AI服务器液冷系统需要哪些流体连接产品？软管、接头与快速接头解析

一、AI服务器液冷系统为什么需要专业流体连接产品？

AI服务器液冷系统需要专业的流体连接产品，是因为冷却液必须在CDU、Manifold、液冷软管、快速接头和冷板之间稳定循环，并同时满足流量、压力、密封、洁净度和维护要求。

随着AI芯片、GPU和高性能计算设备的功率密度不断提高，液冷系统逐渐从辅助散热结构转变为数据中心基础设施的重要组成部分。

在直接到芯片液冷系统（Direct-to-Chip Liquid Cooling）中，冷却液通常需要经过以下路径：

CDU → 供液管路 → Manifold → 液冷软管 → 快速接头 → 冷板 → 回液软管 → 回液Manifold → CDU

这条路径中的每一个连接位置，都可能影响整个系统的运行效果。

例如：

• 软管影响冷却液输送和安装柔性；

• 普通接头负责管路之间的固定连接和方向转换；

• Manifold负责冷却液分配和回收；

• 快速接头负责服务器、冷板和机柜管路的快速拆装；

• 密封件负责长期防止冷却液泄漏；

• 阀门负责流量控制和局部隔离。

因此，AI服务器液冷系统不能只关注冷板或CDU的性能，还需要对整个流体连接链路进行匹配。

二、AI服务器液冷系统中有哪些主要流体连接产品？

AI服务器液冷系统中的主要流体连接产品包括液冷软管、刚性管路、管接头、转接接头、Manifold、普通快速接头、UQD、LQC、盲插式接头、阀门和密封件。

不同产品承担的任务不同，不能简单互相替代。

在实际项目中，产品类型应根据液冷系统架构、流量需求、安装空间和维护策略确定。

三、液冷软管：AI服务器液冷系统的柔性输送部件

液冷软管主要负责在CDU、Manifold、服务器和冷板之间输送冷却液，并通过柔性结构适应机柜内部的复杂安装空间。

AI服务器内部通常集成多个GPU、CPU、高速网络芯片和其他高功率器件，液冷管路需要在有限空间内完成供液和回液。

相比完全固定的刚性管路，液冷软管具有以下特点：

• 柔韧性较好；

• 便于设备安装和拆卸；

• 可吸收一定安装偏差；

• 适合狭窄空间布置；

• 便于连接活动设备；

• 可根据需求加工成不同长度和接口形式。

1. 液冷软管的主要应用位置

液冷软管常见于以下位置：

CDU与Manifold之间

CDU与机柜Manifold之间的软管主要承担较大流量的供液和回液任务。

这一位置通常需要关注：

• 流量能力；

• 管径；

• 工作压力；

• 连接尺寸；

• 压力损失；

• 软管长度；

• 维护空间。

Manifold与服务器之间

Manifold与服务器之间的软管主要用于向不同服务器或计算节点分配冷却液。

该区域通常空间更紧凑，对软管的柔韧性、弯曲半径和连接便利性要求更高。

服务器与冷板之间

服务器内部软管主要连接冷板、冷却模块和服务器接口，需要兼顾紧凑布置、低压降和可靠密封。

2. 液冷软管需要关注哪些性能？

液冷软管选型时，不能只看外径和额定压力，还需要综合考虑：

• 冷却液类型；

• 工作温度；

• 工作压力；

• 流量；

• 内径；

• 压力损失；

• 最小弯曲半径；

• 抗扭结能力；

• 低渗透性；

• 材料洁净度；

• 阻燃性能；

• 与接头的匹配方式；

• 长期循环寿命。

对于使用去离子水、水-乙二醇或水-丙二醇的液冷系统，软管内胶和增强层需要根据实际冷却液配方进行兼容性验证。

并不是所有EPDM、硅胶或其他橡胶软管都适用于所有液冷介质，材料选择必须结合实际配方、浓度、温度和使用寿命进行确认。

四、液冷管接头：完成管路固定连接与方向转换

液冷管接头主要用于连接软管、刚性管、Manifold、CDU、冷板和阀门，并实现管路的固定、转向、分支和接口转换。

常见液冷接头包括：

• 直通接头；

• 90°弯头；

• 45°弯头；

• 三通接头；

• 四通接头；

• 螺纹转接头；

• 卡套接头；

• 软管倒钩接头；

• 法兰接头；

• 隔板接头；

• 变径接头。

1. 直通接头

直通接头用于连接两个同轴或近似同轴的管路，适合供液、回液和设备接口之间的直线连接。

其优势是结构相对简单，流道较直接，适合对压力损失有要求的液冷回路。

2. 弯头接头

弯头接头用于改变液冷管路方向，可以减少软管过度弯曲和安装应力。

在AI服务器机柜中，弯头常用于：

