Liquid Cooling Schlauch Fittings: So wählen Sie den richtigen Verbindungstyp

In einem Flüssigkeitskühlsystem ist der Schlauch nur ein Teil der Fluidverbindung.

Die Armatur verbindet den flexiblen Schlauch mit einem Verteiler-, Kühlplatten-, CDU-, Ventil-, Rohr- oder anderen Kühlbauteil. Seine Abmessungen, Dichtmethode, Material und Verbindungsart können alle beeinflussen, wie die fertige Schlauchbaugruppe funktioniert.

Dies ist besonders wichtig in KI-Servern und Rechenzentren, wo Kühlverbindungen möglicherweise kontinuierlich betrieben werden müssen, während sie in kompakte Räume eingebaut werden.

In diesem Artikel werden die wichtigsten technischen Faktoren erläutert, die bei der Auswahl der Armaturen für flüssige Kühlschläuche zu berücksichtigen sind.

1. Was ist ein flüssiger Kühlschlauch Fitting?

Eine flüssige Kühlschlaucharmatur ist eine Anschlusskomponente, die verwendet wird, um einen flexiblen Schlauch mit einem anderen Teil des Kühlkreislaufs zu verbinden.

Eine vereinfachte Flüssigkeitskühlverbindung kann dargestellt werden als:

Je nach Systemarchitektur kann die Armatur fest mit dem Schlauch verbunden sein oder Teil einer lösbaren Verbindung wie einer Schnelltrennkupplung sein.

Bei einer kompletten Schlauchanordnung sollten daher Fitting und Schlauch als eine technische Verbindung bewertet werden.

2. Warum die Anpassung der Auswahl in KI-Kühlsysteme wichtig ist

KI-Server-Kühlsysteme können zahlreiche Fluidverbindungen in einem relativ kleinen Bauraum enthalten.

Jede Verbindung muss den vorgesehenen Kühlmittelweg beibehalten und gleichzeitig Druck, Temperatur, mechanische Bewegung und Wartungsanforderungen berücksichtigen.

Eine Armatur, die schlecht an den Schlauch oder das System angepasst ist, kann Probleme verursachen wie:

• Leckagen
• Übermäßiger Druckverlust
• Installationsschwierigkeiten
• Mechanische Belastung
• Unzureichende Dichtungsleistung
• Instandhaltungsprobleme

Aus diesem Grund sollte die Anpassungsauswahl eher Teil des Entwurfsprozesses der Schlauchmontage als ein nachträglicher Einfall sein.

Siehe So entwerfen Sie zuverlässige flüssige Kühlschlauchbaugruppen für AI-Server.

3. Beginnen Sie mit der Schlauchkonstruktion

Die erste Frage ist, ob die gewählte Armatur mit der Schlauchkonstruktion kompatibel ist.

Flüssigkeitskühlschläuche können unterschiedliche Innenrohrmaterialien und Konstruktionsmethoden verwenden, einschließlich EPDM, Silikon, PTFE, PFA und verstärkte Mehrschichtkonstruktionen.

Eine für eine Schlauchkonstruktion ausgelegte Armatur sollte nicht automatisch als für eine andere geeignet angenommen werden.

Die Verbindungsmethode muss eine ausreichende mechanische Halterung gewährleisten, ohne den Schlauch zu beschädigen.

Wichtige Schlauchparameter sind:

• Innendurchmesser
• Außendurchmesser
• Wandstärke
• Verstärkungsstruktur
• Material
• Betriebsdruck

Siehe Flüssige Kühlschlauchmaterialien für KI-Rechenzentren.

4. Passen Sie die Anpassung an die Schlauchdimensionen an

Die nominelle Schlauchgröße allein reicht nicht immer aus, um eine Armatur auszuwählen.

Der tatsächliche Innen- und Außendurchmesser des Schlauchs sollte anhand der Einbauspezifikation und des Montageverfahrens bestätigt werden.

Dies ist insbesondere bei verstärkten Schläuchen wichtig, da die Verstärkung die Außenabmessungen verändert und die Verbindungsmethode beeinflussen kann.

Bei der Auswahl einer praktischen Anpassung sollte daher Folgendes überprüft werden:

5. Betrachten Sie den Verbindungstyp

Flüssigkühlsysteme können je nach Anwendung verschiedene Arten von Schlauchverbindungen verwenden.

