GLOBALRaccords de tuyau de refroidissement liquide: Comment choisir le bon type de connexion
Dans un système de refroidissement liquide, le tuyau n'est qu'une partie du raccord du fluide.
Le raccord relie le tuyau flexible à un collecteur, une plaque froide, un CDU, une vanne, un tuyau ou un autre composant de refroidissement.
Ceci est particulièrement important dans les serveurs et les centres de données d'IA, où les connexions de refroidissement peuvent devoir fonctionner en continu tout en s'installant dans des espaces compacts.
Cet article explique les principaux facteurs d'ingénierie à considérer lors de la sélection des raccords pour les flexibles de refroidissement liquide.
1. Qu'est-ce qu'un raccord de tuyau de refroidissement liquide?
Un raccord de tuyau de refroidissement liquide est un composant de raccordement utilisé pour joindre un tuyau flexible à une autre partie du circuit de refroidissement.
Une connexion de refroidissement liquide simplifiée peut être représentée par:
Selon l'architecture du système, le raccord peut être monté en permanence sur le tuyau ou faire partie d'un raccord amovible tel qu'un raccord à déconnexion rapide.
Dans un tuyau complet, le raccord et le tuyau doivent donc être évalués comme un seul raccord.
2. Pourquoi la sélection est importante dans les systèmes de refroidissement AI
Les systèmes de refroidissement du serveur AI peuvent contenir de nombreuses connexions fluides dans un espace d'installation relativement petit.
Chaque raccord doit maintenir la trajectoire de refroidissement prévue tout en tenant compte des exigences de pression, de température, de mouvement mécanique et d'entretien.
Un raccord mal adapté au tuyau ou au système peut présenter des problèmes tels que:
- Fuite
- Perte de pression excessive
- Difficulté d'installation
- Pression mécanique
- Efficacité insuffisante de l'étanchéité
- Problèmes d'entretien
Pour cette raison, la sélection des raccords devrait faire partie du processus de conception de l'assemblage des tuyaux plutôt que d'une réflexion ultérieure.
Voir Comment concevoir des assemblages de tuyau de refroidissement liquide fiables pour les serveurs AI.
3. Commencez par la construction du tuyau
La première question est de savoir si le raccord sélectionné est compatible avec la construction du tuyau.
Les tuyaux de refroidissement liquides peuvent utiliser différents matériaux de tube intérieur et des méthodes de construction, y compris EPDM, silicone, PTFE, PFA et des conceptions multicouches renforcées.
Un raccord conçu pour une construction de tuyau ne doit pas être automatiquement considéré comme adapté à une autre.
La méthode de raccordement doit fournir une rétention mécanique suffisante sans endommager le tuyau.
Les principaux paramètres du tuyau sont les suivants:
- Diamètre intérieur
- Diamètre extérieur
- Épaisseur des parois
- Structure de renforcement
- Matériau
- Pression de fonctionnement
Voir Matériaux de tuyau de refroidissement liquide pour les centres de données AI.
4. Adapter le raccord aux dimensions du tuyau
La taille du tuyau nominal seul n'est pas toujours suffisante pour choisir un raccord.
Le diamètre intérieur réel du tuyau et le diamètre extérieur doivent être confirmés par rapport à la spécification de montage et à la méthode de montage.
Ceci est particulièrement important pour les tuyaux renforcés car le renforcement modifie les dimensions extérieures et peut affecter la méthode de raccordement.
Une sélection pratique devrait donc vérifier:
| Paramètre du tuyau | Pourquoi ça compte |
|---|---|
| Diamètre intérieur | Influences de la géométrie du débit et de la connexion |
| Diamètre extérieur | Détermine la compatibilité et la rétention de l'ajustement |
| Épaisseur des parois | Influe sur la conception de la connexion |
| Renforcement | Peut affecter la méthode de montage et la résistance mécanique |
5. Considérez le type de connexion
Les systèmes de refroidissement liquide peuvent utiliser plusieurs types de raccords de tuyau selon l'application.
