2023浸沒式液冷整機(jī)柜技術(shù)規(guī)范

浸沒式液冷整機(jī)柜技術(shù)規(guī)范-2023I-2023I目錄一、總則 1二、術(shù)語(yǔ) 1三、技術(shù)要求 2（一）環(huán)境條件 2（二）冷卻循環(huán)子系統(tǒng) 2性能設(shè)計(jì)指標(biāo) 2管路設(shè)計(jì) 2冷卻液要求 3（三）液冷機(jī)柜系統(tǒng) 5液冷機(jī)柜概覽 5機(jī)柜的總體尺寸及公差要求 6機(jī)柜布局 7機(jī)柜供電結(jié)構(gòu)要求 8服務(wù)器的結(jié)構(gòu)要求 10服務(wù)器在機(jī)柜中的定位和止位要求 12液冷機(jī)柜的液位要求 12液冷機(jī)柜的承重要求 13液冷機(jī)柜的進(jìn)出液管路要求 13液冷機(jī)柜的氣密性要求 14（四）節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng) 14元器件選用 15散熱設(shè)計(jì) 16機(jī)箱設(shè)計(jì) 16（五）供電子系統(tǒng) 17集中供電電源模塊 17PowerShelf 18（六）管理子系統(tǒng) 19（七）運(yùn)維子系統(tǒng) 22四、其它設(shè)計(jì)要求 23-2023I-2023IPAGEPAGE10一、總則5.0冷（單相）CDU方案。二、術(shù)語(yǔ)AOC：有源光纜Busbar：DCCDU:液冷分配單元Clip：取電夾子DAC:直接連接電纜PDU：電源分配單元Powershelf：電源框PSU:電源模塊RMC：機(jī)柜管理單元RMMU：機(jī)柜SU:ScorpioRackUnit,天蝎UTank:浸沒柜體三、技術(shù)要求本技術(shù)規(guī)范包括天蝎整機(jī)柜浸沒式服務(wù)器的環(huán)境條件、冷卻循環(huán)子系統(tǒng)、機(jī)柜子系統(tǒng)、節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)、供電子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)及運(yùn)維子系統(tǒng)等七大部分的要求。（一）環(huán)境條件天蝎浸沒式液冷整機(jī)柜服務(wù)器必須滿足以下環(huán)境條件：1）工作溫度：滿足環(huán)境溫度0~+50℃下正常工作2）貯存溫度：-20℃～+70℃相對(duì)濕度：滿足5~95相對(duì)濕度下正常工作海拔高度：小于1000米（海拔超出1000米時(shí)可考慮降額設(shè)計(jì)）（二）冷卻循環(huán)子系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)1)單柜總散熱量：≥36kW2）二次側(cè)溶液溫度：支持最高供液溫度≥40℃、進(jìn)出液體溫度差冷卻液循環(huán)流量：≤200LPM流阻：≤20kPa（機(jī)柜內(nèi)）過濾精度：≤100um管路設(shè)計(jì)一次CDU供液采用集中供液的方案，滿足集中換熱的同時(shí)，又可單獨(dú)運(yùn)維。二次側(cè)供、回液管路與機(jī)柜之間采用法蘭連接，管路上需設(shè)置手動(dòng)閥門，確保機(jī)柜與一次側(cè)管路之間可以拆卸維護(hù)。冷卻液循環(huán)管路及接頭應(yīng)具有良好的密封性和兼容性，在系統(tǒng)使用壽命周期內(nèi)不產(chǎn)生腐蝕、漏液等潛在風(fēng)險(xiǎn)。供回路采用雙進(jìn)雙出的液冷管路設(shè)計(jì)機(jī)柜側(cè)管路可采用高分子材料或無縫鋼管等材質(zhì)，并配備法蘭（質(zhì)與管路相同）1.5Mpa-5℃至80℃DN40，需設(shè)置手動(dòng)閥門管道需經(jīng)化學(xué)清洗和冷卻液沖洗，無焊渣、防銹劑等各種雜質(zhì)殘留圖1CUD集中供液冷卻液要求冷卻液應(yīng)對(duì)人體無害，對(duì)環(huán)境友好，且具有良好的熱力學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性。