Unidad de distribución de refrigeración líquida para montaje en rack de servidores, con tuberías de

En los clústeres de computación de IA y los centros de datos de alta densidad, las unidades de distribución de refrigeración (CDU) montadas en rack actúan como el "corazón de la refrigeración", transfiriendo la capacidad de refrigeración del agua fría del edificio al refrigerante secundario de los servidores e impulsando la circulación del refrigerante entre las placas frías de los chips y los colectores. Las tuberías flexibles de entrada y salida que conectan las CDU con los colectores del rack y los nodos de los servidores son las juntas elásticas de este "sistema cardiovascular", que deben soportar una presión de funcionamiento de 1,0 MPa (aproximadamente 10 bar), cumplir con los requisitos de las tuberías flexibles en espacios confinados y mantener cero fugas durante el funcionamiento continuo (24/7). Las tuberías flexibles de entrada y salida resistentes a la presión de 1,0 MPa para las CDU constituyen una solución sistemática para esta condición de funcionamiento. Utilizan material EPDM/PEX para garantizar la resistencia a la presión y la compatibilidad con el fluido, conexiones rápidas estandarizadas para facilitar el mantenimiento y resistencia a la llama UL94 V-0 para cumplir con los estándares de seguridad de los centros de datos, convirtiéndose así en la "arteria flexible" que conecta las CDU y los equipos de TI en el sistema de distribución de refrigeración líquida a nivel de rack.

I. Compatibilidad de presión: Lógica de correspondencia entre la clasificación de 1,0 MPa y los sistemas CDU. Como núcleo central de un sistema de refrigeración líquida, las CDU montadas en rack tienen límites de ingeniería claramente definidos para su caudal nominal del circuito secundario y su presión de funcionamiento. Por ejemplo, la CDU Rittal de 150 kW montada en rack tiene un caudal nominal del circuito secundario de 225 l/min y una presión de funcionamiento admisible de 5 bar; la CDU en línea Cooler Master de 1,4 MW tiene un caudal del circuito secundario de 1500 l/min. Sin embargo, la presión de funcionamiento real del conjunto de mangueras, desde el colector hasta la placa fría dentro del rack de servidores, suele ser de tan solo 0,1-0,3 MPa. Una presión nominal de 1,0 MPa (10 bar) es mucho mayor que los requisitos convencionales para puntos finales, pero este diseño de redundancia cubre con precisión el impacto del golpe de ariete durante el arranque de la bomba de la CDU, la sobrepresión instantánea durante un mal funcionamiento de la tubería y las fluctuaciones de presión durante el suministro de líquido en paralelo en múltiples nodos.

Las mangueras de refrigeración líquida de CEJN establecen explícitamente la presión de funcionamiento en 10 bar (1,0 MPa), un parámetro que coincide directamente con la presión de salida nominal de las bombas secundarias de la CDU. CEJN utiliza material EPDM reforzado de alta calidad, reforzado con hilos de fibra sintética de alta resistencia, para garantizar una buena estabilidad dimensional de las mangueras bajo presión, evitando el efecto de respiración y el aflojamiento de las juntas debido a las fluctuaciones de presión. Para la sección de conexión principal entre la CDU y el colector del gabinete, Schneider Electric ofrece tubería flexible PEX-AL-PEX con una resistencia a la presión de 150 psi (aproximadamente 1,03 MPa), en línea con la clasificación de 1,0 MPa.

II. Selección de materiales: La posición dominante del EPDM y las aplicaciones complementarias del PFA/PEX. Los sistemas de tuberías de refrigeración líquida para centros de datos presentan una arquitectura de tres capas: "tronco principal-ramificación-terminal", con diferentes lógicas de selección de materiales para los distintos niveles de mangueras. La sección de conexión terminal es el área de aplicación principal del conjunto de mangueras, donde el EPDM se ha convertido en la solución dominante con una cuota de mercado de aproximadamente el 58 %.

Las ventajas de las mangueras de EPDM se reflejan en tres aspectos: Primero, su resistencia a la temperatura oscila entre -40 °C y +100 °C, e incluso 150 °C, son compatibles con los refrigerantes de agua-glicol comúnmente utilizados en centros de datos (como el PG-25) y han superado las pruebas de compatibilidad; En segundo lugar, su excelente flexibilidad y resistencia a la flexión les permite pasar por huecos de tan solo unos centímetros dentro de los racks de servidores sin torcerse ni colapsar. En tercer lugar, cuentan con la certificación UL94 V-0 de resistencia al fuego, autoextinguiéndose en 10 segundos tras la exposición a una llama abierta y sin producir goteo inflamable, cumpliendo así con los estrictos requisitos de seguridad de materiales de los espacios blancos de los centros de datos. Las soluciones de tuberías de refrigeración líquida de Liwang Fluid indican además que las mangueras de EPDM con formulación peróxido-sulfurada deben priorizarse durante la selección para eliminar el riesgo de lixiviación de sulfatos y contaminación del refrigerante.

