How to Select the Right Liquid cooling Hose Size for AI Data Centers

إن اختيار حجم الخرطوم الصحيح لنظام التبريد في مركز البيانات هو أكثر من اختيار أنبوب يناسب الموصل المتاح.

ويؤثر قطر الهواة الداخلي على سرعة التبريد، وهبوط الضغط، وحجم التدفق الذي يمكن أن يمر من خلال حلقة التبريد، وفي الوقت نفسه، تؤثر الأبعاد المادية على المسارات، وأشعة النحاس، ومعدات الاتصال، وحيز التركيب داخل الرف.

من أجل أنظمة عالية الكثافة وينبغي النظر في هذه العوامل معا.

للاطلاع على مقدمة لدور خراطيم التبريد السائلة في البنية التحتية للمبادرة، انظر كيف يعمل سائل التبريد في مراكز البيانات؟.

1. Why Hose Size Matters in AI Liquid cooling

وتحوّل نظم التبريد السائل الحرارة من المجهزين، أو وحدات التجهيز العالمي، أو غيرها من مكونات الطاقة العالية إلى حلقة مبردة دائرية.

وتوفر الخرطوم مساراً مرناً للتدفق بين عناصر مثل لوحات باردة، ومصنوعات يدوية، ووحدات مدمجة، وتجمعات سريعة الوصل.

ويؤثر قطرها الداخلي تأثيرا مباشرا على مرور التدفق.

وتتزايد أهمية هذه العلاقة مع ازدياد التدفق المبرد المطلوب.

2. Start with the Required coolant Flow

يجب أن تبدأ عملية التبريد بنظام التبريد

ويتوقف التدفق المطلوب على الحمولة الحرارية وارتفاع درجة الحرارة المسموح به عبر حلقة التبريد.

وتتمثل علاقة مبسطة لنقل الحرارة فيما يلي:

وقد يتطلب الحساب الهندسي الفعلي بارامترات إضافية في النظام، ولكن هذه العلاقة توضح السبب في أن معدل التدفق أساسي في تضخيم الخنازير.

ولذلك ينبغي اختيار خرطوم بعد تحديد نطاق التدفق المطلوب وليس قبله.

3. Hose ID is More Important Than Hose OD for Flow

وعند مناقشة الأداء الهيدروليكي، ينبغي للمهندسين أن يميزوا بين المقياس الداخلي والمقياس الخارجي.

مقياس داخلي يحدد ممر التدفق التقريبي عبر الخرطوم

مقياس خارجي ويكتسي أهمية أكبر في إزالة التركيب، والربط، والربط، والربط الآلي.

ويمكن أن يكون لخراطين أبعاد خارجية مماثلة في حين أن لهما ممرات تدفق داخلية مختلفة بسبب الاختلافات في بناء الجدار.

4. How Hose Diameter Influences Pressure drop

بالنسبة لمعدل مبرد وتدفق معين، الحد من قطر داخلي يزيد سرعة التبريد.

ارتفاع السرعة يزيد عموماً من فقدان الضغط الاحتكاكي

وهذا هو السبب في أن خرطوم صغير الحجم يمكن أن يصبح قيدا في دائرة التبريد عالية التدفق.

وينبغي فحص سلوك الضغط على سطح الأرض عند تدفق التصميم الفعلي بدلا من أن يكون في حالة اختبار تعسفية.

من أجل مناقشة أعمق Liquid cooling Hose Pressure drop: How to Calculate and Control it in AI Data Centers.

5 - هل يحسّن (لاغر هوس) دائماً التبريد؟

ليس بالضرورة

يمكن لمقياس داخلي أكبر أن يقلل من المقاومة الهيدروليكية، ولكن الخرطوم لا يزال بحاجة إلى الاندماج مع بقية نظام التبريد.

وقد تتطلب زيادة حجم الخرطوم زيادة أكبر:

• رسوم
• موانئ متعددة
• UQDs
• المصابيح أو معدات الاتصال
• مساحة متنقلة

ويمكن أن تكون خرطوم أكبر أقل ملاءمة في بيئة خواديم مكتظة.

ومن ثم، فإن الهدف هو اختيار حجم مناسب بدلا من مجرد الحد الأقصى من قطره.

6- النظر في مسار التدفق الكامل

الخرطوم هو جزء واحد فقط من الدائرة الهيدروليكية

ويمكن لكل قسم أن يسهم في المقاومة الهيدروليكية.