Les approches communes comprennent:
- Connexions filetées
- Connexions barbelées
- Assemblages de tuyaux sertis
- Raccordement serré
- Raccords à déconnexion rapide
Le type de raccordement approprié dépend de l'interface de l'équipement, de la construction du tuyau, des conditions de fonctionnement et des exigences de service.
Il n'existe pas de méthode de raccordement unique appropriée pour chaque application de refroidissement liquide.
6. Connexions filetées
Les raccords filetés sont couramment utilisés lorsqu'un tuyau doit se connecter à un port fileté, à un collecteur ou à une autre interface d'équipement.
La sélection des raccords doit tenir compte de la norme de filetage et de la méthode d'étanchéité applicables.
Les ingénieurs doivent vérifier :
- Type de fil
- Taille des fils
- Orientation de la connexion
- Méthode de scellement
- Espace d'installation disponible
La compatibilité des fils doit être confirmée plutôt que supposée à partir de la seule taille nominale.
7. Connexions barbelées
Les raccords barbelés utilisent une surface de raccordement en forme pour retenir le tuyau.
Elles peuvent convenir à certaines constructions de tuyaux et à certaines conditions de fonctionnement, en particulier lorsque la méthode d'assemblage est correctement contrôlée.
Cependant, la géométrie du raccord, le matériau du tuyau, la méthode de serrage et la pression de fonctionnement doivent tous être considérés ensemble.
Un tuyau ne doit pas être sélectionné uniquement parce que son diamètre nominal semble correspondre à la taille de la tige.
8. Connexions au tuyau serti
Les assemblages sertis fixent mécaniquement le tuyau au raccord en utilisant un procédé de sertissage contrôlé.
Pour les applications nécessitant une qualité de montage constante, le sertissage contrôlé peut fournir une méthode de raccordement répétable lorsque les caractéristiques du tuyau, du raccord et du sertissage sont correctement appariées.
Le processus de sertissage doit être conforme aux exigences spécifiées par le fabricant.
Des dimensions de sertissage incorrectes peuvent affecter la rétention mécanique et la performance d'étanchéité de l'ensemble fini.
9. Connexions serrées
Les raccords serrés utilisent une pince ou un composant mécanique similaire pour fixer le tuyau au raccord.
La pertinence de cette méthode dépend de la construction du tuyau, de la pression de fonctionnement, de la température, du liquide de refroidissement et des exigences d'installation applicables.
Le choix du dispositif de serrage devrait également examiner si la force de serrage est appropriée pour le tuyau sans causer d'endommagement.
10. Couplages de déconnexion rapide
Les raccords à déconnexion rapide peuvent être utiles lorsque le circuit de refroidissement doit être séparé pendant l'installation, le remplacement ou l'entretien de l'équipement.
Dans les applications du centre de données AI, des connexions à déconnexion rapide peuvent être utilisées à des endroits où un accès répété au service est attendu.
Les paramètres de sélection importants comprennent :
- Capacité de débit
- Pression nominale
- Plage de température
- Compatibilité du liquide de refroidissement
- Taille de la connexion
- Configuration d'étanchéité
- Espace disponible
Pour les considérations propres à l'UQD, voir Déconnecte rapidement le tuyau de refroidissement liquide : Comment choisir les couplages UQD pour les serveurs AI.
11. UQD vs. autres connexions à déconnexion rapide
UQD est un type de solution de déconnexion rapide qui peut être considéré pour des applications de refroidissement liquide.
Lors de la comparaison de l'UQD avec un autre couplage, les ingénieurs devraient se concentrer sur les exigences réelles du système plutôt que sur le nom de la connexion.
