e degli accoppiamenti deve quindi essere considerata insieme alla caduta di pressione del tubo.
Il percorso idraulico completo può includere:
Per ulteriori informazioni sulla perdita di pressione del tubo, vedere Goccia di pressione del tubo di raffreddamento liquido: Come Calcolarlo e controllarlo nei data center AI.
16. Dimensione della connessione e portata
Una connessione non dovrebbe creare una restrizione non necessaria in un circuito di raffreddamento altrimenti correttamente dimensionato.
Ad esempio, un tubo può avere un diametro interno appropriato mentre la connessione contiene un passaggio di flusso sostanzialmente più piccolo.
Gli ingegneri dovrebbero quindi valutare il percorso di flusso efficace attraverso la connessione completa.
Ciò è particolarmente rilevante nei sistemi di raffreddamento del server AI ad alto flusso.
17. Considerare lo spazio di installazione
I server AI e i sistemi di raffreddamento a livello rack possono avere spazio limitato intorno alle connessioni fluide.
Le dimensioni fisiche del raccordo devono quindi essere considerate prima di finalizzare l'assemblaggio.
Dimensioni importanti possono includere:
- Lunghezza del raccordo
- Diametro della connessione
- Scarico dello strumento richiesto
- Spazio di rotazione
- Scarico dei componenti adiacenti
Un raccordo che soddisfa i requisiti idraulici può ancora essere difficile da installare se vi è insufficiente clearance fisica.
18. Impostazione dell'orientamento
L'orientamento di montaggio può avere un effetto diretto sul routing del tubo.
Ad esempio, un raccordo dritto e un raccordo a 90 gradi possono produrre geometrie di routing molto diverse all'interno di un rack server.
Se lo spazio è limitato, la scelta di un adeguato orientamento di montaggio può contribuire a ridurre la curvatura e la lunghezza del tubo non necessari.
19. Evitare di forzare il tubo in posizione
Il raccordo dovrebbe consentire al tubo di raggiungere la connessione senza troppa forza.
Se il tubo deve essere tirato, piegato o piegato bruscamente per raggiungere il raccordo, la geometria del collegamento deve essere riconsiderata.
La forza del montaggio in posizione può creare carichi meccanici che rimangono presenti durante il funzionamento.
20. Metodo di sigillamento
Diversi tipi di connessione utilizzano diversi meccanismi di tenuta.
A seconda del progetto di montaggio, la sigillatura può contare su una guarnizione elastomeri, guarnizione, O-ring, metodo di sigillatura filettato o un'altra interfaccia ingegnerizzata.
Il materiale di tenuta deve essere compatibile con il refrigerante e la temperatura di esercizio.
Durante il montaggio, le guarnizioni devono essere installate anche in base ai requisiti del produttore applicabile.
21. Selezione dei materiali per i montaggi
I materiali di montaggio devono essere selezionati in base all'ambiente di applicazione.
Le eventuali considerazioni includono:
- Compatibilità refrigerante
- Resistenza alla corrosione
- Temperatura
- Pressione
- Forza meccanica
- Peso
- Requisiti di installazione
Il materiale di montaggio deve anche essere valutato insieme al tubo e ad altri componenti bagnati.
22. Hose-to-Fitting Ritenzione meccanica
Una connessione affidabile richiede sufficiente ritenzione meccanica tra il tubo e il raccordo.
Il metodo di ritenzione esatto dipende dal design del tubo e del raccordo.
Gli ingegneri dovrebbero evitare di presumere che un morsetto generico, un barb o un raccordo fornirà la ritenzione richiesta semplicemente perché le dimensioni nominali appaiono compatibili.
Il collegamento finito deve seguire i requisiti di assemblaggio del produttore.
23. Raccordi in tubi di raffreddamento liquidi multistrato
I tubi di raffreddamento liquidi multistrato possono contenere un tubo interno, uno strato di rinforzo e una copertura esterna.
Il montaggio ha bisogno di impegnarsi con la struttura del tubo appropriata senza compromettere la barriera o il rinforzo del fluido.
Questo è un motivo per cui la selezione di montaggio dovrebbe essere basata sulla costruzione del tubo reale piuttosto che semplicemente la dimensione nominale del tubo.
24. Selezione di montaggio per tubi EPDM
I tubi EPDM sono utilizzati in varie applicazioni di gestione dell'acqua e termica.
Quando si selezionano raccordi per tubi di raffreddamento a liquido EPDM, gli ingegneri devono verificare la compatibilità dimensionale, la compatibilità con il refrigerante, l'intervallo di temperatura e il metodo di assemblaggio richiesto.
Per considerazioni specifiche di EPDM, vedere Tubo di raffreddamento liquido EPDM: applicazioni, vantaggi e fattori di selezione.
25. Selezione di montaggio per tubi in silicone
I tubi in silicone sono apprezzati in molte applicazioni per la loro flessibilità e caratteristiche di temperatura.