وإذا كان للخرطوم قطر داخلي كبير نسبياً، ولكن لمرور التدفق أقل كثيراً، فإن الصلة قد تصبح نقطة الحد.

ولذلك ينبغي تنسيق عملية الاستيعاب بواسطة هيكل الاتصال الكامل.

7. Match the Hose Size with the UQD

وتوفّر أجهزة تحديد المواقع طريقة عملية لربط وفصل عناصر التبريد السائل أثناء خدمة المعدات.

ومع ذلك، فإن مقر القيادة هو أيضاً جزء من مسار التدفق المبرد.

ولذلك ينبغي معاملة الخرطوم وقاعدة البيانات الموحدة على أنها تجمع أثناء التقييم الهيدروليكي.

إن مسألة التصميم المفيدة ليست مجرد:

أي قطر خرطوم يجب أن أستخدمه؟

هو:

ما هي تشكيلة الخرطوم والربط التي توفر التدفق المطلوب بفقدان ضغط مقبول؟

8. Hose Size and الحد الأدنى بيند راديوس

الدافع الفيزيائي هو اعتبار هام آخر

وتحتاج خراطيم أكبر عموما إلى مساحة أكبر من التركيب، وقد يكون لها نطاق دنيا أكبر.

داخل رف الخادم، قد تحتاج الخواتم إلى طرق حول لوحات باردة، ومكونات الطاقة، ومصاعد الماني وغيرها من المعدات.

خرطوم يُؤدّي بشكل جيّد قد يكون غير مناسب إذا لم يكن من الممكن توجيهه بدون قفزة مفرطة

9. Avoid Selecting a Hose That is Too Small

خرطوم صغير يمكن أن يسبب عدة مشاكل

• السرعة العالية المبردة
• انخفاض الضغط العالي
• الاحتياج إلى زيادة ضغط المضخات
• القيود المحتملة على التدفق
• هامش التصميم المخفض

وقد لا تصبح المشكلة واضحة أثناء العمليات ذات الحمولة المنخفضة.

ويمكن أن يصبح أكثر أهمية عندما يصل النظام إلى حالته التشغيلية العالية الحمولة المعتزمة.

10. Avoid Selecting a Hose That is Excessively Large

ويعاني الإفراط أيضاً من عيوب.

• مزيد من حيز التركيب
• معدات اتصال أكبر
• نصف قطري أكبر
• الاستخدام العالي للمواد
• زيادة صعوبة تكامل المسار

ولهذا السبب، ينبغي أن يستند اختيار الخواتم إلى متطلبات هندسية بدلاً من أن يكون تفضيلاً عاماً للغطاء الأكبر.

11 - ينبغي النظر في النوع المبرد

ويمكن أن تكون التركيبات المبردة المختلفة خصائص مادية مختلفة.

ويؤثر الفيسكو والكثافة على السلوك الهيدروليكي، في حين أن التوافق الكيميائي يحدد ما إذا كانت مادة الخرطوم مناسبة للخدمة الطويلة الأجل.

ولذلك ينبغي عدم اختيار حجم الخرطوم بمعزل عن المبرد.

وبالنسبة للنظم التي تستخدم المبردات المائية، ينبغي أن يظل التقييم الهيدروليكي ينظر في التركيبة المبردة الفعلية ودرجة حرارة التشغيل.

12 - القدرة المؤقتة تغيير السلوك الهيدروليكي

الخواص المبردة يمكن أن تتغير مع تغير درجة الحرارة

لأن الازدحام يمكن أن يؤثر على مقاومة التدفق، سلوك ضغط الدم عند درجة حرارة واحدة قد لا يكون متطابقا مع السلوك في درجة حرارة أخرى.

وفيما يتعلق بالنظم ذات النطاق الواسع نسبيا لدرجات الحرارة التشغيلية، ينبغي أن ينظر تقييم الخرطوم في ظروف التشغيل ذات الصلة بدلا من الاعتماد على نقطة إسمية واحدة.

13. Hose Length المسائل أيضا

ومتى تم اختيار قطر الخرطوم، ينبغي النظر في طوله.

وعادة ما تُحدث خرطوم أطول خسائر في الضغط الاحتكاكي أكثر من أن تُحدَّد في الجرعات ذات قطر داخلي وظروف مبردة.