a、冷卻液應(yīng)對(duì)人體的健康安全無危害。按照現(xiàn)行《GB30000和標(biāo)簽規(guī)范》系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及GHS“無需分類”的范疇，在吸入測(cè)試中的表現(xiàn)應(yīng)歸類為“實(shí)用無毒”物質(zhì);冷卻MSDS，內(nèi)容應(yīng)符合國(guó)標(biāo)《GB16483求，MSDS中應(yīng)明確OEL、TWA、MAC、STEL、LC50等數(shù)值，并寫明液體使用中的防護(hù)措施和緊急處理方法。b、冷卻液應(yīng)對(duì)陸地環(huán)境、大氣環(huán)境、水生環(huán)境無危害。冷卻液應(yīng)不含環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和廢棄排放及降解管控標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)家政策標(biāo)準(zhǔn)中限制使用的物質(zhì);冷卻液的ODP應(yīng)為零，GWP應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范要求;應(yīng)對(duì)水生環(huán)境無害，MSDS中應(yīng)有TLM數(shù)值。c、冷卻液應(yīng)為惰性液體，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng);在150℃以下應(yīng)不易熱分解。冷卻液應(yīng)具有較高的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、表面張力，較低的傾點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)粘度冷卻液不應(yīng)影響信號(hào)的傳輸或者影響在容忍范圍之內(nèi)。d、所有浸沒在冷卻液中的物料、冷卻液循環(huán)流經(jīng)部位的物料、常用物料(金屬、橡膠、塑料、陶瓷、硅等)，均應(yīng)與冷卻液長(zhǎng)期兼容。天蝎浸沒液冷服務(wù)器將采用工程液體氟化物,暫不考慮礦物油及各種合成油，基本特性要求如下：1)外觀透明，無異臭、無毒性2)沸點(diǎn)≥110℃3)傾點(diǎn)<-40℃4）閃點(diǎn)＞200℃5)純度≥99.5Wt非揮發(fā)性殘留物≦10Wtppm；含水量≦50Wtppm酸度≦0.03mgKOH/g耐電壓擊穿初始≥20KV/2.5mm，飽和含水狀態(tài)>10KV/2.5mm體積電阻率≥1×10^9Ω.cm（三）液冷機(jī)柜系統(tǒng)液冷機(jī)柜概覽液冷機(jī)柜Tank各組成模塊的介紹：圖2液冷機(jī)柜Tank前透視圖圖3液冷機(jī)柜Tank后透視圖表1液冷機(jī)柜Tank結(jié)構(gòu)模塊說明1Tank外部框架2Tank面板3上下蓋密封鎖4透明視窗5上蓋把手6Tank上蓋7上蓋開啟鉸鏈8Tank內(nèi)膽腔體9Tank移動(dòng)把手10側(cè)面板11滾輪地腳12進(jìn)液孔（藍(lán)色））13出液孔（紅色）14傳感器控制板出線孔15AC/DC出線孔16數(shù)據(jù)線纜進(jìn)線孔17管理線纜進(jìn)線孔18Powershelf19交換機(jī)20IT設(shè)備液冷機(jī)柜Tank由機(jī)架組件和內(nèi)膽組件兩部分組成，內(nèi)膽采用不銹鋼板/鋁合金或其它金屬焊接而成，應(yīng)包括但不限于內(nèi)膽腔體、供電銅排、服務(wù)器固定及支撐支架、流體通道&孔板、導(dǎo)向及止位結(jié)構(gòu)等。