Tuttavia, il design di montaggio deve ancora corrispondere alle dimensioni del tubo e alle condizioni operative.
Particolare attenzione dovrebbe essere rivolta al metodo di ritenzione meccanica e ai requisiti di installazione.
Vedi Tubo di raffreddamento liquido del silicone: vantaggi e limitazioni chiave.
26. Selezione di montaggio per tubi PTFE e PFA
I tubi PTFE e PFA sono soluzioni a base di fluoropolimero che possono essere selezionate quando la resistenza chimica e i requisiti specifici di temperatura o pulizia sono importanti.
Il sistema di montaggio deve essere compatibile con la costruzione e le caratteristiche dimensionali del tubo fluoropolimero selezionato.
Per un confronto materiale, vedere PTFE vs. PFA Liquid Cooling Hose: Qual è la differenza?.
27. Impostazioni per connessioni CDU-to-Rack
Le connessioni CDU-to-rack possono richiedere raccordi che combinano una capacità di flusso sufficiente con un pratico accesso al servizio.
La geometria della connessione dovrebbe supportare il routing del tubo previsto evitando curve inutili e un eccessivo carico meccanico.
Per i circuiti di raffreddamento più grandi, il raccordo deve anche essere valutato come parte del calcolo totale della perdita di pressione.
28. Raccordi per il raffreddamento del server AI ad alta densità
I server GPU ad alta densità possono richiedere connessioni fluide multiple in una zona compatta.
In queste applicazioni, la selezione del montaggio dovrebbe considerare non solo la pressione e il flusso, ma anche l'accesso fisico e il routing del tubo.
Un montaggio compatto può ridurre lo spazio di installazione, ma il suo percorso di flusso interno e le caratteristiche di connessione devono ancora soddisfare i requisiti idraulici.
Vedi Come scegliere il tubo di raffreddamento liquido giusto per server AI ad alta densità.
29. Errori di selezione di montaggio comune
| Errore comune | Problemi potenziali |
|---|---|
| Selezione per dimensione nominale solo | Le dimensioni effettive del tubo potrebbero non corrispondere |
| Ignorando la compatibilità refrigerante | Questioni materiali o sigillanti |
| Ignoramento della pressione di montaggio | La connessione non può soddisfare i requisiti di sistema |
| Utilizzo di una connessione inutilmente restrittiva | Perdita di pressione aggiuntiva |
| Ignoramento dell'installazione | Montaggio o manutenzione difficili |
| Allineamento del tubo di foratura | Sforzo meccanico supplementare |
| Utilizzo di un metodo di montaggio incompatibile | Riduzione dell'affidabilità della connessione |
30. Un processo di selezione di montaggio pratico
Un flusso di lavoro pratico di ingegneria può essere organizzato come segue:
31. Come specificare un tubo di raffreddamento liquido
Quando si richiede un montaggio completo del tubo da un fornitore, gli ingegneri dovrebbero fornire informazioni sufficienti per evitare ipotesi.
Una specifica utile può includere:
- Modello del tubo
- Tubo diametro interno
- Foro esterno diametro
- Raffreddamento
- Pressione di esercizio
- Temperatura di esercizio
- Portata richiesta
- Standard di connessione
- Orientamento del montaggio
- Lunghezza del tubo richiesta
- requisito UQD, se applicabile
- Requisiti di prova
Queste informazioni consentono di valutare il tubo e il montaggio completo.
32. CJAN liquido raffreddamento tubo e soluzioni di montaggio
CJAN fornisce soluzioni flessibili per tubi flessibili di raffreddamento a liquido per applicazioni di gestione termica in cui i requisiti di materiale, costruzione e connessione del tubo devono essere considerati insieme.
The Raffreddamento liquido CJAN gamma di applicazioni copre soluzioni per sistemi di raffreddamento utilizzati in ambienti di gestione termica esigenti.
I prodotti per tubi flessibili RICERCA, LCH-SD e LCH-SDS.
Per un assemblaggio completo del tubo, la selezione del montaggio deve essere basata sul refrigerante, flusso, pressione, temperatura, costruzione del tubo, interfaccia di connessione e ambiente di installazione.
Conclusioni
La scelta di un tubo di raffreddamento liquido non è semplicemente una questione di corrispondenza di due dimensioni di connessione nominali.
Il raccordo deve funzionare con la costruzione del tubo e il sistema di raffreddamento completo. Compatibilità del refrigerante, pressione, temperatura, flusso, sigillatura, ritenzione meccanica, spazio di installazione e requisiti di servizio tutti devono essere considerati.
Per i data center AI e i server GPU ad alta densità, l'approccio più affidabile è quello di trattare il tubo e il montaggio come un unico assemblaggio progettato.
Quando questi fattori vengono valutati insieme, la connessione risultante può essere più facile da installare, mantenere e integrare nel sistema di raffreddamento liquido globale.
Per ulteriori informazioni sulle soluzioni per tubi di raffreddamento a liquido, visitare il Raffreddamento liquido CJAN pagina dell'applicazione.