وفي نظام للتبريد على مستوى الرف، قد تسهم خراطيم الإمداد والعودة في مقاومة النظام ككل.

ومن ثم ينبغي تصميم عملية الاستهلاك على نحو يوفر القدرة الكافية على تقديم الخدمات دون إدخال طول لا لزوم له.

14 - النظر في خطوط الإمداد والعودة معا

وعادة ما تتضمن حلقة التبريد السائل مسارات الإمداد والعودة.

وإذا استخدم كلا المسارين خراطيم مرنة، فإنهما يسهمان في مقاومة النظام الهيدروليكية.

إن تقييم خرطوم الإمدادات فقط يمكن أن يقلل من تقدير فقدان الضغط المتصل بالخرطوم.

15 - أعمال التشييد التي يمكن أن تؤثر على منطقة تدفق المياه المتاحة

ويمكن أن تستخدم خراطيم التبريد السائل طبقات متعددة، بما في ذلك طبقة داخلية من التلوث بالسوائل، وتعزيز طبقة للحماية الخارجية.

ويؤثر البناء على الأداء الميكانيكي ويمكن أن يؤثر على العلاقة بين المقياس الخارجي والمقياس الداخلي.

لهذا السبب يجب أن يستخدم اختيار الخواتم بيانات الصانع البُعدية الفعلية

ولا ينبغي الحكم على الخرطوم إلا بمظهرها الخارجي أو بحجمها الاسمي من الخارج.

16. Pressure Rating and Hose Size are Different Parameters

وقد يكون للخراطيم تقدير مناسب للضغط بينما لا يزال غير مناسب من منظور الهيدروليك.

تصنيف الضغط يصف القدرة على الضغط

ويؤثر حجم الحرارة على سرعة التدفق وفقدان الضغط.

17. How to buildild a Hose Sizing Specification

قبل الاتصال بمصنع خرطوم، إعداد مواصفات تطبيقية أساسية.

البارامترات	المعلومات to Define
رائع	نوع الغباء وتركيبه
معدل التدفق	التدفق العادي والحد الأقصى المطلوب
درجة الحرارة	درجة حرارة التشغيل القصوى
الضغط	ضغط التشغيل والتصميم
Hose Length	طول الإمدادات والعودة
الفضاء المتاح	القيود المفروضة على النقل والتخليص
Connection	الاحتياجات من الملاءمة والمرتبات

18 - عملية اختيار الحجم العملي

ويساعد هذا التسلسل على منع الحالة المشتركة التي يُختار فيها قطر الخرطوم قبل فهم متطلبات التبريد الفعلية.

19 - لماذا ترد شروط التطبيق أكثر من حجم الجو العام

ولا يوجد حجم خرطوم واحد صحيح تلقائياً بالنسبة لكل نظام لتبريد مركز البيانات التابع للشركة.

يمكن أن تكون لنظم مختلفة اختلاف:

• الحمولات الحرارية
• التركيبات المبردة
• انخفاض الاحتياجات
• حدود الضغط
• مخططات راك
• هياكل الربط

ونتيجة لذلك، فإن خرطوم يعمل بشكل جيد في هيكل واحد للتبريد قد لا يكون الخيار الأفضل للآخر.

20. Hose Size الاختيار من أجل الحساسية العالية

وتضع الرفوف ذات الكثافة العالية طلبات إضافية على الهياكل الأساسية للتبريد.

وقد يتطلب المزيد من الحمولة الحرارية تدفقاً مبرداً أعلى، بينما لا يزال الحيز المادي المتاح للخراطيم محدوداً.

هذا يخلق عملية المقايضة الهندسية:

ولذلك فإن الحل الأفضل هو عادة تصميم نظام منسق بدلا من اتخاذ قرار بحجم خرطوم معزول.

21. How CJAN Liquid Coling Hoses can be Evaluated

وتقدم الشبكة عدة تشكيلات خرطوم لتطبيقات التبريد السائل.

The CJAN LCH Liquid cooling Hose ويمكن تقييمه وفقاً للتدفقات المطلوبة، ودرجة الحرارة، والضغط، والأبعاد، وتشكيلة الاتصال.

تشمل التشكيلات الإضافية LCH-SD و LCH-SDS.

وفيما يتعلق بتوصية خاصة بالتطبيقات، ينبغي توفير بارامترات التشغيل الفعلية بدلا من اختيار منتج فقط من حجم الخرطوم الاسمي.

