Каковы основные требования к шлангам для жидкостного охлаждения AI Data Center?

Жидкое охлаждение становится все более важной частью инфраструктуры ИИ высокой плотности.

По мере того, как серверы GPU становятся более мощными, система охлаждения должна удалять большее количество тепла через контролируемую схему охлаждающей жидкости. Холодные пластины, коллекторы, ХДС, фитинги, UQD и шланги становятся частью системы управления теплом.

Среди этих компонентов жидкий охлаждающий шланг обеспечивает гибкое соединение между фиксированными компонентами.

Это звучит просто, но охлаждающий шланг центра обработки данных ИИ должен удовлетворять нескольким требованиям одновременно.

В этой статье объясняются основные требования, которые инженеры должны учитывать при оценке жидкого охлаждающего шланга для приложений центров обработки данных ИИ.

1.Первое требование: совместимость с охлаждением

Внутренняя поверхность шланга непрерывно подвергается воздействию циркулирующей охлаждающей жидкости.

По этой причине совместимость охлаждающей жидкости должна быть одним из первых параметров, рассматриваемых при выборе шланга.

Недостаточно просто описать охлаждающую жидкость как «водяную».

Различные системы охлаждения могут использовать различные составы, добавки и концентрации. Поэтому материал шланга должен оцениваться по фактической химии охлаждающей жидкости, используемой в системе.

Важные соображения могут включать:

• Охлаждающая композиция
• Концентрация воды
• Гликол или другие добавки
• Долгосрочное воздействие
• Рабочая температура
• Потенциальный набухание материала или деградация

2 Способность давления должна соответствовать системе

Жидкие петли охлаждения работают под давлением, поэтому шланг должен выдерживать давление, создаваемое насосом, и гидравлическое сопротивление всей системы.

Инженерам обычно необходимо различать несколько значений давления:

• Нормальное рабочее давление
• Максимальное рабочее давление
• Давление при запуске или переходных условиях
• Испытательное давление

Шланг, выбранный только в соответствии с его нормальным рабочим давлением, может не обеспечивать достаточного запаса для полной рабочей среды.

Окончательное требование к давлению должно определяться исходя из фактической конструкции системы.

3. Скорость потока является критическим входом в дизайн

шланг должен обеспечивать достаточный проход потока для требуемого потока охлаждающей жидкости.

Требования к потоку в конечном итоге связаны с количеством тепла, которое необходимо удалить.

Вот почему выбор шланга должен начинаться с гидравлических требований системы, а не с имеющегося размера шланга.

4.Внутренний диаметр влияет на гидравлические характеристики

Внутренний диаметр шланга непосредственно определяет доступную площадь потока.

Для той же скорости потока меньший внутренний диаметр обычно производит более высокую скорость жидкости и большее гидравлическое сопротивление.

С другой стороны, излишне большой шланг может создать механические и монтажные проблемы.

Решение Hose ID	Потенциальный эффект
Слишком маленький	Более высокая скорость потока и падение давления
правильного размера	Сбалансированные требования к потоку и установке
Слишком большой	Больше места, большая арматура и потенциально более высокая стоимость

Цель состоит не в том, чтобы выбрать максимально возможный шланг, а в том, чтобы выбрать внутренний диаметр, подходящий для требуемого расхода и бюджета сброса давления.

5.Снижение давления следует рассматривать как часть системы

Шланг не работает независимо от других гидравлических компонентов.

Полный цикл охлаждения может содержать потери давления от:

• Жидкие охлаждающие шланги
• фитинги
• UQD
• многообразие
• Холодные пластины
• клапаны
• Другие ограничения потока

Общее падение давления определяет давление, которое насос должен обеспечить при требуемой скорости потока.

По этой причине жидкий охлаждающий шланг должен оцениваться с использованием данных о падении давления с определенной скоростью потока, когда такие данные необходимы для проектирования системы.

6.Температурное сопротивление больше максимального температурного числа

Жидкий охлаждающий шланг может испытывать изменение температуры во время работы.

На температурные условия могут влиять:

• Рабочая нагрузка GPU
• Температура подачи охлаждающего вещества
• Обратная температура
• Условия объекта
• Стартап и отключение
• Процедуры технического обслуживания

Поэтому инженеры должны учитывать полный диапазон рабочих температур, а не смотреть только на максимальную температуру.

Повторные изменения температуры также могут иметь значение при оценке долгосрочных характеристик.

7.Гибкость является основным преимуществом Hose Connections

В отличие от жесткой трубки, гибкий шланг может вместить сложную маршрутизацию внутри стойки сервера.