機(jī)架組件應(yīng)包括但不限于機(jī)架、上蓋板、理線槽、側(cè)門板組件、門鎖、腳輪、支撐柱、緊固件等。機(jī)架組件可整體組焊而成，需考慮加強(qiáng)筋以保證盛液后不發(fā)生形變。上蓋板通過合頁(yè)或其它活動(dòng)連接件與機(jī)柜內(nèi)膽相連，可向上開啟并固定在某一角度（≥90℃）。上蓋板上應(yīng)設(shè)有透明視窗便于觀察機(jī)柜內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行情況。機(jī)柜的總體尺寸及公差要求TanK52U機(jī)柜，Tank2500mm，850MM，1400mm(含滾輪)，詳細(xì)數(shù)據(jù)參考如下表：表2機(jī)柜總體概述長(zhǎng)度2500（±3mm）寬度850mm（±2mm）高度（含滾輪）1400mm（±2mm）1U高度46.5mm最小節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)高度1SU圖4機(jī)柜尺寸圖機(jī)柜布局Tank機(jī)柜內(nèi)部的常規(guī)布局如圖五所示：右側(cè)右側(cè)23U為服務(wù)器2區(qū)域中間6U區(qū)域?yàn)镻owershelf/交換機(jī)區(qū)域左側(cè)23U為服務(wù)器1區(qū)域TankTank帶上蓋俯視圖tank上蓋開啟俯視圖tank上蓋開啟俯視圖圖5液冷機(jī)柜Tank內(nèi)部布局圖23U123U26UpowershelfPowershelfClipTank求進(jìn)行靈活的調(diào)整。圖6液冷機(jī)柜Tank內(nèi)部尺寸機(jī)柜供電結(jié)構(gòu)要求ClipBusbarpowershelfPowerclipBusbar54VDCBusBar供電Busbar模塊在機(jī)柜中的位置tank上蓋開啟俯視圖圖7 銅排Busbar模寸T2鎳處理。銅排具體尺寸如下：圖8Busbar銅排剖面尺寸圖Clip54VDCbusbarclipBusBarBusbar，貫穿整個(gè)機(jī)柜，2500mmBusBar供電銅排與機(jī)柜底部應(yīng)預(yù)留一定的間隙（建議＞10mm）防止異物掉入導(dǎo)致短路風(fēng)險(xiǎn)。供電銅排先鎖固在保護(hù)罩上，然后再固定在機(jī)柜Powerclip3PSU機(jī)柜內(nèi)設(shè)有強(qiáng)電線槽和弱電線槽。強(qiáng)電線槽用于服務(wù)器電源線的布線，弱電線槽用于機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)線布線。線槽分別位于機(jī)柜前后兩側(cè)。服務(wù)器的結(jié)構(gòu)要求Tank52U：2440*536*920mm。1SU為920*536*44.5mm。圖九右上角為服務(wù)器的理線空間：126*175mm，左上角為PDU圖9液冷機(jī)柜剖面圖圖10液冷服務(wù)器尺寸圖21英寸服務(wù)器節(jié)點(diǎn)安裝。通用服務(wù)器若出線位置位于機(jī)箱底部，則需將電源及信號(hào)線纜從底部接出來，機(jī)柜設(shè)計(jì)需考慮在不改變通用服務(wù)器形態(tài)的前提下滿足運(yùn)維要求。服務(wù)器在機(jī)柜中的定位和止位要求止位PINpinpinpinpinpinpin止位PIN定位PIN定位孔止位槽導(dǎo)向孔導(dǎo)向PIN圖11服務(wù)器定位圖液冷機(jī)柜的液位要求Tank920mm，TankI/O1134mm1164mm30mm，40mm。圖12液冷機(jī)柜液位液冷機(jī)柜的承重要求圖13液冷機(jī)柜Tank滾輪地腳柜體系統(tǒng)需配置腳輪及固定底座或支架，方便移動(dòng)及固定，機(jī)柜滾輪和地腳數(shù)量分別為8個(gè)，每個(gè)滾輪地腳的承重為≥600kg,滿足帶液滿載服務(wù)器下的機(jī)柜承重要求（≥3800kg）。