數(shù)據(jù)中心液冷技術是解決高密度算力散熱難題的關鍵方案，尤其在AI、云計算和超算場景中逐步成為主流。

液冷技術的分類與原理

冷板式液冷（間接液冷）

原理：通過金屬冷板直接接觸CPU/GPU等發(fā)熱部件，液體在冷板內(nèi)部流動帶走熱量。

優(yōu)勢：兼容現(xiàn)有服務器架構(gòu)，改造成本低，適合局部高熱部件散熱。

浸沒式液冷（直接液冷）

原理：將服務器完全浸沒在絕緣冷卻液中（如氟化液或礦物油），通過液體沸騰/循環(huán)散熱。

優(yōu)勢：散熱效率提升50倍，支持單機柜100kW以上功率密度，噪音降低90%。

噴淋式液冷

原理：精準噴射冷卻液至熱源表面，通過蒸發(fā)吸熱。

優(yōu)勢：靈活適配異構(gòu)計算設備，適合邊緣數(shù)據(jù)中心。

從國內(nèi)的液冷市場來說，冷板式液冷（間接液冷）目前是市場的主流方式。具體原因為，系統(tǒng)簡潔，操作簡單，維護方便，同時冷卻速率能滿足目前算力的要求。冰河冷媒的水基冷卻液具有較高的導熱系數(shù)，具有較多的應用案例，防腐性能優(yōu)秀，是冷板系統(tǒng)的一個優(yōu)選冷媒。根據(jù)多個數(shù)據(jù)中心的運行數(shù)據(jù)分析，PUE的運行值一般在1.1~1.2之間，跟室外換熱側(cè)是能耗的重點區(qū)，運行過程需要進行調(diào)節(jié)，超過1.2的此系統(tǒng)可以尋找可以節(jié)能的點。

隨著數(shù)據(jù)中心算力的提升，冷卻需求會越來越高，冷板的上限必然不能滿足要求，因此需要浸沒式液冷（直接液冷），相變液冷：細分析主要原因是冷卻過程為沸騰換熱，傳熱系數(shù)高于液體對流，同時沸騰過程液體溫度不變，通過相變潛熱帶走大量熱量。非相變液冷：通過液體浸泡芯片，循環(huán)液體通過冷媒的溫差帶走熱量，換熱量有限，直接接觸式有一定的電導率和擊穿電壓要求，主要產(chǎn)品為油基冷媒，導熱系數(shù)低，比熱小，服務器機柜的流通面積大，芯片表面冷媒流動速度小，實際換熱效果甚至不如冰河冷媒冷板換熱系統(tǒng)。因此浸沒式液冷相變換熱系統(tǒng)是未來的方向。通過市場的應用案例分析，相變液冷的PUE在1~1.15之間。這個PUE范圍較寬，在1.1以內(nèi)主要是一些輸送范圍小，尤其是單體設備的系統(tǒng)，例如集裝箱式，輸送能耗低，甚至可以靠芯片的熱驅(qū)動運行，PUE可以 做到1.05以內(nèi)。

噴淋式液冷目前主要以油基冷媒為主，整體PUE跟直接浸沒液冷相似。但對設備分液要求較高，要預防死區(qū)，造成設備燒毀故障。從傳熱學角度看，噴淋的液體更爆，換熱熱阻小，換熱能力強，理論換熱效率會高。尤其采用相變式換熱冷媒，膜態(tài)沸騰，傳熱系數(shù)更高，但目前的技術和思路并沒有發(fā)展到這塊。因此這個不是一個主流發(fā)展方向。有感興趣的機構(gòu)可以嘗試，相變噴淋液冷效率比浸末相變效率更高。

數(shù)據(jù)中心液冷形式多樣化，但每一種系統(tǒng)都有存在的合理性。因此PUE的高低更多的是落在了數(shù)據(jù)中心后期的運營上，需要懂系統(tǒng)，優(yōu)化節(jié)能運營思路。發(fā)揮系統(tǒng)最優(yōu)的狀態(tài)。