Это особенно полезно, когда охлаждающее соединение должно перемещаться:

• GPU лотки
• Холодные пластины
• многообразие
• Структуры грабли
• Силовые компоненты
• Электрические кабели

Однако гибкость не следует путать с неограниченными возможностями изгиба.

Шланг все еще должен работать в пределах заданного радиуса изгиба.

8.Радиус минимального изгиба защищает охлаждающий путь

Когда шланг согнут слишком плотно, его внутренний проход может исказиться.

Это может повлиять на поток и увеличить механическое напряжение.

Чрезмерное изгибание также может передавать дополнительную нагрузку на фитинг или соединение UQD.

Для стеллажей ИИ высокой плотности это следует учитывать во время механической компоновки, а не после того, как оборудование уже установлено.

9.Усиление может увеличить механическую способность

Некоторые жидкие охлаждающие шланги используют армирующие слои для улучшения механических характеристик.

В зависимости от конструкции шланга, усиление может помочь поддержать:

• Сопротивление давлению
• Размерная стабильность
• Механическая долговечность
• Сопротивление деформации

Конструкцию арматуры необходимо оценивать вместе с внутренней трубкой и внешним защитным слоем.

Укрепленный шланг не подходит автоматически для каждого применения. Фактическая конструкция должна соответствовать требуемому давлению, гибкости и условиям установки.

10.Внутренняя трубка должна защищать охлаждающий путь

Внутренняя трубка является частью шланга, который непосредственно контактирует с охлаждающей жидкостью.

Поэтому его роль имеет основополагающее значение для надежности цепи охлаждения.

Важными характеристиками могут быть:

• Химическая совместимость
• Температурное сопротивление
• Размерная стабильность
• Долгосрочная долговечность
• Устойчивость к деградации, связанной с жидкостью

Выбор материала всегда должен основываться на фактической среде применения.

11.Наружный слой имеет другую работу

Внешний слой обычно не контактирует с охлаждающей жидкостью. Его функция связана с окружающей средой.

В зависимости от применения наружный слой может потребоваться переносить:

• Механический контакт
• истирание
• Обработка установки
• Воздействие окружающей среды
• Повторяющееся движение

Вот почему конструкцию шланга нужно оценивать как полную сборку, а не смотреть только на материал внутренней трубки.

12.Совместимость соединений необходима

Технически подходящий шланг все еще не может функционировать должным образом, если его соединение не соответствует окружающим компонентам.

Сборка шланга может взаимодействовать с:

• Холодные пластины
• многообразие
• ХДС
• фитинги
• UQD
• Модули охлаждения сервера

Поэтому инженеры должны определить конфигурацию соединения перед завершением сборки шланга.

13 Почему важна совместимость UQD

UQD могут облегчить обслуживание жидкостных охлаждающих соединений.

В среде сервера ИИ доступ к техническому обслуживанию может быть важной частью проектирования системы.

Поэтому сборка шланга должна быть совместима с выбранным UQD с точки зрения:

• Размер соединения
• Тип соединения
• Рейтинг давления
• Диапазон температур
• Охлаждающая совместимость
• Требования к потоку
• Пространство для установки

Сам UQD также может вводить падение давления, поэтому соединение должно оцениваться как гидравлически, так и механически.

14.Сопротивление утечке является фундаментальным требованием

В жидком охлаждении управление утечками является неотъемлемой частью надежности системы.

Потенциальные точки утечки могут существовать при:

• Тела Хосе
• фитинги
• Стесненные связи
• UQD соединения
• Многообразные интерфейсы
• Интерфейсы холодных пластин

Это означает, что тестирования только трубки шланга может быть недостаточно.

Полная сборка шланга должна оцениваться, когда приложение требует определенной производительности утечки.

15. Механический стресс вокруг приспособления

Одной из распространенных ошибок в установке шланга является концентрация чрезмерного изгиба или тягового усилия вблизи фитинга.

Шланг может показаться гибким, но область соединения может стать механической точкой концентрации напряжения.

Хорошей практики установки следует избегать:

• Острый изгиб сразу за фитингом
• Скручивание шланга во время установки
• Чрезмерная тяга по оси
• Вынужденное несоответствие

Гладкий маршрут обычно обеспечивает более надежную среду соединения.

16. Длина шланга должна быть спроектирована, а не угадана

Длина шланга влияет как на монтаж, так и на гидравлические характеристики.

Слишком короткий шланг может создать напряжение.

Слишком длинный шланг может привести к ненужному падению давления и сложности маршрутизации.