Les principaux paramètres sont les suivants :
- Débit de liquide de refroidissement requis
- Perte de pression
- Pression de fonctionnement
- Température
- Compatibilité du liquide de refroidissement
- Taille de la connexion
- Fréquence de service
Une comparaison séparée des solutions UQD et des solutions de déconnexion rapide traditionnelles est couverte dans UQD vs. Débranchements rapides traditionnels pour le refroidissement du centre de données AI.
12. Considérer la compatibilité du liquide de refroidissement
Le matériau de montage et les composants d'étanchéité font partie de la trajectoire du fluide mouillé et doivent donc être compatibles avec le liquide de refroidissement.
La compatibilité doit être envisagée pour:
- Matériau du corps
- Matériel scellé
- Tube intérieur du tuyau
- Préparation du liquide de refroidissement
- Température de fonctionnement
Dans la mesure du possible, la compatibilité doit être évaluée en utilisant la formulation du liquide de refroidissement et les conditions de fonctionnement.
13. Indice de pression du raccord
Le raccord doit pouvoir fonctionner à la pression requise du système.
Les ingénieurs devraient tenir compte à la fois de la pression de fonctionnement normale et des conditions de pression maximale.
L'ensemble complet du tuyau doit être évalué en tant que système parce que la capacité de pression du tuyau et du raccord doit être compatible.
14. Indice de température
La température peut affecter les matériaux du tuyau, les joints et les composants de montage.
Le raccord doit donc être adapté à la même plage de température de fonctionnement que le tuyau.
Lorsque le système de refroidissement connaît des cycles de température, les ingénieurs devraient également envisager une expansion et une contraction répétées pendant le fonctionnement.
Pour une discussion plus large, voir Comment la pression et la température affectent la fiabilité du tuyau de refroidissement liquide dans les centres de données AI.
15. La pression chute à travers le raccord
Un raccord peut contribuer à la résistance hydraulique d'un circuit de refroidissement liquide.
Les modifications du diamètre intérieur, de la direction du flux et de la géométrie de la connexion peuvent affecter la perte de pression.
Pour les systèmes à débit de refroidissement élevé, la chute de pression des raccords et des raccords doit donc être envisagée en même temps que la chute de pression du tuyau.
La trajectoire hydraulique complète peut comprendre:
Pour plus d'informations sur la perte de pression du tuyau, voir Perte de pression du tuyau de refroidissement liquide: Comment calculer et le contrôler dans les centres de données AI.
16. Taille de la connexion et débit
Une connexion ne devrait pas créer de restriction inutile dans un circuit de refroidissement par ailleurs correctement dimensionné.
Par exemple, un tuyau peut avoir un diamètre intérieur approprié tandis que le raccord contient un passage d'écoulement sensiblement plus petit.
Les ingénieurs devraient donc évaluer la trajectoire d'écoulement efficace à travers la connexion complète.
Ceci est particulièrement important dans les systèmes de refroidissement des serveurs AI à haut débit.
17. Considérer l'espace d'installation
Les serveurs AI et les systèmes de refroidissement à rack peuvent avoir un espace limité autour des connexions de fluides.
Les dimensions physiques du raccord doivent donc être prises en compte avant la finalisation de l'assemblage.
Les dimensions importantes peuvent inclure:
- Longueur totale de montage
- Diamètre de connexion
- Autorisation requise de l'outil
- Espace de rotation
- Espacement des composants adjacents
Un raccord qui satisfait aux exigences hydrauliques peut encore être difficile à installer s'il n'y a pas un dégagement physique insuffisant.
18. Orientation de montage
L'orientation de montage peut avoir un effet direct sur le routage du tuyau.
Par exemple, un raccord droit et un raccord de 90 degrés peuvent produire des géométries de routage très différentes dans un rack serveur.
Lorsque l'espace est limité, le choix d'une orientation d'ajustement appropriée peut aider à réduire la flexion inutile et la longueur du tuyau.
19. Évitez de forcer le tuyau en position
Le raccord doit permettre au tuyau d'atteindre le raccord sans force excessive.
