כיצד לבחור קוטר צינור עבור מדפי AI-בצפיפות גבוהה: כללים הנדסיים שמונעים נקודות חמות של 40 מעלות

כלל 2.5 שניות מחליט על הישרדות המתלה שלך.נוזל הקירור חייב לעבור מה-CDU לצומת השרת הרחוק ביותר ובחזרה בתוך החלון הזה. טועה בקוטר, ותקבל נקודה חמה של 40 מעלות בשורה 3 - לא תיאוריה, אלא דפוס שראינו ב-11 שנים של בניית לולאות קירור עבור 600+ פרויקטים ב-13 מדינות.

מדריך זה נותן לך את שיטת החישוב, מקרי הכישלון ואת טבלת המפרט המדויק שהמהנדסים משתמשים בהם כדי לנעול את קוטר הצינור לפני הזמנת צינור בודד.

האם קוטר הצינור באמת חשוב לקירור מתלה AI?

כן - וזה חשוב יותר מכיוון שצפיפות המתלים מטפסת מעבר ל-30 קילוואט.מתלה בגודל 19-אינץ' בהספק של 40 קילוואט דוחה בערך 40 קילוואט של חום. בזרימת נוזל קירור סטנדרטית של 7 ליטר/דקה ל-kW, כלומר 280 ליטר/דקה לכל מתלה. דחף את זה דרך צינור של 15 מ"מ ותקבל זרימה סוערת, ירידת לחץ ומתח משאבה. דרך צינור בגודל 28.6 מ"מ (1-1/8"), אותו נפח זורם עם שליש מאובדן החיכוך.

הנוסחה היא משוואה שונה של Darcy–Weisbach - קצב זרימה (Q)=2.25 × d² × ΔP. הנה הטייק-אווי המעשי:עבור כל מתלה של 40 קילוואט, קו האספקה ​​הראשי צריך לפחות 22 מ"מ OD (0.87 אינץ') צינור נירוסטה, וקווי הסתעפות לצלחות קרות בודדות עוברים בין 10 מ"מ ל-16 מ"מ.אלו אינם ניחושים; הם הפלט של דגמי CFD שאנו מריצים מול שרטוטי לקוחות לפני הצעת המחיר.

צפיפות מתלים	קו אספקה ​​ראשי (OD)	קו סניף (OD)	נדרשת זרימת נוזל קירור	ירידת לחץ אופיינית
20–30 קילוואט/מתלה	16 מ"מ (5/8 אינץ')	10 מ"מ	140–210 ליטר לדקה	25–35 kPa/m
40–50 קילוואט/מתלה	22 מ"מ (7/8 אינץ')	12 מ"מ	280–350 ליטר לדקה	18–28 kPa/m
60–80 קילוואט/מתלה	28.6 מ"מ (1-1/8 אינץ'	16 מ"מ	420–560 ליטר לדקה	12–20 kPa/m
100 קילוואט+ (אשכולות GPU מקוררים-נוזלי)	35 מ"מ (1-3/8 אינץ')	22 מ"מ	700+ ליטר לדקה	8-15 kPa/m

 

מה קורה כשמקטינים את צינור הקירור?

גודל נמוך יוצר תגובת שרשרת המסתיימת בכיבוי תרמי.הנה מה שתיעדנו בפרויקט של מרכז נתונים בסינגפור בשנת 2023. המפעיל ציין קווים ראשיים של 12 מ"מ עבור מתלים של 45 קילוואט - הפחתה של 25% מהדרישה המחושבת.

הרצף נפרש על פני 4 חודשים:

מהירות הזרימה בקווי 12 מ"מ פגעה ב-2.8 מ"ש - מעל סף השחיקה של 2.5 מ"ש עבור נירוסטה

ירידת הלחץ על פני הלולאה עלתה מ-18 kPa ל-41 kPa למטר

משאבת ה-CDU הצטמצמה לאחור כדי להגן על עצמה, והפחיתה את הזרימה למתלים הרחוקים ביותר ב-38%

טמפרטורות כניסת השרת טיפסו מ-35 מעלות ל-39 מעלות בקצה-של-מתלי השורה

תוצאה: 14 שרתים חוסמים, 2 צמתי GPU כיבוי וחלון תחזוקה של 6 שעות בזמן עומס שיא

התיקון לא היה פשוט. החלפת קווים ראשיים במרכז נתונים חי דרשה ניקוז של 800 ליטר של נוזל קירור, חיתוך מגשי כבלים וריתוך מחדש של קווים של 22 מ"מ בחלל מצומצם. עלות כוללת: 47,000 SGD בעבודה וזמן חישוב אבוד. המפרט המקורי של 22 מ"מ היה מוסיף 3,200 SGD למבנה הראשוני.

