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液冷系统关键部件设计选型规范:快速接头的性能指标体系与选型方法论
本文部分内容摘自:”专业热设计人必学必会182讲---电子产品散热设计理论视频课程“中部分内容和网络,如有侵权请联系删除!

 

正文

本文系统性地阐述了液冷系统中核心部件?液冷快速接头?的选型要点,强调选型需围绕?密封性、可靠性、适配性?三大核心原则。 液冷快速接头是液冷系统中实现快速连接 / 断开的核心部件,其选型需兼顾密封性、可靠性、适配性等多重因素。液体冷却正迅速成为高端服务器安装不可避免的标准,能够在现代计算机硬件中保持低温。随着人工智能、机器学习和高级云计算应用的兴起,服务器端计算需求迅速增长。硬件技术已经进入了一个新的时代,液冷不仅仅是一种选择,更是一种需求。

 

以下从关键性能指标和选型步骤两方面展开说明:

一、核心性能指标(需重点关注)

1. 密封性(泄漏率)

液冷系统最核心的要求是无泄漏(或极低泄漏),否则会导致冷却液流失、设备短路或性能衰减。需关注:

静态泄漏率:接头连接后静置时的泄漏量(通常要求≤1×10?? Pa?m3/s,高精度场景需更低);

动态泄漏率:插拔过程中或系统运行(如振动、压力波动)时的泄漏量(干式接头要求插拔无滴漏,普通接头需控制在允许范围)。

2. 流量与压力损失

液冷系统需通过足够流量带走热量,压力损失过大会增加泵的能耗。关键参数:

通径尺寸:通径越大,流量潜力越高(如 6mm、10mm、12mm等,需匹配系统管路直径);

流阻系数:内部结构(如阀芯、密封件设计)影响流阻,相同通径下,流阻低的接头更优(可通过厂家提供的流量 - 压力损失曲线对比)。

3. 工作压力与温度范围

需匹配系统实际工况

额定工作压力:接头长期稳定工作的压力上限(如 0.6MPa、1MPa、3MPa,需覆盖系统最大工作压力,预留1.5-2 倍安全余量);

爆破压力:接头失效的极限压力(通常为额定压力的3-5 倍,确保极端工况安全);

工作温度:需覆盖冷却液的温度范围(如- 40℃~120℃,取决于冷却液类型:水基冷却液通常 -20~80℃,矿物油可能更高),材料(壳体、密封圈)需耐温不老化。

4. 化学与机械兼容性

化学兼容性:接头材料(壳体如不锈钢、黄铜、工程塑料;密封圈如丁腈橡胶 NBR、氟橡胶 FKM、EPDM)需与冷却液(水、乙二醇、氟化液、矿物油等)兼容,避免腐蚀、溶胀或降解(如氟化液需用氟橡胶,水基冷却液需防锈材质);

机械兼容性:接口形式(螺纹:G/NPT/M公制;快插:宝塔/卡扣;法兰等)需与设备端、管路端匹配,尺寸公差(如螺纹精度、插拔配合间隙)需一致,避免连接松动。

5. 操作安全性与便利性

插拔力:手动操作需≤30N(避免费力),自动对接场景需明确驱动力要求;

锁定机构:需有防脱落设计(如卡扣、螺纹锁、滚珠锁),防止振动或误触导致断开;

防误插:多通路场景需有防呆设计(如不同尺寸、键位、颜色标识),避免插错回路;

干式断开:若需避免插拔时漏液(如电子设备、洁净环境),需选 “干式接头”(内置阀芯,断开时两端自动密封,无滴漏)。

6. 寿命与可靠性

插拔寿命:按使用频率选择(如工业场景≥5000 次,消费级≥1000 次,数据中心等高频场景需≥10000 次);

环境耐受性:抗振动(如符合IEC 60068-2-6标准)、抗冲击、耐盐雾(户外场景)、耐粉尘(工业环境)等性能,需匹配应用场景(如车规级需更高振动抗性)。

7. 特殊功能需求

导电 / 信号集成:部分场景需同时传输电信号(如温度传感器),需选带针脚的 “液电一体接头”;

轻量化:紧凑空间(如服务器、无人机)需选塑料壳体(如 PPS、PEEK)降低重量;

灭菌性:医疗场景需可高温灭菌(如316L不锈钢材质)。

 

二、选型步骤(分阶段落地)

1. 明确系统基础参数

冷却液类型:确定化学兼容性(如是否含腐蚀成分、是否为低沸点介质);

工况极限:最大工作压力、最高 / 最低温度、流量需求(通过系统热设计计算);

连接场景:插拔频率(高频 / 低频)、操作方式(手动 / 自动对接)、空间限制(尺寸、重量)。

2. 匹配接口与结构

接口类型:根据设备端预留接口(如G1/4 螺纹、φ8 快插)选择匹配接头;