Si le tuyau doit être tiré, tordu ou fortement courbé pour atteindre le raccord, la géométrie de connexion doit être reconsidérée.
Forcer le montage en position peut créer des charges mécaniques qui restent présentes pendant le fonctionnement.
20. Méthode de scellement
Différents types de connexion utilisent différents mécanismes d'étanchéité.
Selon la conception du raccord, l'étanchéité peut dépendre d'un joint élastomère, d'un joint, d'un joint O, d'une méthode d'étanchéité filetée ou d'une autre interface conçue.
Le matériau d'étanchéité doit être compatible avec le liquide de refroidissement et la température de fonctionnement.
Pendant le montage, les joints doivent également être installés conformément aux prescriptions applicables du fabricant.
21. Choix du matériau pour les raccords
Les matériaux d'installation doivent être choisis en fonction de l'environnement d'application.
Les considérations possibles sont les suivantes :
- Compatibilité du liquide de refroidissement
- Résistance à la corrosion
- Température
- Pression
- Résistance mécanique
- Poids
- Exigences d'installation
Le matériau de montage doit également être évalué avec le tuyau et d'autres composants mouillés.
22. Maintien mécanique du tuyau à l ' arrêt
Un raccordement fiable nécessite une rétention mécanique suffisante entre le tuyau et le raccord.
La méthode de rétention exacte dépend de la conception du tuyau et du montage.
Les ingénieurs devraient éviter de supposer qu'une pince générique, une barre ou un raccord fournira la rétention requise simplement parce que les dimensions nominales semblent compatibles.
La connexion finie doit être conforme aux exigences de montage du fabricant.
23. Raccords dans des cases de refroidissement liquide multi-couches
Les tuyaux de refroidissement liquides multicouches peuvent contenir un tube intérieur, une couche de renforcement et un couvercle extérieur.
Le raccord doit s'engager avec la structure de tuyau appropriée sans compromettre la barrière de fluide ou le renforcement.
C'est une des raisons pour lesquelles la sélection des raccords devrait être basée sur la construction réelle du tuyau plutôt que simplement sur la taille nominale du tuyau.
24. Fixation de la sélection pour les os EPDM
Les tuyaux EPDM sont utilisés dans diverses applications à base d'eau et de gestion thermique.
Lors de la sélection des raccords pour tuyaux de refroidissement liquide EPDM, les ingénieurs doivent vérifier la compatibilité dimensionnelle, la compatibilité du liquide de refroidissement, la plage de température et la méthode d'assemblage requise.
Pour les considérations spécifiques à l'EPDM, voir Tuyau de refroidissement liquide EPDM : applications, avantages et facteurs de sélection.
25. Sélection de raccords pour les os de silicone
Les tuyaux en silicone sont appréciés dans de nombreuses applications pour leur flexibilité et leurs caractéristiques de température.
Cependant, la conception du raccord doit encore correspondre aux dimensions du tuyau et aux conditions de fonctionnement.
Une attention particulière devrait être accordée à la méthode de rétention mécanique et aux exigences d'installation.
Voir Tuyau de refroidissement liquide en silicone : principaux avantages et limites.
26. Choix de l'ajustement pour les os PTFE et PFA
Les tuyaux PTFE et PFA sont des solutions à base de fluoropolymère qui peuvent être choisies lorsque la résistance chimique et les exigences spécifiques de température ou de propreté sont importantes.
Le système de montage doit être compatible avec les caractéristiques de construction et de dimensionnement du tuyau de fluoropolymère sélectionné.
Pour une comparaison matérielle, voir Le tuyau de refroidissement liquide PTFE vs. PFA: Quelle est la différence?.
27. Raccords pour les connexions CDU-to-Rack
Les raccords CDU-à-course peuvent nécessiter des raccords qui combinent une capacité de débit suffisante et un accès pratique au service.
La géométrie de la connexion doit supporter l'acheminement prévu du tuyau tout en évitant les virages inutiles et une charge mécanique excessive.