• Manifold侧向出管；

• CDU接口转向；

• 冷板进出口布置；

• 服务器后部狭窄空间；

• 管路与面板之间的连接。

不过，弯头过多或内部流道设计不合理，也可能增加局部压力损失。

3. 三通与分支接头

三通接头用于将一条管路分为两条支路，或将两条回液支路汇合为一条主管。

但在高密度AI机柜中，如果需要连接多个服务器，通常更适合使用专门设计的Manifold，而不是简单叠加多个三通接头。

4. 螺纹转接接头

螺纹转接接头用于解决不同设备、管路和连接标准之间的接口转换问题。

常见形式可能包括：

• NPT；

• BSPP；

• ORB；

• 公制螺纹；

• UNF；

• 管端转螺纹；

• 螺纹转软管倒钩；

• 螺纹转卡套。

实际使用时，需要确认螺纹标准、密封方式、接口尺寸和工作压力。

不同螺纹标准不能仅凭外观判断是否可以直接连接，必须确认螺距、牙型、密封形式和配套规格。

五、Manifold：AI服务器液冷系统的流体分配中心

Manifold主要负责将CDU输出的冷却液分配到多个服务器或冷板回路，并集中收集各支路的回液。

在高密度AI机柜中，一台机柜可能包含多个液冷服务器，每台服务器又可能包含多个GPU或CPU冷板。

如果每个服务器都单独连接CDU，管路会变得复杂，安装和维护难度也会增加。

Manifold可以将多个供液和回液支路集中管理。

典型结构为：

CDU供液 → 供液Manifold → 多个服务器支路

以及：

多个服务器回液支路 → 回液Manifold → CDU回液

1. Manifold的主要功能

Manifold通常承担以下任务：

• 供液分配；

• 回液集中；

• 多支路连接；

• 流量平衡；

• 支路隔离；

• 设备维护；

• 管路整齐布置；

• 系统扩展。

2. Manifold设计需要关注什么？

Manifold选型和设计需要考虑：

• 进出口数量；

• 主管口径；

• 支路口径；

• 目标流量；

• 工作压力；

• 工作温度；

• 材料兼容性；

• 内部流道；

• 压力损失；

• 安装方式；

• 维护空间；

• 与UQD或其他接头的匹配。

Manifold不仅是一个多通道接头集合，其内部流道设计和支路分配能力会直接影响液冷系统的流量均匀性和压力损失。

六、液冷快速接头：支持服务器快速安装与维护

液冷快速接头用于在不需要完全拆解管路的情况下，实现服务器、冷板、Manifold和CDU之间的快速连接与断开。

AI服务器需要进行：

• 服务器更换；

• GPU维护；

• 冷板更换；

• 机柜升级；

• 管路检修；

• 设备调试；

• 液冷模块扩容。

如果所有管路都采用永久固定连接，维护时可能需要排空较大范围的冷却液。

快速接头可以在指定位置形成可维护的连接节点。

1. 普通快速接头

普通快速接头适用于需要快速连接和断开的液冷管路。

选型时需要关注：

• 插拔方式；

• 是否带自动截止阀；

• 是否双侧截止；

• 工作压力；

• 工作温度；

• 流量能力；

• 压力损失；

• 密封材料；

• 连接寿命；

• 防误脱结构；

• 安装空间。

2. 双侧自动截止结构

双侧自动截止快速接头在公头和母头断开时，可以分别关闭两侧流道，从而减少冷却液流失和空气进入系统的风险。

这类结构尤其适合：

• 服务器维护；

• 冷板更换；

• 机柜支路隔离；

• CDU模块更换；

• 需要降低冷却液损失的系统。

但“低泄漏”或“低残液”性能必须以具体产品结构、测试条件和技术文件为准，不能仅凭产品名称判断。

3. 盲插式快速接头

盲插式快速接头适用于服务器托盘或机柜内部可视空间有限的连接场景，可以在设备推入机柜时完成连接。

其设计通常需要考虑：

• 自对准能力；

• 插入力；

• 安装公差；

• 连接深度；

• 面板固定；

• 防误插；

• 断开维护空间；

• 连接后的机械负荷。

对于高密度AI机柜，盲插式接头可以提高模块化部署和维护效率，但必须与服务器结构、Manifold位置和安装公差共同设计。

七、UQD是什么？适合安装在哪里？

UQD（Universal Quick Disconnect）是面向数据中心液冷应用的通用快速断开接头技术方向，主要用于服务器、冷板、Manifold和液冷管路之间的快速连接。