断开方式:普通接头(允许微量漏液,成本低)或干式接头(无漏液,适合精密场景);

通路数量:单通路(简单回路)或多通路(集成进出液 / 信号,减少接头数量)。

3. 筛选材料与性能

壳体材料:不锈钢(耐腐、高强度,适合工业 / 户外)、黄铜(成本低,需防锈处理)、工程塑料(轻量化,适合低压场景);

密封圈材料:氟橡胶(耐化学性、耐高低温,通用优选)、丁腈橡胶(适合矿物油,成本低)、EPDM(耐水,不适合油类);

验证核心参数:确保额定压力≥系统压力 +余量,温度范围覆盖工况,流量满足散热需求。

4. 验证可靠性与适配性

参考行业标准:如符合ISO16028(流体连接器)、SAE J2044(车用冷却)等;

测试样品:在实际工况下(模拟压力、温度、振动)测试泄漏率、插拔顺畅性、长期使用后的密封性能;

成本与供应链:平衡性能与成本(如医疗 / 军工选高端品牌,工业通用可选性价比型号),确保供货稳定性。

总结:

选型的核心逻辑是 “工况匹配”:先明确系统的压力、温度、流量、冷却液类型等硬指标,再结合操作场景(插拔频率、是否允许漏液)和环境限制(空间、 振动),筛选材料、接口、结构均适配的型号,最终通过样品测试验证可靠性。

 

END

 

 

关于我们

北京汉深流体技术有限公司 是丹佛斯中国数据中心签约代理商。产品包括FD83全流量双联锁液冷快换接头(互锁球阀);液冷通用快速接头UQD & UQDB;OCP ORV3盲插快换接头BMQC;EHW194 EPDM液冷软管、电磁阀、压力和温度传感器。在人工智能AI、国家数字经济、东数西算、双碳、新基建战略的交汇点,公司聚焦组建高素质、经验丰富的液冷工程师团队,为客户提供卓越的工程设计和强大的客户服务,支持全球范围内的大批量交付。

公司产品涵盖:丹佛斯液冷流体连接器、EPDM软管、电磁阀、压力和温度传感器及Manifold。
未来公司发展规划:数据中心液冷基础设施解决方案厂家,具备冷量分配单元(CDU)、二次侧管路(SFN)和Manifold的专业研发设计制造能力。

- 针对机架式服务器中Manifold/节点、CDU/主回路等应用场景,提供不同口径及锁紧方式的手动和全自动快速连接器。
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About Us

Beijing Hansen Fluid Technology Co., Ltd. is an authorized distributor of Danfoss China, specializing in the data center industry. Our product portfolio includes Danfoss FD83 full-flow double-interlock liquid cooling quick-disconnect couplings (equipped with interlocking ball valves); universal liquid cooling quick-disconnect couplings UQD & UQDB; OCP ORV3 blind-mate quick-disconnect couplings BMQC; EHW194 EPDM liquid cooling hoses; solenoid valves; and pressure/temperature sensors. Amid the convergence of strategic trends such as artificial intelligence (AI), China’s national digital economy, the “Eastern Data and Western Computing” initiative, the “dual carbon” goals, and new infrastructure development, we are committed to building a high-caliber, experienced team of liquid cooling engineers. We deliver exceptional engineering design, robust customer service, and support global large-scale deployment.

Products: Danfoss liquid cooling fluid connectors, EPDM hoses, solenoid valves, pressure/temperature sensors, and manifolds.
Development Plan:Our goal is to become a leading provider of liquid cooling infrastructure solutions for data centers, with professional R&D, design, and manufacturing capabilities for cooling distribution units (CDUs), secondary fluid networks (SFNs), and manifolds.

- We offer manual and fully automatic quick-disconnect couplings in various calibers and locking mechanisms, suitable for scenarios such as Manifold/Node and CDU/Main Circuit in rack-mounted servers.
- For blade racks requiring high availability and density, we provide blind-mate connectors with floating functionality and automatic misalignment correction—enabling precise docking in confined spaces.
- Our newly developed universal liquid cooling quick-disconnect couplings UQD & UQDB (based on OCP standards) and OCP ORV3 blind-mate quick-disconnect couplings BMQC support global large-scale deployment.
- The new NVQD series of liquid cooling quick-disconnect couplings features a more compact design, including models NVQD02 (H20), NVQD03 (Blackwell B300, GB300), and NVQD04
- Our business range includes liquid-cooling servers, liquid cooling plates, CDU (Cooling Distribution Units), liquid cooling connectors, piping, manifold, liquid cooling pumps and valves, heat exchangers, cooling towers, leak detection systems, liquid cooling modules, filters, laser welding, cleanliness testing, and more.

 

 
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