Pour les grands circuits de refroidissement, le montage doit également être évalué dans le cadre du calcul de la perte de pression totale.
28. Raccords pour le refroidissement haute densité du serveur AI
Les serveurs GPU haute densité peuvent nécessiter plusieurs connexions fluides dans une zone compacte.
Dans ces applications, le choix du montage devrait tenir compte non seulement de la pression et du débit, mais aussi de l'accès physique et de l'acheminement du tuyau.
Un montage compact peut réduire l'espace d'installation, mais ses caractéristiques de débit interne et de raccordement doivent encore satisfaire aux exigences hydrauliques.
Voir Comment choisir le bon tuyau de refroidissement liquide pour les serveurs AI haute densité.
29. Erreurs de sélection communes
| Erreur fréquente | Problème potentiel |
|---|---|
| Sélection par taille nominale seulement | Les dimensions réelles du tuyau peuvent ne pas correspondre |
| Ignorant la compatibilité du liquide de refroidissement | Matières ou scellements |
| Ignoration de la pression de montage | La connexion peut ne pas répondre aux exigences du système |
| Utilisation d'une connexion inutilement restrictive | Perte de pression supplémentaire |
| Évitement de l'installation | Montage ou entretien difficile |
| Alignement du tuyau de fixation | Contrainte mécanique supplémentaire |
| Utiliser une méthode de montage incompatible | Fiabilité de connexion réduite |
30. Un processus de sélection pratique
Un workflow d'ingénierie pratique peut être organisé comme suit:
31. Comment spécifier un raccord de tuyau de refroidissement liquide
Lorsqu'ils demandent un raccord ou un assemblage complet de tuyaux à un fournisseur, les ingénieurs doivent fournir suffisamment d'information pour éviter les hypothèses.
Une spécification utile peut comprendre:
- Modèle de tuyau
- Diamètre intérieur du tuyau
- Diamètre extérieur du tuyau
- Refroidisseur
- Pression de fonctionnement
- Température de fonctionnement
- Débit requis
- Norme de connexion
- Orientation de montage
- Longueur du tuyau requise
- Exigences en matière de QUQ, le cas échéant
- Exigences relatives aux essais
Cette information permet d'évaluer le tuyau et le montage comme un assemblage complet.
32. CJAN Solutions de tuyau de refroidissement liquide et d'installation
CJAN fournit des solutions flexibles de tuyaux de refroidissement liquide pour les applications de gestion thermique où les exigences en matière de matériau, de construction et de raccordement doivent être prises en compte ensemble.
Les CJAN Refroidissement liquide La gamme d'applications couvre les solutions pour les systèmes de refroidissement utilisés dans les environnements de gestion thermique exigeants.
Les produits de tuyau pertinents comprennent: LCH, LCH-SD et LCH-SDS.
Pour un montage complet du tuyau, le choix du raccord doit être basé sur le liquide de refroidissement, le débit, la pression, la température, la construction du tuyau, l'interface de raccordement et l'environnement d'installation.
Conclusion
Choisir un raccord de tuyau de refroidissement liquide n'est pas simplement une question de correspondre à deux tailles de raccordement nominales.
Le raccord doit fonctionner avec la construction du tuyau et le système de refroidissement complet. La compatibilité du liquide de refroidissement, la pression, la température, le débit, l'étanchéité, la rétention mécanique, l'espace d'installation et les exigences de service doivent tous être pris en compte.
Pour les centres de données AI et les serveurs GPU haute densité, l'approche la plus fiable est de traiter le tuyau et le montage comme un seul assemblage conçu.
Lorsque ces facteurs sont évalués ensemble, la connexion résultante peut être plus facile à installer, à entretenir et à intégrer dans le système global de refroidissement des liquides.
Pour plus d'informations sur les solutions de tuyau de refroidissement liquide, visitez le CJAN Refroidissement liquide page de demande.
