數(shù)據(jù)中心液冷需求、技術(shù)及實(shí)際應(yīng)用

夏日炎炎，數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)全新升級(jí)，液冷散熱，讓服務(wù)器清涼一夏。本文將帶您一起探索數(shù)據(jù)中心液冷需求、技術(shù)及實(shí)際應(yīng)用。

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數(shù)據(jù)中心液冷需求

AI浪潮來(lái)襲，數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器部署的更多了。服務(wù)器變得更強(qiáng)了，也更熱了。有什么辦法，給服務(wù)器“物理降溫”嗎？ 根據(jù)國(guó)家對(duì)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能要求，全國(guó)范圍內(nèi)新建數(shù)據(jù)中心要求PUE（Power Usage Effectiveness，電源利用效率）＜1.2，而傳統(tǒng)的風(fēng)冷制冷方式已經(jīng)無(wú)法滿足數(shù)據(jù)中心的散熱需求，更加高效的液冷方案應(yīng)運(yùn)而生。特別在人工智能領(lǐng)域，隨著AI智算的需求爆發(fā)，液冷方案已經(jīng)成為AI數(shù)據(jù)中心的首選。

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數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)

液冷，顧名思義是利用液體冷卻發(fā)熱器件，達(dá)到制冷目的。在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用液冷技術(shù)，相較于傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)，具有以下突出優(yōu)勢(shì)：

冷卻效率高

從熱學(xué)原理上來(lái)說(shuō)，液體具有高導(dǎo)熱、高比熱容以及高相變潛熱的特性，具有更高散熱效率。同等條件下，水的比熱容是空氣的1000～3500倍，導(dǎo)熱率是空氣的15～25倍。 說(shuō)明比熱容則是指物質(zhì)吸收或釋放的熱量與其溫度變化之間的比值。潛熱是指物質(zhì)在相變過(guò)程（如冰化成水，水結(jié)成冰）中所吸收或釋放的熱量，當(dāng)物質(zhì)發(fā)生相變時(shí)，它吸收或釋放的熱量用于改變其狀態(tài)而不是溫度。

節(jié)能環(huán)保

在實(shí)際工程應(yīng)用中，液冷系統(tǒng)中沒(méi)有壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等高耗電器件，僅需要水泵、傳感器等少量耗電器件，能夠顯著降低PUE。

穩(wěn)定可靠

液冷系統(tǒng)中水泵、熱交換器、管道等器件，易于維護(hù)，穩(wěn)定可靠。 目前數(shù)據(jù)中心中液冷技術(shù)有直接式的和間接式液冷兩種，其中直接式又分為浸沒(méi)式和噴淋式兩種。

冷板式液冷

好比睡涼席，通過(guò)冷板貼在發(fā)熱器件上為發(fā)熱器件散熱。

浸沒(méi)式液冷

好比泡冷水澡，發(fā)熱器件完全“泡”在冷卻液中并通過(guò)直接接觸熱交換。

噴淋式液冷

好比沖淋浴，通過(guò)噴淋冷卻液方式為發(fā)熱器件散熱。

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數(shù)據(jù)中心液冷方案

數(shù)據(jù)中心液冷整體解決方案通常包括冷卻液、泵、熱交換器、管道等。冷卻液是液冷系統(tǒng)中的主要散熱介質(zhì)，通常采用水或其他冷卻劑。泵用于將冷卻液從一個(gè)位置輸送到另一個(gè)位置。熱交換器用于將熱量從電子設(shè)備中轉(zhuǎn)移到冷卻液中。管道用于將冷卻液輸送到需要散熱的電子設(shè)備中。 中興通訊的冷板式液冷解決方案，包括室外冷源、EDU（External Distribution Unit，外部分配單元）、CDU（Cooling Distribution Unit，冷量分配單元）、一/二次側(cè)管路、水處理裝置（自動(dòng)加藥裝置、定壓補(bǔ)水裝置）、液冷機(jī)柜、群控系統(tǒng)。

室外冷源

通常為閉式塔或干冷器，是液冷系統(tǒng)的外部冷量輸入來(lái)源。

EDU

位于室外冷源和CDU之間，是一次側(cè)循環(huán)的核心部件。EDU可集成水泵、自動(dòng)加藥裝置、定壓補(bǔ)水裝置和配套的控制傳感設(shè)備到一個(gè)結(jié)構(gòu)模塊中。EDU通過(guò)內(nèi)部的循環(huán)泵將一次側(cè)低溫工質(zhì)輸送到CDU，將CDU換熱后的高溫工質(zhì)輸送到室外冷源。EDU可根據(jù)CDU的負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)節(jié)一次側(cè)的循環(huán)流量，滿足CDU換熱需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。

一次側(cè)管路

包括管路和相應(yīng)閥門(mén)，一次側(cè)管路采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。連接CDU和EDU。

CDU

位于EDU和液冷機(jī)柜之間，是二次側(cè)循環(huán)的核心部件。CDU可集成換熱器、水泵及配套的控制傳感設(shè)備。CDU通過(guò)內(nèi)部的循環(huán)泵將二次側(cè)低溫工質(zhì)輸送到液冷機(jī)柜，將液冷機(jī)柜換熱后的高溫工質(zhì)輸送到EDU。CDU可根據(jù)液冷機(jī)柜內(nèi)服務(wù)器的負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)節(jié)二次側(cè)的循環(huán)流量，滿足服務(wù)器散熱需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。

二次側(cè)管路

包括管路和相應(yīng)閥門(mén)，二次側(cè)管路采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。連接CDU和液冷機(jī)柜。

液冷機(jī)柜

為液冷系統(tǒng)定制的服務(wù)器機(jī)柜。由機(jī)柜結(jié)構(gòu)件、manifold（分液器）、液冷軟管、快速接頭等組成。

群控系統(tǒng)

可對(duì)整個(gè)液冷系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，控制整個(gè)液冷系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的智能管理。

自動(dòng)加藥裝置

水處理裝置可在線監(jiān)測(cè)水質(zhì)并根據(jù)水質(zhì)變化向系統(tǒng)中自動(dòng)補(bǔ)充藥劑，保證水質(zhì)符合系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)要求。

定壓補(bǔ)水裝置

定壓補(bǔ)水裝置可通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)水/排水維持壓力在設(shè)定的范圍內(nèi)，保證管路壓力穩(wěn)定。

審核編輯：彭菁