2023整机柜技术规范

整机柜技术规范V2.01IIII目录版权明 I编写组 II前言 I一、范围 1二、术语 1三、冷板式液冷的系介绍 2四、液冷组件组成 3五、冷板组成 5六、冷板式液冷设计要求 5（一）板材要求 5（二）板结设求 7（三）板可性求 8七、液冷分水器的设计求 8（一）水的料择 8（二）水的计求 9（三）水的靠求 11八、冷却工质的要求 11九、漏液检测要求 12十、冷板液冷测试要求 13（一）板冷雾试 13（二）板冷整测 13（三）板冷密试 14（四）板冷疲试 14十一、冷板液冷运维求 15PAGEPAGE10整机柜技术规范V2.0一、范围本规范适用于天蝎整机柜和通用标准机，涵盖CPU/GPU等服务4.02119标准机，采用共用模组化设计概念，实现统一化管理和测试。支持二、术语Node：服务器节点CPU：中央处理器GPU：图形处理器Server：同Node，服务器节点Powershelf：电源框Rack：机架柜体Busbar：DC主铜排，又称母排.SU：天蝎整机柜服务器U(ScorpioRackUnit)，1SU=46.5mmEIAU：标准服务器，1U=44.45mmColdPlate：冷板Coolant：冷却工质Manifold：冷却工质供回歧管(机柜分水器)CDU：冷量分配单元EPDMPTFE二纯三、冷板式液冷的系统介绍冷板液冷顾名思义是指采用液体作为传热工质，对系统内高瓦数的热源，通过流道进行冷热交换，达到散热目的的冷却技术。由于散热需要通过安装在芯片上的冷板来实现，故也称作间接式液冷。冷板式液冷的运行系统主要包含以下两部分：一次侧，以机房外的环境为主，主要包含室外大气、一次测试环网管路、室外冷却塔。二次侧，以机房内的环境为主，主要包括CDU（冷量分配单元）、室内换热单元、二次侧环网管路、液冷机柜、机柜manifold（机柜分水器）、液冷服务器、冷板、液冷进回管路、液冷快接头、冷却工质等。图1冷板式液冷系统构成示意图图2液冷机柜构成示意图四、液冷组件组成液冷组件是冷板式液冷系统中重要的组成部分，液冷组件为液冷服务器内的冷板模组，其中包含：液冷冷板、冷板间管路、进回管路、冷板管路快拧接头、快接公头、漏液检测绳。其中CPU液冷服务器（计算或者存储类服务器）的冷板设计采用串联布局。CPU服务器的液冷组件可参考如下的规格：图3CPU服务器液冷组件示意图GPU（AI）局，GPU图4GPU服务器液冷组件示意图五、冷板组成冷板是指带有内部流体通道并允许冷却工质流过的热交换器或散热器。冷板组成包含：冷板、冷板间管路接头、冷板固定螺母、内部鳍片。图5冷板组成示意图冷板安装在需要冷却的电子元器件热表面上，将元器件产生的热量通过液体冷却工质传递到CDU(冷量分配单元)的板式热交换器。六、冷板式液冷设计要求（一）冷板的材料要求目前行业内冷板式液冷的材料方案，大多选用导热性能较友好4.0V2.0好，且更具经济性的铝合金材料。在目前的数据中心实际的运行工况内，铝的导热性能是可以满足大部分散热要求的。另外铝的密度较低，因此在需要轻量化设计的领域，如航空航天、汽车制造等领域，使用铝可以带来重量的减轻。表6铝材料性能铝合金加工特性较好，铝合金的机械性能以及多样化热处理方式，令铝合金的可加工性、多样性优于其它常用金属（铜材、不锈钢等常用材料）。图7铝冷板示意图另外铝材属于自愈性金属，在空气中生成AL2O3（氧化铝）致密保护层，耐腐蚀性好。铝材表面处理手段丰富，包含钝化、阳极氧化等处理方法都能够起到很好的表面保护作用，提升耐腐蚀性。铝冷板方案冷却工质流经的链路上材料搭配要求，建议以铝合金或不锈钢为主，包含冷板上的管路固定接头、快接头、分水器以及CDU铝冷板方案冷却工质流经的链路上禁用铜材料，以避免铜铝材料长期混用出现的化学氧化物对管路的堵塞和伤害，导致冷板散热性能的下降。