Manguera de conexión de la placa fría y del colector

Las mangueras de conexión del colector son componentes de tubería flexible en los sistemas de refrigeración líquida con placas frías de los centros de datos que conectan el colector con las placas frías de los servidores. Dentro de un rack de servidores refrigerado por líquido, el colector actúa como un centro de distribución de refrigerante, distribuyéndolo desde la unidad de distribución de refrigeración a cada nodo del servidor. Las placas frías entran en contacto directo con las superficies de los chips que generan mucho calor, como las CPU y las GPU, para disiparlo. Las mangueras de conexión establecen una conexión flexible entre estos dos componentes, gestionando el transporte del refrigerante entre el colector y las placas frías.

Este producto se utiliza principalmente para la refrigeración líquida de equipos informáticos de alta densidad, incluidos servidores de entrenamiento de IA, clústeres de computación de alto rendimiento, centros de datos de computación en la nube y nodos de computación perimetral. Con el continuo aumento de la densidad de potencia por rack, la refrigeración líquida se ha convertido en la solución de gestión térmica principal para los centros de datos de alta densidad. Al ser uno de los conectores flexibles más numerosos y de mayor densidad en el circuito de refrigeración líquida, el rendimiento de las mangueras de conexión afecta directamente a la eficiencia de disipación de calor y la fiabilidad operativa del sistema.

II. Diseño estructural y composición de materiales: Las mangueras de conexión suelen emplear una estructura compuesta multicapa, donde cada capa funcional trabaja en conjunto para cumplir con los requisitos integrales de resistencia a la presión, a la temperatura, a la corrosión del refrigerante y al aislamiento eléctrico. Capa interior (capa de caucho): Fabricada principalmente con monómero de etileno propileno dieno (EPDM) curado con peróxido. En comparación con los sistemas curados con azufre, el curado con peróxido crea una red reticulada más uniforme y resulta en un menor contenido extraíble, lo que ayuda a mantener la limpieza del refrigerante y las propiedades de aislamiento eléctrico. La capa interior debe ser compatible con el medio de refrigeración, generalmente una mezcla de agua y glicol o agua desionizada. El espesor de la capa interior suele estar entre 1,5 mm y 2,5 mm.

Capa de refuerzo: Tejida con fibras sintéticas o hilos de aramida para proporcionar resistencia a la presión. El ángulo de tejido se controla alrededor de 54°44' para equilibrar la resistencia a la presión y la flexibilidad. Para sistemas de refrigeración líquida de alta presión, se puede utilizar refuerzo de trenzado de alambre de acero.

Capa exterior (capa de caucho exterior): Fabricada principalmente con EPDM resistente a la intemperie o ignífugo, con un espesor típico de entre 1,0 mm y 2,0 mm. La capa exterior debe ser resistente a la abrasión, al ozono y a la llama. Las salas de equipos de los centros de datos tienen requisitos específicos de resistencia al fuego; la capa exterior del adhesivo generalmente debe cumplir con la clasificación UL94 V-0.

Conexiones finales: Las mangueras de conexión suelen estar equipadas con conectores rápidos o roscados en ambos extremos para adaptarse a las interfaces de las derivaciones del colector y a las entradas/salidas de las placas de refrigeración. Los conectores rápidos facilitan la inserción/extracción y el mantenimiento/sustitución de los nodos del servidor. El material del conector suele ser acero inoxidable o latón, con superficies pasivadas o niqueladas para mejorar la resistencia a la corrosión.

III. Parámetros de rendimiento principales
Presión de funcionamiento: La presión de funcionamiento de los sistemas de refrigeración líquida con placas de refrigeración de los centros de datos suele estar entre 0,1 MPa y 0,3 MPa, aunque algunos sistemas alcanzan los 0,5 MPa. La presión nominal de funcionamiento de las mangueras de conexión suele ser de 2 a 3 veces la presión máxima de funcionamiento del sistema, y ​​la presión de rotura no es inferior a 4 veces dicha presión.

Rango de temperatura: Los productos estándar cubren un rango de temperatura de funcionamiento de -40 °C a +100 °C, y algunos productos pueden extenderse hasta +120 °C. Este rango de temperatura abarca las condiciones típicas de funcionamiento de los sistemas de refrigeración líquida de centros de datos, desde el arranque en frío hasta el funcionamiento a plena carga.

Radio de curvatura: Las mangueras de conexión deben instalarse dentro del espacio reducido de los racks de servidores, y el radio de curvatura suele ser de 2 a 4 veces el diámetro de la manguera. Un radio de curvatura menor permite que la manguera se adapte a configuraciones de tuberías complejas dentro del rack.

Especificaciones del diámetro interior: Los diámetros interiores comunes oscilan entre 6 mm y 19 mm, incluyendo tamaños de 1/4", 3/8", 1/2", 5/8" y 3/4". Las especificaciones específicas se determinan en función de los requisitos de flujo de la placa fría y las interfaces de las derivaciones del colector. Clasificación de resistencia al fuego: La capa exterior debe cumplir con los requisitos UL94 V-0 para reducir el riesgo de incendio entre los equipos del centro de datos.

Rendimiento del aislamiento eléctrico: El material EPDM tiene una alta resistividad volumétrica, lo que lo hace adecuado para sistemas de tuberías de refrigeración líquida que requieren aislamiento eléctrico. En sistemas de servidores de alto voltaje, el rendimiento de aislamiento de la manguera ayuda a mantener el nivel de aislamiento del sistema.

Limpieza: El contenido de zinc, aluminio y halógenos de la capa interior debe controlarse dentro de los límites para evitar que los precipitados contaminen el refrigerante y obstruyan los microcanales de la placa fría.

IV. Puntos clave para la adaptación del sistema

Ajuste del caudal: El diámetro interior de la manguera de conexión debe coincidir con los requisitos de caudal de la placa fría. Un diámetro interior demasiado pequeño aumentará la resistencia al flujo y reducirá la eficiencia de refrigeración; un diámetro interior demasiado grande aumentará el costo y los requisitos de espacio de instalación. Generalmente se recomienda controlar la velocidad del flujo dentro de la manguera dentro del rango de 1,5 m/s a 3,0 m/s.

Fiabilidad del sellado de los conectores rápidos: El mantenimiento y la sustitución de los nodos del servidor requieren la conexión y desconexión frecuentes de las mangueras de conexión rápida. La fiabilidad del sellado y la vida útil de los conectores son indicadores clave de rendimiento. Los conectores deben permanecer estancos tras múltiples ciclos de conexión y desconexión.

Instalación: La instalación de la manguera de conexión dentro del armario debe evitar curvas pronunciadas y estiramientos excesivos. El radio de curvatura debe cumplir el valor mínimo especificado por el fabricante. Los soportes y fijaciones de la instalación deben estar correctamente instalados para evitar el desplazamiento de la manguera debido a su propio peso y a las vibraciones.

Compatibilidad con refrigerantes: La capa interior de EPDM es compatible con mezclas de agua y glicol, así como con agua desionizada. Tenga en cuenta que el EPDM es sensible a los anticongelantes oleosos; al utilizar refrigerantes que contengan aditivos oleosos, debe evaluarse su impacto en las tuberías.

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