Коллектор жидкостного охлаждения центра обработки данных: руководство по проектированию, материалам и производству

Коллектор жидкостного охлаждения не выглядит впечатляюще рядом с охлаждающей пластиной или CDU, но именно от него зависит, действительно ли охлаждающая жидкость достигнет каждого сервера с правильным расходом и давлением. Коллектор получает охлаждающую жидкость из блока распределения охлаждающей жидкости (CDU), распределяет ее по серверным стойкам или отдельным серверам, а затем собирает теплый возвратный поток. Когда распределение потока неравномерно, перепад давления чрезмерен или фитинг протекает, страдает весь контур охлаждения, независимо от того, насколько хорошо спроектирована остальная часть системы. Практический вывод состоит в том, что производительность коллектора определяется выбором материала, допусками обработки и заводскими испытаниями. — все это можно проверить перед установкой.

Что делает коллектор жидкостного охлаждения в дата-центре

Коллектор является распределительным узлом сети жидкостного охлаждения. На стороне подачи один вход разветвляется на несколько выходов, которые подключаются к серверным стойкам или холодным плитам. На обратной стороне несколько входов сливаются в один выход, который направляет теплый теплоноситель обратно в контур отвода тепла. Такое расположение позволяет одному CDU обслуживать множество нагрузок, сохраняя при этом предсказуемость расхода и давления в каждом ответвлении.

В центрах обработки данных преобладают два типа коллекторов. Рядные коллекторы устанавливаются вдоль ряда стоек и образуют вторичную сеть жидкости между CDU и отдельными стойками. Коллекторы на уровне стойки монтируются внутри одной стойки, обычно в виде вертикальных подающих и возвратных трубок, и напрямую питают серверы в этой стойке. Это различие имеет значение, поскольку требования к проектированию различны.

Многообразия на основе строк

Многообразия на основе строк act as the backbone of high-density cooling zones. They concentrate the connection point for an entire row, reduce the number of CDU ports, and let an operator isolate a single row for maintenance without draining the whole loop. The main design goal is a low pressure drop so that the CDU pump can push coolant through every branch, including the furthest rack, even when the row runs at partial load.

Коллекторы на уровне стойки

Коллекторы на уровне стойки are smaller but stricter in their tolerance requirements. A single rack may contain dozens of servers at different elevations, and the manifold must deliver a nearly identical flow to every branch. Small differences in port diameter or internal bore can shift the flow split noticeably and leave servers near the top of the rack under-cooled. This is why rack manifolds are machined as precision parts rather than assembled from standard pipe fittings.

Факторы проектирования, определяющие надежность коллектора

Надежность обусловлена конкретным выбором конструкции, сделанным до того, как будет изготовлен первый прототип, а не добрыми намерениями во время установки.

Распределение потока и падение давления

Равномерный поток требует, чтобы каждая выпускная ветвь испытывала почти одинаковую разницу давления от входа до точки ответвления. Проектировщики достигают этого с помощью внутренних диафрагм, оптимизированного расстояния между выпускными отверстиями или намеренно ограниченных выпускных отверстий, что позволяет свести разницу между ответвлениями к минимуму. Падение давления на коллекторе является документально подтвержденным значением в любом соответствующем паспорте данных. В типичных контурах с холодной пластиной перепад давления между подачей и обраткой находится в диапазоне от 0,5 до 1,5 бар в зависимости от скорости потока и размера порта. Коллектор увеличенного размера создает неравномерный поток при низких нагрузках; уменьшенный размер заставляет насос работать интенсивнее и повышает температуру охлаждающей жидкости.

Типы подключения и быстроразъемные соединения

В большинстве коллекторов, обращенных к серверу, используются быстроразъемные соединения, поэтому стойку или сервер можно снять, не сливая воду из контура. Универсальные быстроразъемные соединения (UQD), соединители вслепую и герметичные соединения — это три распространенные категории. Соединители, соединяемые вслепую, подключаются автоматически, когда стойка устанавливается на место, а ручные UQD проще и экономичнее. Выход коллектора должен соответствовать стандарту разъема, используемому OEM-производителем сервера, поэтому заблаговременное подтверждение интерфейса является одним из наиболее практичных шагов в проекте жидкостного охлаждения.

Выбор материала

Корпус коллектора должен быть химически совместим с охлаждающей жидкостью и другими смачиваемыми металлами в контуре. Приведенные ниже материалы охватывают большинство конструкций коллекторов центров обработки данных.

Независимо от материала, качество внутренней поверхности и чистота имеют такое же значение, как и сама марка. Грубое отверстие задерживает частицы и создает локальную турбулентность, которая впоследствии может повредить быстроразъемные уплотнения. Большинство авторитетных поставщиков коллекторов указывают значение шероховатости поверхности уплотняемых поверхностей и промывают внутренние каналы перед упаковкой.