同時(shí)柜體設(shè)計(jì)需要能滿足整機(jī)柜運(yùn)輸要求。液冷機(jī)柜的進(jìn)出液管路要求圖14液冷機(jī)柜Tank進(jìn)出液口位置液冷機(jī)柜的進(jìn)出液為兩進(jìn)兩出的設(shè)計(jì)，藍(lán)色為進(jìn)液口，紅色為出液口。管路接口的位置位于機(jī)柜的背面，具體位置參考圖十四，閥門距離機(jī)柜背面距離為200mm。機(jī)柜系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)有排液口和補(bǔ)液口，同時(shí)還應(yīng)設(shè)計(jì)專用的運(yùn)維工裝（比如排液裝置、補(bǔ)液裝置、運(yùn)維天車等）。液冷機(jī)柜的氣密性要求A、液冷機(jī)柜設(shè)計(jì)需要考慮氣密性，包括上下蓋密封膠圈，外接線纜（DAC/AOC/電源線等）需要設(shè)計(jì)密封圈。B、液冷機(jī)柜內(nèi)部蒸汽壓要求≤3KPC、液冷機(jī)柜上蓋設(shè)計(jì)需要考慮排氣閥門，避免內(nèi)部壓力過大（四）節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)浸沒式液冷節(jié)點(diǎn)形態(tài)及硬件配置沿用風(fēng)冷設(shè)計(jì)方案，但氟化液與某些材質(zhì)可能不相容，故系統(tǒng)設(shè)計(jì)及元器件選用時(shí)需加以特殊評(píng)估。元器件選用避免使用以下材質(zhì):A、含鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳等金屬物質(zhì)的物料B、槽體密封墊片：飽和脂肪族烴、芳香族C、PCB:飽和脂肪族烴、芳香族、領(lǐng)苯二甲酸二辛酯（DOP）、聚乙烯氧化物、硅樹脂D、PSU：飽和脂肪族烴、芳香族、領(lǐng)苯二甲酸二辛酯（DOP）、聚乙烯氧化物、硅樹脂、脂肪族脂類E、橡膠：氟橡膠、聚氨酯、軟質(zhì)PVCF、塑料：聚氯代三氟乙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、軟質(zhì)PVC常見服務(wù)器元器件中以下物料需重點(diǎn)進(jìn)行兼容性評(píng)估a、標(biāo)簽：膠水、沾合劑和油墨可溶解，可考慮使用丙烯酸蝕刻標(biāo)簽b、電容：EPDM密封會(huì)與溶液反應(yīng)，EPDM膨脹圈膨脹，造成端子導(dǎo)線彎曲，禁用含EPDM電容c、連接器、插座或密封劑：與溶液不兼容會(huì)導(dǎo)致壓降、接觸不良等，需采用兼容材質(zhì)物料d、CMOS電池：需采用兼容材質(zhì)的電池e、電源繼電器：需采用密封或兼容繼電器f、熱熔膠：替換為兼容材質(zhì)的熱熔膠g、線纜：禁用增塑劑、及含氯、硫等物質(zhì)的護(hù)套h、導(dǎo)熱膏：建議采用銦箔或移除導(dǎo)熱膏i、硬盤：禁用非密封機(jī)械盤，建議為密封氦氣盤或SSDj、光模塊：光模塊密封或采用與冷卻液兼容的電口模塊服務(wù)器系統(tǒng)內(nèi)各零部件要滿足浸沒式液冷材料的兼容性要求，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的高速鏈路設(shè)計(jì)要滿足浸沒式液冷的設(shè)計(jì)要求。散熱設(shè)計(jì)A、基于液冷流動(dòng)特性，應(yīng)設(shè)計(jì)并優(yōu)化低流阻、高性能的散熱器B、取消風(fēng)扇的使用C、不耐溫元器件盡量布局在冷卻液流體上游，避免線纜阻擋液體流動(dòng)，優(yōu)化流場(chǎng)和溫度場(chǎng)，避免局部熱點(diǎn)D、前后窗在保證強(qiáng)度的前提下盡量開大尺寸圓孔3．