近年來，國(guó)家政策對(duì)數(shù)據(jù)中心PUE值(電能使用效率)限制的不斷縮緊，PUE是國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)中心普遍接受和采用的一種衡量數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能效的指標(biāo)。PUE=數(shù)據(jù)中心總耗電/IT設(shè)備耗電，用于計(jì)算在提供給數(shù)據(jù)中心的總電能中，有多少電能是真正應(yīng)用到IT設(shè)備上，通常來說，PUE值越接近1越節(jié)能，PUE值越大，表明制冷和供電等配套基礎(chǔ)設(shè)施所消耗的電能越大。
綠色雙碳背景下，政策已經(jīng)不是第一次對(duì)高PUE值IDC進(jìn)行限制。隨著多地?cái)?shù)據(jù)中心陸續(xù)完成接入用能監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)中心低碳運(yùn)營(yíng)方向愈發(fā)確定。暖通設(shè)備對(duì)能耗至關(guān)重要，先進(jìn)制冷投資機(jī)遇凸顯。
現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)中心承擔(dān)了大量數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)，這對(duì)系統(tǒng)性能穩(wěn)定度的要求與日俱增。為了提供更高能效來滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，服務(wù)器乃至機(jī)房的散熱就成為關(guān)鍵。而對(duì)解決“高熱密度數(shù)據(jù)中心散熱”問題方面，比起傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)來說，更具備優(yōu)勢(shì)的，就是當(dāng)前業(yè)界最流行的液冷技術(shù)，它不僅降溫快、能耗低，并且還是最環(huán)保的。
機(jī)房空調(diào)產(chǎn)生的能耗占數(shù)據(jù)中心總能耗的40%，從制冷端著手是降能耗的最有效方式，以間接蒸發(fā)制冷、液冷、海水冷卻等為代表的先進(jìn)技術(shù)能大幅降低PUE水平，展望未來5年將迎來較大機(jī)遇。
液冷技術(shù)作為降低PUE值的公認(rèn)利器，已成行業(yè)焦點(diǎn)技術(shù)。雖然很多數(shù)據(jù)中心仍使用制冷機(jī)組和風(fēng)扇的傳統(tǒng)方式來冷卻電腦硬件，但相比風(fēng)冷，液冷技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，包括：
熱量帶走更多：同體積液體帶走熱量是同體積空氣3000倍；
溫度傳遞更快：液體導(dǎo)熱能力是空氣25倍；
噪音品質(zhì)更好：同等散熱水平時(shí)，液冷系統(tǒng)噪音比風(fēng)冷噪音降低10~15dBA；
耗電節(jié)能更?。阂豪湎到y(tǒng)約比風(fēng)冷系統(tǒng)節(jié)電30%。
液冷主要分為以下三種。
（1）間接接觸型：冷卻液體不直接與發(fā)熱器件接觸，主要發(fā)熱器件固定在冷板上，依靠流經(jīng)冷板的液體在設(shè)計(jì)好的液冷散熱器內(nèi)流動(dòng)，通過循環(huán)將熱量帶走的冷卻方式。按照有無相變又分為：?jiǎn)蜗嚅g接液冷；兩相間接液冷。
（2）直接接觸式：將散熱部件（單板&芯片）直接浸沒在不導(dǎo)電液體中，利用液體蒸發(fā)將散熱部件釋放熱量帶走的一種散熱方式。
這最主要的就是浸沒式液冷，顧名思義是將發(fā)熱元件浸沒在冷卻液中，依靠液體的流動(dòng)循環(huán)帶走IT設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱量。浸沒式液冷是典型的直接接觸型液冷，目前比較流行的方式是將服務(wù)器浸沒在特殊設(shè)計(jì)的箱體中。浸沒式液冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為兩部分，沸騰池和冷卻塔。
其中，沸騰池屬于整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，由被散熱部件（服務(wù)器）、沸騰箱、氟化液、冷凝器組成。蒸發(fā)器，散熱風(fēng)扇，冷卻泵以及控制系統(tǒng)組成。主要作用為將系統(tǒng)熱量最終釋放到自然環(huán)境中。
將電子設(shè)備浸沒在“達(dá)到一定溫度可發(fā)生相變”的氟化液箱體中，氟化液受熱沸騰變?yōu)檎羝?，蒸汽上升遇到機(jī)箱上部冷凝器而冷凝變成液體，冷凝器外接液冷源進(jìn)行換熱，將熱量傳遞到外界，反復(fù)循環(huán)。通過氟化液在機(jī)箱內(nèi)循環(huán)和冷凝器內(nèi)乙二醇水溶液的外循環(huán)（雙循環(huán)系統(tǒng)），對(duì)服務(wù)器、芯片散熱冷卻實(shí)現(xiàn)溫度管控，保證服務(wù)器運(yùn)行穩(wěn)定性和壽命。
（3）噴淋冷卻：其主要特點(diǎn)是無腐蝕性的冷卻液直接通過服務(wù)器機(jī)箱上的噴淋板，噴射到發(fā)熱設(shè)備表面或與其接觸的延伸表面。吸收的熱量被轉(zhuǎn)移并與大型冷卻源的外部環(huán)境交換，從而達(dá)到控制系統(tǒng)的目標(biāo)溫度。
發(fā)改委、工信部等四部門印發(fā)的最新文件要求到2025年，大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE值降到1.3以下，而液冷可將PUE值降低至1.1左右，完全能夠達(dá)到政策要求。此外，液冷可以解決高密度散熱問題，節(jié)約建設(shè)成本，同時(shí)還具備靜音低噪、易于選址的優(yōu)勢(shì)，更能適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢(shì)。
據(jù)國(guó)外調(diào)研機(jī)構(gòu)ResearchAndMarkets數(shù)據(jù)顯示，到2023年，全球液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)45.5億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)27.7%。據(jù) Uptime Institute 發(fā)布的《2020 全球數(shù)據(jù)中心調(diào)查報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，全球 71％的數(shù)據(jù)中心平均功率密度低于 10 kW /機(jī)架，只有 16％的數(shù)據(jù)中心平均功率密度高于 20 kW/機(jī)架。目前，液冷數(shù)據(jù)中心主要受限于成本，而根據(jù)測(cè)算，單機(jī)柜密度達(dá)到20kw時(shí)，液冷與風(fēng)冷建設(shè)成本可持平。隨著未來數(shù)據(jù)中心功率密度的上升，液冷數(shù)據(jù)中心有望得到更大規(guī)模推廣。
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