Точность производства важнее, чем кажется

Надежность коллектора определяется на этапе механической обработки. Канавки уплотнительных колец, уплотняющие поверхности, глубина резьбы и расстояние между отверстиями должны выдерживать допуски, которые не могут гарантировать стандартные неизмеренные трубные фитинги. Канавка уплотнительного кольца, глубина которой всего на несколько сотых миллиметра слишком мала, может привести к чрезмерному сжатию уплотнения и вызвать необратимую деформацию. Порт, просверленный под небольшим углом, может привести к тому, что быстроразъемное соединение будет сидеть криво и начать протекать после термоциклирования. В сварных конструкциях столь же важны глубина провара и контроль пористости, поэтому серьезные производители коллекторов используют автоматическую орбитальную сварку или высококвалифицированных специалистов по ручной сварке.

Прецизионная обработка на станке с ЧПУ также определяет, насколько легко индивидуальный коллектор интегрируется с остальной частью стойки. Поставщик, который может обработать корпус, просверлить и нарезать резьбу в каждом порту, а также выполнить окончательную сборку в одном месте, снижает риск несоответствия размеров деталей. Это особенно ценно, когда коллектор должен соответствовать определенной компоновке стойки, геометрии кронштейна или схеме разъема OEM. По этой причине мы рассматриваем коллекторы как прецизионные компоненты и производим их с помощью Прецизионная обработка с ЧПУ с контролируемыми настройками и измеряемыми выходами, а не как обычный трубопровод.

Поставщики прецизионной обработки на заказ, Компания, Экспортер Сучжоу Kokosili International Trading Co., Ltd. является китайским поставщиком прецизионной обработки, компанией и экспортером, Посмотреть продукт →

Что проверить перед заказом коллекторов

Для коллектора подтверждение качества более важно, чем глянцевое техническое описание. Прежде чем принять заказ, отделы закупок должны запросить следующие записи:

• Сертификаты на материалы, показывающие точную марку и номер плавки используемой нержавеющей стали, меди или алюминия.
• Отчет о проверке размеров, в котором указаны расстояние между портами, глубина резьбы и расположение монтажных отверстий в соответствии с утвержденным чертежом.
• Протокол испытания под давлением, показывающий испытательное давление, время выдержки и результат, обычно в 1,5 раза превышающий номинальное рабочее давление.
• Протокол испытаний на герметичность, предпочтительно гелиевых масс-спектрометрических испытаний сварных коллекторов.
• Отчет о чистоте или протокол внутренней промывки, подтверждающий, что внутри каналов не осталось стружки, флюса или шлифовальной пыли.
• Квалификационные сварные швы записываются, если в конструкции коллектора используются сварные соединения.

Не каждая механическая мастерская может произвести эту документацию самостоятельно. Поставщик с дисциплинированным контролем качества и правом заводское испытательное оборудование с гораздо большей вероятностью предоставит полные данные проверки с каждой партией. Мы проводим эти проверки на нашем собственном предприятии, поэтому записи передаются вместе с деталями, а не прибывают отдельно после доставки. Вы можете ознакомиться со сферой нашей деятельности процесс тестирования качества и задействованное оборудование.

Поставщики испытательного оборудования на заказ, Компания, Экспортер Сучжоу Kokosili International Trading Co., Ltd. является китайским поставщиком испытательного оборудования на заказ, компанией и экспортером, Посмотреть продукт →

Выбор поставщика, который понимает весь контур охлаждения

Лучшие поставщики коллекторов — это не просто трубогибы. Они понимают контур как систему: как течет охлаждающая жидкость, где теряется давление, какие стандарты разъемов ожидают OEM-производители серверов и как производить стабильно большие объемы. Это понимание обычно приходит из опыта работы с сопутствующими продуктами и смежными отраслями, а не из одного удачного проекта.

Когда вы оцениваете партнера, спросите о его более широком опыте в области жидкостного охлаждения. Производитель, который уже производит трубопроводная продукция жидкостного охлаждения — не только коллекторы, но также линии подачи и возврата, монтажное оборудование и соединительные компоненты — могут унифицировать конструкцию и сократить время выполнения заказа. Наша работа в Охлаждение дата-центра с искусственным интеллектом охватывает прецизионные коллекторы, соответствующие трубки в сборе и комплектные компоненты контура охлаждения для стоек высокой плотности.

Оптовые поставщики/экспортеры трубопроводов и коллекторов жидкостного охлаждения Suzhou Kokosili продает оптом трубопроводы и коллекторы жидкостного охлаждения для хранения энергии и приложений центров обработки данных в качестве надежного поставщика в Китае. Посмотреть продукт →

Таким образом, практический путь создания индивидуального проекта коллектора прост: определите бюджет расхода и давления, подтвердите стандарты соединителей, выберите семейство материалов, подходящее для вашей охлаждающей жидкости, и проверьте качество изготовления перед размещением заказа . Если вы разрабатываете коллектор для прототипа стойки или модернизируете существующий объект, свяжитесь с нашей командой инженеров с вашим потоком, давлением и пространственными ограничениями. Чем раньше будут обнародованы эти ограничения, тем меньше сюрпризов возникнет на этапе испытаний под давлением.