Gemeinsame Ansätze umfassen:

• Gewindeverbindungen
• Stachelverbindungen
• Gekräuselte Schlauchanordnungen
• Klemmverbindungen
• Schnellkupplungen

Der geeignete Anschlusstyp hängt von der Geräteschnittstelle, der Schlauchkonstruktion, den Betriebsbedingungen und den Serviceanforderungen ab.

Es gibt keine einzige Anschlussmethode, die für jede Flüssigkeitskühlungsanwendung geeignet ist.

6. Gewindeverbindungen

Gewindearmaturen werden üblicherweise verwendet, wenn eine Schlauchanordnung mit einem Gewindeanschluss, einem Verteiler oder einer anderen Geräteschnittstelle verbunden werden muss.

Bei der Auswahl der Armaturen sollte der anwendbare Gewindestandard und das Siegelverfahren berücksichtigt werden.

Ingenieure sollten überprüfen:

• Gewindetyp
• Fadengröße
• Verbindungsorientierung
• Siegelmethode
• Verfügbarer Bauraum

Die Thread-Kompatibilität sollte eher bestätigt als von der Nenngröße allein angenommen werden.

7. Stachelverbindungen

Widerhakenbeschläge verwenden eine geformte Anschlussfläche, um den Schlauch zu halten.

Sie können für bestimmte Schlauchkonstruktionen und Betriebsbedingungen geeignet sein, insbesondere wenn das Montageverfahren ordnungsgemäß gesteuert wird.

Die Montagegeometrie, das Schlauchmaterial, das Klemmverfahren und der Betriebsdruck müssen jedoch alle zusammen betrachtet werden.

Ein Schlauch sollte nicht nur deshalb ausgewählt werden, weil sein Nenndurchmesser der Widerhakengröße zu entsprechen scheint.

8. Verkrampte Schlauchverbindungen

Gecrimpte Baugruppen befestigen den Schlauch mit einem kontrollierten Crimpvorgang mechanisch an der Armatur.

Für Anwendungen, die eine gleichbleibende Montagequalität erfordern, kann das kontrollierte Crimpen eine wiederholbare Verbindungsmethode bereitstellen, wenn die Schlauch-, Montage- und Crimpspezifikation richtig abgestimmt sind.

Der Crimpvorgang sollte den vom Hersteller angegebenen Anforderungen entsprechen.

Falsche Crimpabmessungen können die mechanische Halterung und die Dichtleistung der fertigen Baugruppe beeinträchtigen.

9. Klemmverbindungen

Klemmverbindungen verwenden eine Klemme oder eine ähnliche mechanische Komponente, um den Schlauch an der Armatur zu befestigen.

Die Eignung dieses Verfahrens hängt von der Schlauchkonstruktion, dem Betriebsdruck, der Temperatur, dem Kühlmittel und den geltenden Installationsanforderungen ab.

Die Auswahl der Klemme sollte auch berücksichtigen, ob die Klemmkraft für den Schlauch geeignet ist, ohne Schäden zu verursachen.

10. Schnelltrennkupplungen

Schnelltrennkupplungen können nützlich sein, wenn der Kühlkreislauf während der Installation, des Austauschs oder der Wartung von Geräten getrennt werden muss.

In KI-Rechenzentrumsanwendungen können Quick-Disconnect-Verbindungen an Orten verwendet werden, an denen ein wiederholter Servicezugriff erwartet wird.

Wichtige Auswahlparameter sind:

• Durchflusskapazität
• Druckklasse
• Temperaturbereich
• Kühlmittelverträglichkeit
• Anschlussgröße
• Dichtungskonfiguration
• Verfügbarer Raum

Für UQD-spezifische Überlegungen siehe Liquid Cooling Schlauch Schnell trennt: So wählen Sie UQD-Kupplungen für AI-Server.

11. UQD vs. Andere Quick-Disconnect Verbindungen

UQD ist eine Art von Quick-Disconnect-Lösung, die für flüssige Kühlanwendungen in Betracht gezogen werden kann.

Beim Vergleich von UQD mit einer anderen Kupplung sollten sich die Ingenieure eher auf die tatsächlichen Systemanforderungen als auf den Namen der Verbindung konzentrieren.

Zu den wichtigsten Parametern gehören:

• Erforderlicher Kühlmittelstrom
• Druckabfall
• Betriebsdruck
• Temperatur
• Kühlmittelverträglichkeit
• Anschlussgröße
• Betriebsfrequenz

Ein separater Vergleich von UQD und traditionellen Quick-Disconnect-Lösungen wird in UQD vs. Traditionelle Quick Disconnects für AI Data Center Cooling.

