如何应对高算力需求?液冷技术助力数据中心升级(下期)

发布于: 2025-07-17 08:55

大家好!上期我们详细介绍了液冷技术中的冷板式液冷,本期我们将继续深入了解另一种主流液冷形式——浸没式液冷的工作原理与技术优势。为了帮助大家更好的理解,我们先来快速回顾一下液冷技术的主要分类:

①直接接触式液冷:冷却液与芯片直接接触,包括单相浸没式液冷、相变浸没式液冷(两相浸没式液冷)和喷淋式液冷。

②间接接触式液冷:冷却液通过冷板间接带走热量,不与芯片直接接触,主要包括单相冷板式液冷和相变冷板式液冷。

 

1.什么是浸没式液冷?

浸没式液冷是一种将发热电子元件直接浸没在冷却液中进行热交换的技术。根据冷却液是否发生相变,可分为单相浸没式液冷和相变浸没式液冷(两相浸没式液冷)两大类。

 

2.浸没式液冷的工作原理

①单相浸没式液冷:单相浸没式液冷通常采用高沸点冷却液,例如碳氢化合物(矿物油、植物油等)或硅基油。这类冷却液在循环过程中始终保持液态,不发生相变,因此被称为“单相”液冷。

该系统的运行核心是冷量分配单元(Coolant Distribution Unit,CDU),由液泵、板式换热器、过滤器、电磁阀、流量计、温度与压力传感器以及管路等组成。

其中,液泵为系统提供循环动力,驱动冷却液在密闭的TANK腔体内流动,吸收电子元器件产生的热量。携带热量的冷却液随后进入CDU,与来自室外一次侧冷却系统的低温液体进行热交换,完成散热后重新返回TANK腔体,实现持续高效的循环冷却过程。

 

▲单相浸没式液冷

 

②相变浸没式液冷:相变浸没式液冷通常采用低沸点冷却液(氟化液等)。在循环散热过程中,冷却液会经历从液态到气态、再由气态冷凝为液态的相变过程,从而实现高效换热。

冷却液被密封在浸没腔体内,吸收IT设备产生的热量后温度升高,达到沸点后开始沸腾,由液态转化为气态,形成大量蒸汽。蒸汽上升至液面上方,在腔体内形成气相区。气相中的冷却液蒸汽与水冷冷凝器接触后释放热量,冷凝为液态,并以液滴形式回落至腔体中继续循环。而冷凝器中被加热的冷却水则通过一次侧循环系统排出热量。

 

▲相变浸没式液冷

 

3.浸没式液冷的技术优势

高效能:冷却液导热性能远优于空气,可大幅降低数据中心PUE值。根据官方数据显示,全球大型数据中心平均PUE值为1.57,而采用浸没式液冷的PUE值普遍低于1.1;

高密度部署: 浸没式液冷可支持单机架功率达100kW甚至200kW以上,远高于传统风冷系统所能支持的10~15kW,充分满足高性能计算场景需求。

高可靠性:IT设备完全浸没在冷却液中,能有效隔离灰尘、湿气和振动等外界干扰,运行稳定的同时还能降低设备噪音和故障率。

节水节能:冷却液能在高温环境下稳定运行(温度最高可达45℃),充分利用自然冷却资源,减少水资源消耗和碳排放,推动数据中心向绿色可持续方向发展。

 

*PUE值(能源使用效率)是衡量数据中心能源效率的关键指标。PUE值越接近1.0,表示数据中心的能源利用效率越高,浪费的能量越少。

 

随着算力需求的快速增长,数据中心对高效散热方案的需求也越来越高。浸没式液冷凭借其高效能、高可靠性、节水节能等优势,正逐步成为新型数据中心建设的重要技术方向,为打造绿色、智能的数据中心生态体系提供了有力支撑。

 

  • toolbar
    联系方式:+8615068109166
  • toolbar
    邮箱:tianxx@ferrotec.com.cn
  • toolbar
    toolbar
  • toolbar
    返回顶部