UQD通常具有以下应用特点：

• 适用于数据中心液冷系统；

• 支持快速连接和断开；

• 可用于服务器和机柜液冷接口；

• 关注高流量和低压降；

• 需要满足冷却液兼容性；

• 通常强调低泄漏或低残液设计；

• 可根据系统要求配置不同接口形式。

OCP推动的液冷连接标准体系中，UQD主要面向机柜内部和服务器侧的液冷连接。相关液冷连接资料也将UQD与冷板、Manifold、服务器节点等连接位置联系起来。<Cite refs={["turn0search1","turn0search4","turn0search9"]} />

1. UQD常见安装位置

UQD可能安装在：

• 液冷软管与服务器之间；

• 液冷软管与冷板之间；

• 服务器与Manifold之间；

• 服务器供液和回液接口；

• 机柜内部液冷支路；

• 部分CDU或设备接口。

具体位置取决于系统架构和维护策略。

2. UQD选型不能只看接口尺寸

UQD选型需要同时考虑流量、压力损失、工作压力、工作温度、密封材料、连接寿命和安装空间。

重点参数包括：

• 公称尺寸；

• 额定流量；

• 流量系数Cv；

• 压力损失；

• 最大工作压力；

• 试验压力；

• 工作温度；

• 密封材料；

• 连接方式；

• 插拔寿命；

• 断开残液；

• 颜色识别；

• 防误连接结构。

UQD内部流道会产生一定阻力，因此即使接头的额定压力满足要求，也不代表其流量性能一定满足系统要求。

液冷快速接头是液冷回路的一部分，必须将接头压降纳入整个系统的水力计算。

八、LQC与UQD有什么区别？

UQD通常更多用于服务器和机柜内部的液冷快速连接，而LQC等大流量快速接头通常更适合CDU与机柜Manifold之间的较大流量连接。

需要注意的是，具体分类会因厂商、标准版本和项目架构而有所不同，不能只根据名称判断实际用途。

CPC的液冷连接资料指出，CDU到Manifold的连接位置通常承受较高流量，因此需要特别关注连接器的流量能力和压力损失。<Cite refs={["turn0search12","turn0search5"]} />