Требуемая длина должна обеспечивать:

• Правильная маршрутизация
• Минимальный радиус изгиба
• Движение оборудования
• Установка допуска
• Доступ к обслуживанию

17. Вес шланга может иметь значение в плотных системах

В одном соединении вес шланга может показаться незначительным.

Однако в масштабе стойки могут складываться несколько шлангов, фитингов и соединений.

Вес может стать актуальным при проектировании:

• Модули охлаждения сервера
• монтаж коллектора
• Ударная инфраструктура
• Передвижные служебные сборки

Таким образом, цель состоит в том, чтобы достичь требуемых механических характеристик без лишнего объема.

18 Чистота может быть важна

Системы охлаждения могут иметь различные требования к чистоте в зависимости от применения.

Для некоторых систем инженеры могут заботиться о:

• Внутреннее загрязнение
• Производство твердых частиц
• Остатки производства
• Чистота жидкости

Требуемый уровень чистоты должен определяться системой охлаждения, а не считаться идентичным для каждого приложения центра обработки данных.

19.Проникновение шланга может быть уместным

Некоторые жидкости могут взаимодействовать с полимерными материалами в течение длительного времени.

В зависимости от хладагента и его применения инженеры могут, следовательно, рассматривать пропитку и долгосрочную стабильность материала.

Это особенно актуально, когда состав охлаждающей жидкости должен оставаться стабильным в течение длительного периода обслуживания.

Значение пропитки сильно зависит от материала, охлаждающей жидкости и архитектуры системы.

20.Температура и давление должны рассматриваться вместе

Способность давления не всегда зависит от температуры.

Для полимерных шлангов допустимое давление может меняться при изменении температуры.

Поэтому инженеры не должны автоматически предполагать, что максимальное давление, указанное при одной температуре, остается действительным во всем диапазоне рабочих температур.

21. Выбор материала шланга для жидкостного охлаждения

Несколько семейств шланговых материалов могут быть рассмотрены для применения в жидком охлаждении.

Материальная семья	Типичное рассмотрение
EPDM	Обычно рассматривается для систем охлаждения на водной основе, где требуется гибкость и долговечность.
силиконовый	Часто рассматривается вопрос о том, где важна гибкость и температура.
Фторполимеры	Учитывается, когда важны конкретные требования к химической совместимости или чистоте.
Другие инженерные эластомеры	Выбирается в соответствии с конкретными хладагентом, давлением, температурой и механическими требованиями.

Не существует универсального «лучшего» жидкого охлаждающего шланга.

Соответствующий материал зависит от реальных системных условий.

22.Почему дата-центры ИИ нуждаются в большем, чем в дженерике

Промышленный шланг может нести жидкость, но охлаждение сервера AI предъявляет дополнительные требования.

Шланг может работать внутри компактной стойки, сохраняя контролируемый поток и надежные соединения в течение повторяющихся циклов обслуживания.

Конструкция может также включать тесную интеграцию с холодными пластинами, коллекционерами и UQD.

По этой причине конструкция шланга для конкретного применения может быть более полезной, чем простой выбор промышленного шланга на основе номинального давления.

23.Что нужно проверить перед заказом?

Практический контрольный список предварительного заказа может включать:

Параметр	Вопрос для подтверждения
охладитель	Какой точный состав охлаждающей жидкости будет использоваться?
Поток	Какой расход требуется?
Давление	Каково нормальное и максимальное давление?
температура	Каков полный диапазон рабочих температур?
Идентификатор Хосе	Какой внутренний диаметр требуется?
Бен Радиус	Что такое доступное пространство маршрутизации?
Длина	Какая длина готового шланга требуется?
Подключение	Какая конфигурация и UQD требуется?
окружающая среда	Какие механические и монтажные условия применяются?

24. Завершенная сборка шланга имеет значение

Во многих применениях трубка шланга является только одной частью окончательной сборки.

Готовый продукт может включать в себя:

• Хозяин
• фитинги
• Стесненные связи
• UQD
• Защитные компоненты

Окончательная сборка должна оцениваться как законченный блок, когда надежность, утечка и гидравлические характеристики имеют решающее значение.

25 Тестирование должно отражать реальное применение

Требования к испытаниям должны основываться на фактических условиях системы.

В зависимости от заявки, валидация может включать в себя:

• Испытание на давление
• Тестирование утечек
• Тестирование потока
• Испытание на падение давления
• Тестирование температуры
• Тестирование гибкости
• Испытание соединительного цикла

Цель состоит не только в том, чтобы составить протокол испытаний. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что сборка шланга выполняется в условиях, которые она фактически испытает.