12. Kühlmittelverträglichkeit berücksichtigen

Das Einbaumaterial und die Dichtungskomponenten sind Teil des benetzten Fluidpfades und müssen daher mit dem Kühlmittel kompatibel sein.

Kompatibilität sollte in Betracht gezogen werden für:

• Passendes Körpermaterial
• Dichtungsmaterial
• Schlauchinnenschlauch
• Kühlmittelformulierung
• Betriebstemperatur

Die Kompatibilität sollte nach Möglichkeit unter Verwendung der tatsächlichen Kühlmittelformulierung und der Betriebsbedingungen bewertet werden.

Siehe Wie sich die Kühlmittelkompatibilität auf die Auswahl von Flüssigkeitskühlschlauch für KI-Rechenzentren auswirkt.

13. Druckklasse der Armatur

Die Armatur sollte mit dem erforderlichen Systemdruck arbeiten können.

Ingenieure sollten sowohl den normalen Betriebsdruck als auch die maximalen Druckbedingungen berücksichtigen.

Die fertige Schlauchbaugruppe sollte als System bewertet werden, da die Druckfähigkeit des Schlauchs und der Armatur kompatibel sein muss.

Siehe Liquid Cooling Schlauchdruck Bewertung: Wie viel Druck braucht ein AI Data Center Schlauch?.

14. Temperaturbewertung

Die Temperatur kann sich auf Schlauchmaterialien, Dichtungen und Montagekomponenten auswirken.

Die Armatur sollte daher für den gleichen Betriebstemperaturbereich wie die Schlauchanordnung geeignet sein.

Wo das Kühlsystem Temperaturzyklen erfährt, sollten Ingenieure auch eine wiederholte Expansion und Kontraktion während des Betriebs berücksichtigen.

Für eine breitere Diskussion, siehe Wie Druck und Temperatur die Zuverlässigkeit von Flüssigkeitskühlschlauch in KI-Rechenzentren beeinflussen.

15. Druckabfall durch die Armatur

Eine Armatur kann zum hydraulischen Widerstand eines Flüssigkeitskühlkreislaufs beitragen.

Änderungen des Innendurchmessers, der Strömungsrichtung und der Verbindungsgeometrie können den Druckverlust beeinflussen.

Bei Systemen mit hohem Kühlmittelstrombedarf sollte daher der Druckabfall von Armaturen und Kupplungen zusammen mit dem Druckabfall des Schlauches betrachtet werden.

Der gesamte hydraulische Weg kann Folgendes umfassen:

Weitere Informationen zum Schlauchdruckverlust finden Sie unter Flüssigkeitskühlschlauch-Druckabfall: Wie man ihn in KI-Rechenzentren berechnet und kontrolliert.

16. Verbindungsgröße und Durchflussrate

Eine Verbindung soll keine unnötige Einschränkung in einem ansonsten richtig dimensionierten Kühlkreislauf erzeugen.

Beispielsweise kann ein Schlauch einen entsprechenden Innendurchmesser aufweisen, während der Anschluss einen wesentlich kleineren Strömungskanal enthält.

Ingenieure sollten daher den effektiven Strömungsweg durch die komplette Verbindung bewerten.

Dies ist insbesondere bei High-Flow AI Server Kühlsystemen relevant.

17. Betrachten Sie den Installationsraum

KI-Server und Rack-Level-Kühlsysteme können begrenzten Platz um Fluidverbindungen herum haben.

Die physikalischen Abmessungen der Armatur sollten daher vor der Fertigstellung der Montage berücksichtigt werden.

Wichtige Dimensionen können umfassen:

• Gesamtanpasslänge
• Anschlussdurchmesser
• Erforderlicher Werkzeugabstand
• Rotationsraum
• Benachbarter Bauteilabstand

Eine Armatur, die die hydraulischen Anforderungen erfüllt, kann immer noch schwierig zu installieren sein, wenn kein ausreichender physischer Abstand vorhanden ist.

18. Anpassungsorientierung

Die Passorientierung kann sich direkt auf die Schlauchführung auswirken.

Beispielsweise können eine gerade Bestückung und eine 90-Grad-Bestückung sehr unterschiedliche Routinggeometrien innerhalb eines Server-Racks erzeugen.

Wenn der Raum begrenzt ist, kann die Auswahl einer geeigneten Ausrichtung dazu beitragen, unnötige Biegung und Schlauchlänge zu reduzieren.