简单理解：

UQD更偏向服务器和机柜内部连接，LQC或大流量接头更偏向CDU与机柜主管连接。

但最终仍应以实际液冷系统设计和产品技术文件为准。

九、液冷接头为什么会影响系统压力损失？

液冷接头会因内部流道、阀芯、弯曲结构和局部收缩产生压力损失，因此接头数量和结构会影响整个液冷回路的流量能力。

液冷系统总压力损失通常包括：

总压降 = 软管压降 + 接头压降 + 快速接头压降 + Manifold压降 + 冷板压降 + 阀门压降 + 其他局部压降

例如，一条典型液冷支路可能包含：

• 供液软管；

• 两个快速接头；

• 一个弯头；

• 一个Manifold支路；

• 一个冷板；

• 一个回液Manifold；

• 两个回液接头；

• 回液软管。

这些部件都会对冷却液流动产生影响。

如果接头内部流道较小，可能造成：

• 流量下降；

• 泵功耗增加；

• 冷板入口流量不足；

• 支路之间流量不均；

• 芯片温度升高；

• 系统调试难度增加。

因此，AI服务器液冷系统选型时应重点关注：

• 接头额定流量；

• Cv值；

• 压降曲线；

• 软管内径；

• 冷板流量要求；

• CDU泵能力；

• 支路长度；

• 接头数量。

高流量液冷系统不能只比较接头的外观尺寸，而应结合实际流量和压降曲线进行选择。

十、液冷连接产品如何降低泄漏风险？

液冷连接产品降低泄漏风险，需要同时控制材料兼容性、密封结构、连接可靠性、安装工艺和运行监测。

1. 材料兼容性

液冷系统可能使用：

• 去离子水；

• 水-乙二醇；

• 水-丙二醇；

• 氟化液；

• 其他专用冷却介质。

因此，软管内胶、接头金属、塑料件和密封件都需要与实际介质匹配。

需要关注：

• 溶胀；

• 老化；

• 腐蚀；

• 析出物；

• 渗透；

• 密封性能变化；

• 长期循环稳定性。

2. 密封结构

常见密封结构包括：

• O形圈；

• 平面密封；

• 锥面密封；

• 卡套密封；

• 端面密封；

• 快速接头阀芯密封。

不同密封结构适用于不同的压力、温度和安装条件。

3. 防误连接设计

供液和回液接口可以通过以下方式进行区分：

• 不同颜色；

• 不同接口尺寸；

• 不同键位；

• 防错结构；

• 标签和方向标识。

这样可以降低供液、回液接反的风险。

4. 连接和断开测试

液冷接头需要根据实际产品要求进行：

• 密封测试；

• 压力测试；

• 插拔寿命测试；

• 流量测试；

• 压降测试；

• 断开残液测试；

• 振动测试；

• 温度循环测试；

• 冷却液兼容性测试。

相关液冷连接资料也将额定流量、压降、连接寿命、断开残液、锁止结构和密封兼容性列为快速接头的重要选型因素。<Cite refs={["turn0search7","turn0search2"]} />