26. Ошибки выбора обычного шланга

В проектах жидкостного охлаждения неоднократно возникают некоторые ошибки отбора.

Выбор размера в одиночку

Шланг, который физически подходит для соединения, может по-прежнему иметь неподходящую совместимость с давлением, температурой или охлаждающей жидкостью.

Выбор под максимальным давлением в одиночку

Высокое давление не гарантирует подходящую производительность потока, гибкость или совместимость с охлаждающей жидкостью.

Игнорирование падения давления UQD

UQD может стать значительным гидравлическим ограничением в зависимости от его внутренней конструкции и требуемого потока.

Игнорирование Бенда Радиуса

шланг может пройти стендовое испытание, но становится проблематичным, когда его заставляют установить плотную стойку.

Использование непроверенного охладителя

Совместимость материалов должна проверяться на соответствие фактической формуле охлаждающей жидкости.

Тестирование только Hose Tube

Конечная установка и соединения UQD могут быть критическими точками утечки и должны быть включены в соответствующую проверку сборки.

27 Как CJAN подходит к выбору шлангов для жидкого охлаждения

CJAN предоставляет несколько вариантов жидкого охлаждающего шланга для оценки различных требований к применению. LCH, LCH-SD и LCH-SDS.

Нынешний Жидкие охлаждающие шланги LCH Информация о продукте доступна на сайте CJAN:

Жидкий охлаждающий шланг JAN LCH

Для приложений, требующих другой конструкции, инженеры также могут ознакомиться с соответствующими жидкостными охлаждающими шлангами CJAN:

Жидкий охлаждающий шланг CJAN LCH-SD

CJAN LCH-SDS Жидкая охлаждающая шланг

Для обзора решений CJAN в области жидкостного охлаждения посетите:

Решения для жидкостного охлаждения CJAN

Выбор продукта всегда должен быть подтвержден в соответствии с последними спецификациями и фактическими требованиями заказчика к охлаждающей жидкости, давлению, температуре, потоку и соединению.

28.Выбор продукции LCH должен начинаться с условий применения

Вместо того, чтобы спрашивать только «Какой шланг лучше?», более полезным инженерным вопросом является:

Какая конструкция шланга подходит для этой конкретной охлаждающей петли?

Практический процесс отбора может начинаться со следующей информации:

Этот подход снижает риск выбора шланга на основе одной спецификации, не обращая внимания на остальную часть системы.

29.Выбор шлангов для жидкостного охлаждения AI - это задача системной инженерии

Наиболее подходящий шланг определяется взаимодействием тепловых, гидравлических и механических требований.

Упрощенные отношения могут быть выражены как:

Изменение одного параметра может повлиять на другие.

Например, увеличение требуемого потока может влиять на диаметр шланга, падение давления и выбор UQD.

Изменение охлаждающей жидкости может потребовать другого материала шланга.

Изменение компоновки стойки может потребовать различной длины шланга или радиуса изгиба.

30. Ключевой вывод

Жидкий охлаждающий шланг центра обработки данных ИИ должен делать больше, чем просто транспортировать охлаждающую жидкость.

Он должен надежно работать в определенной гидравлической, тепловой и механической среде.

К наиболее важным требованиям относятся:

• Охлаждающая совместимость
• Вместимость потока
• Возможность давления
• Температурное сопротивление
• Соответствующий внутренний диаметр
• Контролируемое падение давления
• гибкость
• Минимальный радиус изгиба
• Механическая долговечность
• Совместимость с подключением
• Совместимость с UQD
• Утечка производительности

Когда эти факторы рассматриваются вместе, жидкий охлаждающий шланг становится частью правильно спроектированной системы управления температурой, а не просто гибкой трубой.

Заключение

Жидкое охлаждение центра обработки данных AI предъявляет повышенные требования к каждому компоненту цикла охлаждающей жидкости.

Шланг занимает относительно небольшое физическое пространство, но он соединяет компоненты, которые заставляют систему охлаждения работать.

Поэтому надежный выбор шланга начинается с фактического применения: охлаждающей жидкости, скорости потока, давления, температуры, пространства для установки и требований к соединению.

Семейства продуктов CJAN LCH, LCH-SD и LCH-SDS предоставляют возможности для оценки различных требований к шлангам для жидкостного охлаждения.

Чтобы узнать больше о текущем продукте LCH, посетите:

Жидкий охлаждающий шланг JAN LCH

Для конкретных требований проекта наиболее полезным подходом является предоставление фактической охлаждающей жидкости, потока, давления, температуры, размера шланга и информации о соединении, чтобы конструкция шланга могла быть оценена по всей системе охлаждения.