機(jī)箱設(shè)計(jì)A、機(jī)箱需評(píng)估垂直安裝情況下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，需確保在運(yùn)輸及工作狀態(tài)下無變形或其它異常情況B、機(jī)箱前部需具有手柄及安裝支持結(jié)構(gòu)件，便于與機(jī)柜鎖固及插拔節(jié)點(diǎn)C、機(jī)箱應(yīng)具有導(dǎo)向及定、止位結(jié)構(gòu)，止位結(jié)構(gòu)需具有一定的強(qiáng)度，防止節(jié)點(diǎn)在插拔過程中出現(xiàn)變形的異常情況D、機(jī)箱內(nèi)多余空間處需設(shè)計(jì)有填充物，填充物E、機(jī)箱供電連接器處需貼絕緣墊片，防止節(jié)點(diǎn)在插拔過程中受力過大導(dǎo)致機(jī)箱與供電銅排直接接觸。F1SU可根據(jù)不同的環(huán)境彈性部署，自由切換。（五）供電子系統(tǒng)天蝎浸沒式液冷整機(jī)柜服務(wù)器支持集中式供電方案和分布式PDU供電方案。集中式供電方案：由電源框和電源模塊（PSU）12電源模塊并聯(lián)輸出，電源框輸出采用barclippowerclip48V-12V12V，為主板供電。PDUN+N，TankPDUPDU電源框、電源模塊、二級(jí)電源板、服務(wù)器各板中的電源元器件及供電線纜均需遵循2.4.1中的選用要求。1．集中供電電源模塊浸沒式集中供電電源模塊關(guān)鍵性能參數(shù)和規(guī)格如下：48V，54.5V，3300Wmax支持雙輸入供電，AC+AC、AC+DC、DC+DC，且支持切換交流輸入范圍：180Vac~264Vac，直流輸入范圍：190Vdc~300Vdc5）供電效率：>96，半載；>95，滿載支持輸入分時(shí)啟動(dòng)/切換功能無風(fēng)扇設(shè)計(jì)2．PowerShelf135mm，660mm，920mm36kW配置：123300W+1RMC（電源框管理單元）所有連接器設(shè)計(jì)為前維護(hù)：A、3組共6個(gè)供電輸入端子，支持AC+AC、AC+DC、DC+DC三種機(jī)房供電模式B、210socketfuse，5CRJ45CON1，BBURMMUDonlineoffline4）Handle圖15集中供電電源Powershelfshelf48Vbarclip≥700A，峰值電流≥800A。圖16供電電源Clip（六）管理子系統(tǒng)本章節(jié)所涉及內(nèi)容僅限機(jī)柜級(jí)系統(tǒng)，不包括二次側(cè)設(shè)備及機(jī)房動(dòng)環(huán)系統(tǒng)。整體管理架構(gòu)設(shè)計(jì)如下：圖17液冷機(jī)柜管理架構(gòu)圖整體說明：硬件組成-RMC，RMMU，PSURMCCan-FDPSURMCRMMUPOWER ：RMMURST信號(hào) ：RMMU復(fù)位信號(hào)PRS信號(hào) ：RMMU單元在位信號(hào)STS信號(hào) ：RMMU單元健康信號(hào)I2C_A ：RMCRMMUI2C_B ：RMCRMMU（備）RMMUPolling，RMCRMMUI2CslaveI2CRMMUA：紅色溫度傳感器（8）：224Tank間，可根據(jù)實(shí)際測(cè)試需求進(jìn)行調(diào)整。B：黃色液位傳感器（2）：TankC：綠色流量傳感器（2）：TankD：藍(lán)色漏液傳感器（2）：Tank18（七）運(yùn)維子系統(tǒng)對(duì)冷卻液體應(yīng)該定期進(jìn)行檢驗(yàn)，確保各項(xiàng)指標(biāo)符合要求（有機(jī)物含量），避免降低冷卻效率及系統(tǒng)停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。戴必要的個(gè)人防護(hù)裝備，遵循冷卻液化學(xué)品安全技術(shù)說明書中關(guān)于安全處置和個(gè)人防護(hù)裝備的建議。收集和回收，禁止將其直接排放到環(huán)境中。具混用，液冷機(jī)房運(yùn)維完成后工具