19. Vermeiden Sie es, den Schlauch in Position zu bringen

Die Armatur sollte es dem Schlauch ermöglichen, ohne übermäßige Kraft an den Anschluss zu gelangen.

Wenn der Schlauch gezogen, verdreht oder scharf gebogen werden muss, um die Armatur zu erreichen, sollte die Verbindungsgeometrie überdacht werden.

Die Anordnung in Position zu bringen, kann mechanische Belastungen erzeugen, die während des Betriebs vorhanden bleiben.

Siehe Liquid Cooling Hose Bend Radius: Warum Flexibilität in AI Server Racks wichtig ist.

20. Siegelmethode

Verschiedene Verbindungstypen verwenden unterschiedliche Dichtungsmechanismen.

Je nach Fitting-Design kann die Dichtung auf einer Elastomerdichtung, Dichtung, O-Ring, Gewindedichtungsmethode oder einer anderen technischen Schnittstelle beruhen.

Das Dichtungsmaterial sollte mit dem Kühlmittel und der Betriebstemperatur kompatibel sein.

Während der Montage sollten auch Dichtungen entsprechend den geltenden Herstelleranforderungen installiert werden.

21. Materialauswahl für Beschläge

Passende Materialien sollten entsprechend der Anwendungsumgebung ausgewählt werden.

Mögliche Überlegungen umfassen:

• Kühlmittelverträglichkeit
• Korrosionsbeständigkeit
• Temperatur
• Druck
• Mechanische Festigkeit
• Gewicht
• Einbauvorschriften

Das Montagematerial sollte auch zusammen mit dem Schlauch und anderen benetzten Komponenten bewertet werden.

22. Mechanische Halterung des Schlauchs

Eine zuverlässige Verbindung erfordert eine ausreichende mechanische Halterung zwischen Schlauch und Armatur.

Die genaue Retentionsmethode hängt vom Schlauch- und Montagedesign ab.

Ingenieure sollten nicht davon ausgehen, dass eine generische Klemme, ein Widerhaken oder ein Beschlag die erforderliche Halterung bietet, nur weil die nominalen Abmessungen kompatibel erscheinen.

Die fertige Verbindung sollte den Montageanforderungen des Herstellers entsprechen.

23. Einbauten in mehrschichtigen Flüssigkeitskühlschläuchen

Mehrschichtige Flüssigkeitskühlschläuche können ein Innenrohr, eine Verstärkungsschicht und eine äußere Abdeckung enthalten.

Die Armatur muss in die entsprechende Schlauchstruktur eingreifen, ohne die Flüssigkeitsbarriere oder die Verstärkung zu beeinträchtigen.

Dies ist ein Grund, warum die Anpassungsauswahl auf der tatsächlichen Schlauchkonstruktion und nicht nur auf der nominalen Schlauchgröße basieren sollte.

24. Anpassung der Auswahl an EPDM-Schläuchen

EPDM-Schläuche werden in verschiedenen wasserbasierten und Wärmemanagementanwendungen eingesetzt.

Bei der Auswahl der Armaturen für EPDM-Flüssigkühlschläuche sollten die Ingenieure die Dimensionsverträglichkeit, die Kühlmittelverträglichkeit, den Temperaturbereich und die erforderliche Montagemethode überprüfen.

Für EPDM-spezifische Überlegungen siehe EPDM Flüssigkühlschlauch: Anwendungen, Vorteile und Auswahlfaktoren.

25. Fitting Selection für Silikonschläuche

Silikonschläuche werden in vielen Anwendungen wegen ihrer Flexibilität und Temperatureigenschaften geschätzt.

Das Armaturendesign muss jedoch noch den Schlauchabmessungen und Betriebsbedingungen entsprechen.

Besondere Aufmerksamkeit sollte der mechanischen Rückhaltemethode und den Einbauanforderungen gewidmet werden.

Siehe Silikon-Flüssigkühlschlauch: Wichtigste Vorteile und Einschränkungen.

26. Einbauauswahl für PTFE- und PFA-Schläuche

PTFE- und PFA-Schläuche sind Lösungen auf Fluorpolymerbasis, die ausgewählt werden können, wenn chemische Beständigkeit und spezifische Temperatur- oder Sauberkeitsanforderungen wichtig sind.

Das Einbausystem sollte mit den Konstruktions- und Maßeigenschaften des ausgewählten Fluorpolymerschlauches kompatibel sein.