מהי מגבלת מהירות הזרימה עבור צינורות קירור נירוסטה?

מגבלת התעשייה היא 2.5 מטר לשנייה עבור פלדת אל חלד 316L עם נוזל קירור גליקול במים- לפי ASME B31.3.מעל מהירות זו, השחיקה-מאצה, במיוחד בכיפופים ובחיבורי ריתוך. מתחת ל-1.0 m/s, חלקיקים מתיישבים ונוצר ביופילם בתוך הצינור.

עבור מתלה של 40 קילוואט עם זרימה של 350 ליטר לדקה, החישוב מניב:

צינור מזהה 16 מ"מ: מהירות=2.9 m/s - נכשלת במגבלת השחיקה

צינור 22 מ"מ OD (20 מ"מ מזהה): מהירות=1.86 m/s - מעברים עם שוליים של 26%

צינור 28.6 מ"מ OD (26 מ"מ מזהה): מהירות=1.1 m/s - עוברים אבל מבזבז אנרגיית משאבה

הנקודה המתוקה ההנדסית היא1.5–2.0 m/s. זה מאזן הגנת שחיקה, השעיית חלקיקים ויעילות המשאבה. צינור בגודל 22 מ"מ (7/8 אינץ') פוגע בטווח הזה בדיוק עבור לולאות קירור ברמת מתלה-.

 

הבנת נוזל הקירור שלך: גליקול לעומת מים טהורים

כימיית נוזל הקירור משנה את החלטת קוטר הצינור שלך - ואת בחירת החומרים שלך.

פרופילן גליקול-תערובות מים (ריכוז של 25-35%)הם התקן התעשייה עבור מתלים AI מכיוון שהם מספקים הגנה מפני הקפאה ויציבות ביולוגית. אבל גליקול מעלה את הצמיגות ב-40-60% בהשוואה למים טהורים. זֹאת אוֹמֶרֶת:

ירידת לחץ גבוהה יותר באותו קצב זרימה

מקדם העברת חום נמוך יותר

סיכון שחיקה גדול יותר בעיקולים- סרט הסיכה של גליקול מתדלדל תחת מערבולות

מים טהורים או דה-יוניםזורם ביעילות רבה יותר, ומאפשר קוטר צינור קטן ב-10-15% לאותה משימה. אבל מים DI הם מאכלים אגרסיביים לפלדת פחמן ודורשים פלדת אל-חלד של 316L לאורך הלולאה.

נֶכֶס	30% פרופילן גליקול/מים	מים DI טהורים
צמיגות קינמטית ב-40 מעלות	3.4 מ"מ לשנייה	0.66 מ"מ לשנייה
ירידת לחץ יחסית (אותה זרימה)	1.6×	1.0×
דרישת קורוזיה	304 או 316L מקובל	נדרש 316L
חומר מומלץ	נירוסטה 304	נירוסטה 316L
השפעה בקוטר הצינור	דרוש קוטר של +15%	קוטר קו הבסיס

 China Super Tech מייצרת גם צינורות 304 וגם 316L- 304 עבור מערכות גליקול שבהן חשובה יעילות העלות, ו-316L עם Ra פחות או שווה ל-0.4 מיקרומטר גימור פנים פנימי עבור לולאות מים DI שבהן הניקיון הוא קריטי.

 

שלח לנו את ציור פריסת המתלה ודרישות לולאת הקירור שלך.צוות ההנדסה שלנו יפעיל ניתוח נפילת לחץ- של CFD ויאשר את קוטר הצינור הנכון עבור כל קטע בלולאה שלך - ללא עלות ועם תגובה של 24 שעות.

בקש סקירת המפרט שלך →כלול את צפיפות המתלה, סוג נוזל הקירור ואורך הלולאה. אנו מגיבים עם גיליון מפרט צינור, המלצת חומר (304 לעומת . 316L) וציר זמן אספקה.