22. Do not Ignore the Finished Hose Assembly

ويمكن أن يحتوي المنتج النهائي الذي يتم تركيبه في مرفأ للتنقيب على هوايات وتركيبات ومكونات اتصال أخرى.

وينبغي فحص التجميع النهائي من أجل ما يلي:

• التدفق المطلوب
• هبوط الضغط
• تقدير الضغط
• درجة الحرارة
• الضائقة
• نصف قطري
• التوافق

ويكتسي ذلك أهمية خاصة عندما تكون حلقة التبريد هامش ضغط محدود.

23. A simple Engineering Example

النظر في حلقة التبريد AI التي تتطلب تدفقا مبردا محددا من خلال خرطوم مرن.

وبدلا من الاختيار الفوري للخراطيم بالحجم الاسمي، يمكن للمهندس أن يقارن عددا من المسميات الداخلية المرشحة في نفس الظروف.

البند	المرشح ألف	المرشح باء	المرشح جيم
رائع	نفس الشيء
درجة الحرارة	نفس الشيء
معدل التدفق	نفس الشيء
Hose Length	نفس الشيء
القياس الداخلي	صغيرة	متوسطة	رقيب
هبوط الضغط	القياس	القياس	القياس
Routing	تحقق	تحقق	تحقق

وتوفر هذه المقارنة أساسا أقوى بكثير للاختيار من اختيار خرطوم يستند فقط إلى قطر خارجي.

24 - خمسة أسئلة للسؤال قبل الأمر

1 - ما هو معدل التدفق المطلوب؟

تحديد كل من تدفق التشغيل العادي والحد الأقصى حيثما أمكن.

2 - ما المبرد الذي سيستخدم؟

يجب أن تكون مادة الخرطوم متوافقة مع المبرد الحقيقي

3- ما هو انخفاض الضغط المقبول؟

وهذا يساعد على تحديد ما إذا كان المقياس الداخلي المقترح مناسبا.

٤ - ما هي معدات الاتصال التي ستستخدم؟

وينبغي النظر في الأبعاد المتعلقة بالسهولة والقاعدة.

5. How will the خرطوم يتم توجيهه؟

شعاع النحاس، الحيز المتاح ووصول الخدمات قبل الانتهاء من تشكيلة الخرطوم.

25. Liquid cooling Hose Sizing checklist

الاحتياجات	تحقق
التدفق المبرد المطلوب	محددة
نوع رائع	تم تأكيدها
درجة حرارة التشغيل	تم تأكيدها
ضغط التشغيل	تم تأكيدها
قطر داخلي ساخن	القيمة
هبوط الضغط	تم التحقق من تدفق التصميم
طوله	مقدرة من المسار الفعلي
الـمـوسـم الـمـعـد	تم تأكيدها
الحد الأدنى لنصف النحل	تم تأكيدها
التجمع النهائي	القيمة

خاتمة

اختيار خرطوم التبريد السائل لمركز بيانات AI يبدأ مع متطلبات التبريد، وليس الخرطوم نفسه.

فالتدفق المبرد المطلوب يحدد الهدف الهيدروليكي، ثم يصبح القياس الداخلي الساخن عاملاً هاماً في التحكم في سرعة التبريد وهبوط الضغط، ويجب أيضاً النظر في طوله، وخصائصه المبردة، ودرجة الحرارة، والتجهيزات، ومعدلات الذكاء، والطرق قبل اختيار التشكيلة النهائية.

ويتمثل النهج الأكثر عملية في تقييم الخرطوم كجزء من تجمع التبريد الكامل.

إن تركيبات "سي جي" و "ليتش-د" و "لتش-د-د-د" توفر خيارات لتطبيقات التبريد السائل حيث يحتاج الأداء الهيدرولي والمرونة وتكامل النظام إلى النظر معاً.

وفيما يتعلق بمشاريع مركز البيانات التابع للمعونة، يمكن للمهندسين أن يبدأوا التقييم بتحديد نوع المبرد، ومعدل التدفق، والضغط، ودرجة الحرارة، وطول الخرطوم، ومتطلبات الاتصال.

لمزيد من المعلومات، زيارة CJAN Liquid Coling Solutions الصفحة أو الاستعراض CJAN LCH Liquid cooling Hose.