Für einen Materialvergleich siehe PTFE vs. PFA Liquid Cooling Hose: Was ist der Unterschied?.

27. Armaturen für CDU-Rack-Anschlüsse

CDU-Rack-Verbindungen können Armaturen erfordern, die eine ausreichende Fließfähigkeit mit einem praktischen Servicezugang kombinieren.

Die Anschlussgeometrie soll die vorgesehene Schlauchführung unterstützen und dabei unnötige Biegungen und übermäßige mechanische Belastungen vermeiden.

Bei größeren Kühlkreisläufen sollte die Armatur auch als Teil der Gesamtdruckverlustberechnung bewertet werden.

Siehe CDU to Rack Connections: Designing Reliable Liquid Cooling Schlauchbaugruppen für KI-Rechenzentren.

28. Ausstattung für hochdichte AI Server Kühlung

Hochdichte GPU-Server können mehrere Fluidverbindungen in einem kompakten Bereich erfordern.

Bei diesen Anwendungen sollte bei der Auswahl der Anpassungen nicht nur Druck und Durchfluss berücksichtigt werden, sondern auch der physische Zugang und die Schlauchführung.

Eine kompakte Armatur kann den Bauraum verringern, aber ihr interner Strömungsweg und ihre Anschlusseigenschaften müssen immer noch die hydraulischen Anforderungen erfüllen.

Siehe So wählen Sie den richtigen flüssigen Kühlschlauch für AI-Server mit hoher Dichte.

29. Fehler bei der gemeinsamen Anpassung

30. Ein praktischer Anpassungsprozess

Ein praktischer Engineering-Workflow kann wie folgt organisiert werden:

31. So spezifizieren Sie einen flüssigen Kühlschlauch

Bei der Anforderung einer passenden oder kompletten Schlauchbaugruppe von einem Lieferanten sollten Ingenieure genügend Informationen zur Verfügung stellen, um Annahmen zu vermeiden.

Eine nützliche Spezifikation kann Folgendes umfassen:

• Schlauchmodell
• Innendurchmesser des Schlauchs
• Schlauchaußendurchmesser
• Kühlmittel
• Betriebsdruck
• Betriebstemperatur
• Erforderlicher Durchsatz
• Anschlussstandard
• Anpassorientierung
• Erforderliche Schlauchlänge
• UQD-Anforderung, falls zutreffend
• Prüfvorschriften

Diese Information ermöglicht es, den Schlauch und die Armatur als vollständige Baugruppe zu bewerten.

32. CJAN Flüssigkeitskühlschlauch und Einbaulösungen

CJAN bietet flexible flüssige Kühlschlauchlösungen für Wärmemanagementanwendungen, bei denen Schlauchmaterial, Konstruktion und Anschlussanforderungen gemeinsam berücksichtigt werden müssen.

Die CJAN Flüssigkühlung Das Anwendungsspektrum umfasst Lösungen für Kühlsysteme, die in anspruchsvollen Wärmemanagementumgebungen eingesetzt werden.

Zu den relevanten Schlauchprodukten gehören LCH, LCH-SD und LCH-SDS.

Für eine komplette Schlauchbaugruppe sollte die Anpassungsauswahl auf dem tatsächlichen Kühlmittel, dem Durchfluss, dem Druck, der Temperatur, der Schlauchkonstruktion, der Anschlussschnittstelle und der Installationsumgebung basieren.

Schlussfolgerung

Bei der Auswahl einer Flüssigkeitskühlschlaucharmatur geht es nicht nur darum, zwei nominale Anschlussgrößen anzupassen.

Die Armatur muss mit der Schlauchkonstruktion und dem gesamten Kühlsystem funktionieren.Kühlmittelverträglichkeit, Druck, Temperatur, Durchfluss, Abdichtung, mechanische Rückhaltung, Bauraum und Serviceanforderungen müssen alle berücksichtigt werden.

Für KI-Rechenzentren und GPU-Server mit hoher Dichte besteht der zuverlässigste Ansatz darin, den Schlauch und die Armatur als eine einzige technische Baugruppe zu behandeln.

Wenn diese Faktoren zusammen bewertet werden, kann die resultierende Verbindung einfacher zu installieren, zu warten und in das gesamte Flüssigkeitskühlsystem zu integrieren sein.

Für weitere Informationen über flüssige Kühlschlauchlösungen besuchen Sie die CJAN Flüssigkühlung Anwendungsseite.