（二）冷板的结构设计要求冷板的结构设计多种多样，低瓦数的冷板内部可以采用沟槽的结构，相对高瓦数的冷板采用鳍片、折叠鳍片等结构进行设计，可以根据不同的需求对其进行结构设计优化，内部鳍片间距建议要≥0.5mm,避免流道设计的过窄，出现堵塞情况。CNC度。焊接采用钎焊工艺。另外为了保证冷板有更好的外观效果和耐冷板上的快拧结构的锁固（螺母）扭力要求未10N.m图8冷板快拧结构示意图（三）冷板的可靠性要求冷板与散热元器件的贴合面要求平整，才能保证冷板与散热元器件的贴合度，已达到最好的散热效果，冷板的平面度要求≤0.05mm、粗糙度≤Ra1.6um。0.6MPa155℃~40℃，七、液冷分水器的设计要求（一）分水器的材料选择天蝎液冷整机柜的液冷机柜分水器（manifold），选择了更易加工且更具经济性的高分子或铝合金材料。图9高分子材料（PPH）的物性表液冷机柜分水器（manifold）上联管路建议采用阻燃等级V0的EPDM材料。图10液冷机柜分水器示意图（二）分水器的设计要求液冷机柜分水器（manifold）的设计可以设计为圆型或者方型；可根据机柜实际安装要求进行设计。管道承压≤6bar，管道内径30mm；外径40mm;图11液冷机柜分水器示意图液冷机柜manifold，安装在机柜的后部左侧的理线槽内（从机柜后部看），也可以根据实际的部署需求安装预计机柜后部的中间位置。图12液冷机柜后视图（三）分水器的可靠性要求0.6MPa155℃~40℃分水器组件冷却工质流经的链路上的材料的选用，必须满足去离子水/PG25溶液的兼容性。液冷分水器的实际使用海拔：≤2000m八、冷却工质的要求天蝎液冷整机柜规范选用的冷却介质为PG25或去离子水。液冷系统在运行过程中需要对工质添加适宜的缓蚀剂，以确保对金属表面的防护。另外还需要对铝材料的内部流道需要进行钝化处理，以提高液冷系统的使用寿命。图13冷却工质测试原理图九、漏液检测要求天蝎液冷整机柜的漏液检测，采用检测绳方案，通过检测漏液绳上电阻变化来判断是否发生漏水。漏液检测绳的缠绕规范参考如下，漏液绳的缠绕必须与液冷管路、冷板接头贴合，拐弯位置需用固定贴合。图14漏液检测绳缠绕示意图十、冷板液冷测试要求（一）冷板液冷盐雾测试验证液冷板面处理艺，确保产的耐能力。测试方，按准 GB/T2423.17，试验Ka：雾，厉度2级进行中性盐雾试验。测试标准，耐盐雾96小时后达到10级要求。（二）冷板液冷平整度检测对冷板的芯片安装区域进行表面粗糙度、平面度进行检查，保证芯片与冷板贴合面积；对冷板的扣合强度进行测试，保证冷板的机械强度安装力矩；对接头满足拆装多次，仍能满足密封性要求；测试方法，可以委托有资质的检测机构进行检测，表面粗糙度采用粗糙度对比块进行对比，平面度检查采用三坐标扫描对比检查。检测标准，要求元器件安装面粗糙度小于 Ra1.6，双点划线域无接纹；要求双点划线区域平面度≤0.05mm；要求安装扣合力＞400lbf，冷板的变形小于2500lbf/mm；所有的接头包括快接，需要满足插拔＞200次后，无泄漏情况。（三）冷板液冷气密性测试检查液冷组件在一定压力下，保持一段时间是否有泄漏及表面变形。测试方法，可以委托有资质的检测机构在水冷板完成所有机械6bar2H2H（四）冷板液冷耐疲劳测试验证液冷组件在规定的压力循环周期和高低温交变循环周期后,气密性、性能、电导率、铝离子浓度是否满足技术条件要求。测试方法，将水冷组件接入到疲劳试验设备循环系统内，设系统工方式压力从0Bar到6Bar；期：500000次；频：15期/分钟。 度：-10℃～+80℃，550个周期（1周期/小时