Para sistemas de refrigeración líquida por inmersión o escenarios de transporte de líquidos fluorados, las mangueras perfluoradas de PTFE/FEP son una mejor opción: su resistencia a la temperatura alcanza de -200 °C a +260 °C, con una lixiviación prácticamente nula, lo que garantiza que las propiedades dieléctricas del líquido fluorado no se contaminen. En la tubería principal que conecta la CDU con el rack de servidores, Schneider Electric utiliza PEX-AL-PEX (tubería compuesta de polietileno reticulado-aluminio-polietileno reticulado), resistente a presiones de hasta 150 psi y a temperaturas de entre 6 y 60 °C, con un radio de curvatura reducido de 203 mm, lo que la hace idónea para rutas principales de largo recorrido y alto caudal.

III. Soporte integrado: Conectores rápidos y fiabilidad del sistema. El valor práctico de las tuberías flexibles de entrada y salida de agua de la CDU reside no solo en la tubería en sí, sino también en su integración con los conectores de los extremos. El mantenimiento de los sistemas de refrigeración líquida de los centros de datos requiere tuberías con capacidad de intercambio en caliente, lo que permite al personal de mantenimiento reemplazar los nodos de servidor defectuosos sin interrumpir el servicio. Esto supone un doble desafío para el rendimiento de inserción y extracción a presión de los conectores rápidos y la fiabilidad de la conexión de los extremos de las mangueras.

El conector rápido para refrigeración líquida de la serie UQD es una solución estandarizada del proyecto OCP Open Computing, que permite el bloqueo y desbloqueo rápidos con una sola mano. Las marcas bicolores (rojo y azul) distinguen claramente los puertos de entrada y salida. Su diseño plano y antigoteo garantiza la ausencia de fugas durante la inserción y extracción, y su vida útil mecánica puede superar los 5000 ciclos. Los acoplamientos rápidos de acero inoxidable predominan en entornos de alta fiabilidad, mientras que los de nailon están ganando terreno en el mercado de racks de servidores de alta densidad gracias a su reducción de costes del 50 % y de peso del 40 %.

En cuanto al radio de curvatura y la adaptabilidad al espacio, los canales de conexión entre nodos de servidor dentro de un rack suelen tener solo unos pocos centímetros de espacio libre. Las mangueras de refrigeración líquida CEJN, con su diseño altamente flexible, permiten una fácil instalación y enrutamiento a través de sistemas de refrigeración líquida complejos y de difícil acceso. La solución «unidad de conexión + líneas de suministro y retorno flexibles» integra aún más la manguera con un riel de montaje deslizante, lo que permite que la manguera se deslice junto con la unidad de conexión durante el mantenimiento de conexión y desconexión de equipos informáticos, evitando así una flexión excesiva.

El control de la limpieza es la principal diferencia entre los conjuntos de mangueras de refrigeración líquida y las mangueras hidráulicas tradicionales. Los microcanales dentro de la placa de refrigeración son extremadamente pequeños; incluso una mínima cantidad de precipitación de iones o desprendimiento de partículas puede provocar su obstrucción. Por lo tanto, las mangueras de EPDM requieren una formulación de baja lixiviación, mientras que los materiales PTFE/FEP, con sus propiedades de lixiviación extremadamente bajas, son ideales para los segmentos de conexión a nivel de chip.

En resumen, la tubería flexible de entrada y salida resistente a la presión de 1,0 MPa de la unidad de distribución de refrigeración líquida para montaje en rack de servidores cumple a la perfección con los estrictos requisitos de los sistemas de distribución de refrigeración líquida para montaje en rack en cuanto a "estabilidad de presión, adaptabilidad al espacio y desconexión plug-and-play" gracias a sus tres tecnologías principales: la combinación precisa del material EPDM/PEX con una presión de 1,0 MPa, la garantía de seguridad ignífuga UL94 V-0 y la integración del sistema de racores de conexión rápida UQD y tubería flexible. Desde las mangueras de EPDM reforzadas de 10 bar de CEJN hasta la tubería principal PEX-AL-PEX de 150 psi de Schneider, desde la solución EPDM convencional con una cuota de mercado del 58 % hasta el material fluorado PTFE específico para líquidos, cada detalle técnico apunta al mismo objetivo: proporcionar una conexión segura, fiable y flexible para el suministro de refrigerante entre las CDU y los servidores en la era de la creciente densidad de potencia de computación de IA.

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