十一、AI服务器液冷连接产品如何进行系统化选型？

AI服务器液冷连接产品应按照“冷却液—流量—压力—温度—接口—空间—维护方式”的顺序进行系统化选型。

第一步：确认冷却液

需要明确：

• 冷却液名称；

• 化学组成；

• 混合浓度；

• 添加剂；

• 供液温度；

• 回液温度；

• 是否为去离子水；

• 是否为乙二醇或丙二醇混合液；

• 是否为氟化液。

第二步：确认流量

需要确定：

• 单台服务器流量；

• 单个GPU或CPU冷板流量；

• 单个机柜总流量；

• CDU总流量；

• 各支路流量平衡要求。

第三步：确认压力和压降

需要确认：

• 正常工作压力；

• 最大工作压力；

• 系统设计压力；

• 泵出口压力；

• 允许压降；

• 冷板压降；

• 软管和接头压降；

• 快速接头压降。

第四步：确认安装空间

需要测量：

• 软管长度；

• 最小弯曲半径；

• 接头外形尺寸；

• 插拔空间；

• 设备移动方向；

• Manifold安装位置；

• 服务器维护空间。

第五步：确认连接方式

需要确定：

• 螺纹连接；

• 卡套连接；

• 软管倒钩连接；

• 压接连接；

• 快速接头；

• UQD；

• LQC；

• 盲插式接头；

• 法兰连接。

第六步：确认维护策略

需要明确：

• 是否需要单台服务器独立隔离；

• 是否允许带压维护；

• 是否需要低残液结构；

• 是否需要盲插；

• 是否需要频繁插拔；

• 是否需要颜色识别；

• 是否需要防误连接。

十二、上海存简流体液冷连接产品的应用方向

上海存简流体技术有限公司可围绕AI服务器和数据中心液冷系统中的软管输送、管路连接及快速拆装需求，提供液冷软管、液冷防火软管、超柔液冷软管和液冷快速接头等产品。

1. LCH系列数据中心液冷软管

LCH系列液冷软管主要面向数据中心、半导体设备和高性能计算液冷应用。

产品选型重点包括：

• 高纯EPDM内胶；

• 良好的柔韧性；

• 冷却液兼容性；

• 适合机柜内部管路布置；

• 可根据系统要求配置增强结构；

• 可用于供液和回液管路。

2. LCH-SD液冷防火软管

LCH-SD系列适用于对液冷介质兼容性、柔韧性和阻燃性能有要求的应用场景。

可考虑的应用位置包括：

• CDU与Manifold之间；

• Manifold与服务器之间；

• 服务器冷板连接；

• 机柜液冷支路；

• 高密度计算设备液冷管路。

3. LCH-SDS超柔液冷软管

LCH-SDS系列强化了柔性和弯曲适应能力，适合：

• 服务器内部狭窄空间；

• GPU冷板附近；

• Manifold支路；

• 需要频繁维护的液冷连接位置；

• 对软管弯曲半径有要求的机柜环境。

4. UQD液冷快速接头

UQD系列可用于液冷软管、服务器、Manifold和冷板之间的快速连接。

实际选型时需要确认：

• 接口尺寸；

• 额定流量；

• 工作压力；

• 工作温度；

• 密封材料；

• 冷却液兼容性；

• 插拔寿命；

• 压力损失；

• 安装方向；

• 是否需要防误连接。

液冷软管与UQD快速接头应作为匹配组件进行选型，而不建议完全独立选择。

十三、AI服务器液冷系统的典型连接结构

AI服务器液冷系统可以按照“CDU大流量连接、Manifold分配、服务器支路连接、冷板换热”四个层级进行设计。

1. CDU到Manifold

典型结构：

CDU → 大口径管路或液冷软管 → LQC/大流量快速接头 → Manifold

主要关注：

• 大流量；

• 低压降；

• 可靠密封；

• 管路固定；

• 维护隔离；

• 接口尺寸。

2. Manifold到服务器

典型结构：

Manifold → 支路软管 → UQD/快速接头 → 服务器液冷接口

主要关注：

• 支路流量；

• 软管柔韧性；

• 接头尺寸；

• 快速维护；

• 供回液识别；

• 防误连接。

3. 服务器到冷板

典型结构：

服务器接口 → 液冷软管或刚性管 → UQD/紧凑型接头 → GPU/CPU冷板

主要关注：

• 紧凑结构；

• 低压降；

• 低残液；

• 可靠密封；

• 安装空间；

• 芯片冷板流量要求。

4. 冷板回液到CDU

典型结构：

冷板 → 回液接头 → 回液软管 → 回液Manifold → CDU

主要关注：

• 回液顺畅；

• 管路压降；

• 支路流量平衡；

• 软管弯曲；

• 接头密封；

• 维护隔离。

十四、总结：液冷连接产品决定了系统的输送、连接与维护能力

AI服务器液冷系统需要软管、管接头、Manifold、快速接头、UQD、LQC、阀门和密封件等多种流体连接产品共同完成冷却液循环。

其中：

• 液冷软管负责冷却液输送和柔性布置；

• 普通接头负责固定连接、转向和接口转换；

• Manifold负责多支路供液分配和回液集中；

• UQD负责服务器和机柜内部的快速连接与断开；

• LQC或大流量接头适合较大流量的CDU与Manifold连接；

• 盲插式接头适合服务器托盘和狭窄机柜空间；

• 阀门负责流量控制和局部隔离；

• 密封件负责长期防止冷却液泄漏。

液冷连接产品的选型不能只看产品名称、接口尺寸或额定压力，还需要综合评估：

冷却液兼容性 + 流量 + 压降 + 工作压力 + 工作温度 + 弯曲半径 + 密封性能 + 安装空间 + 维护方式。

对于AI服务器和高密度数据中心而言，软管、接头和快速接头应被视为完整液冷回路的一部分进行设计。

上海存简流体技术有限公司可围绕数据中心液冷软管、液冷防火软管、超柔液冷软管和液冷快速接头等产品，为AI服务器、高性能计算设备及数据中心液冷系统提供流体连接产品与应用支持。

FAQ：AI服务器液冷连接产品常见问题

1. AI服务器液冷系统需要哪些流体连接产品？

AI服务器液冷系统通常需要液冷软管、管接头、Manifold、快速接头、UQD、LQC、阀门和密封件等流体连接产品。

2. 液冷软管在AI服务器中有什么作用？

液冷软管主要负责在CDU、Manifold、服务器和冷板之间输送冷却液，并适应机柜内部的柔性安装需求。

3. UQD是什么？

UQD是面向数据中心液冷应用的通用快速断开接头技术方向，主要用于服务器、冷板、Manifold和液冷管路之间的快速连接与断开。

4. UQD和普通接头有什么区别？

UQD主要用于快速连接、断开和设备维护，而普通接头主要用于固定连接、方向转换和接口适配。

5. UQD和LQC有什么区别？

UQD通常更多用于服务器和机柜内部连接，LQC或大流量快速接头通常更适合CDU与Manifold之间的较大流量连接。

6. Manifold在液冷系统中有什么作用？

Manifold主要负责将CDU供液分配到多个服务器，并集中收集各服务器的回液。

7. 液冷快速接头会影响散热性能吗？

液冷快速接头会通过内部流道产生压力损失，因此其流量能力和压降会影响液冷系统的实际运行效果。

8. 液冷软管和快速接头需要一起选型吗？

液冷软管和快速接头建议作为匹配组件进行选型，以确保接口尺寸、密封方式、流量、压力和安装空间相互适配。

9. 液冷连接产品如何降低泄漏风险？

液冷连接产品需要通过材料兼容性验证、可靠密封结构、正确安装、压力测试、插拔寿命测试和运行监测降低泄漏风险。

10. AI服务器液冷软管选型需要考虑什么？

AI服务器液冷软管选型需要考虑冷却液类型、工作温度、工作压力、流量、内径、压降、弯曲半径、洁净度和接头匹配性。