液冷技术在绿色数据中心里的研究与应用

4月19日微软公司对媒体披露，他们在位于华盛顿州昆西市的Azure数据中心采用了一种利用超低温度下沸腾的液体来实现数据中心制冷效果的“两相浸入式冷却技术”。

白皮书：绿色、环保

液冷，是最近一段时间出现的IDC热门词汇。

虽说现行的数据中心制冷系统大部分依然采用的是空调和新风置换技术，但基于液体的冷却系统所具备的潜力更显而易见。

对于数据中心来说，液冷系统要更绿色、更环保，更有利于实现环境温湿度的控制。

在今年年初中国IDC产业年度盛典的液冷科技分论坛上，正式发布了《中国液冷数据中心发展白皮书》，为今后的绿色数据中心发展指明了一条道路。

《白皮书》指出，目前液冷技术逐渐成为IDC数据中心在制冷系统建设上扮演的重要角色，为数据中心绿色化建设提供了新的发展解决思路；同时，《白皮书》显示，液冷技术对于当前数据中心的发展大有助益，不仅能够满足其发展需求、还能对数据中心内的各种配置和部件进行持续性的优化和创新，带来一场持续性的优化改革。

今年2月份国务院正式印发《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，文件明确提出要加快绿色转型，做好大中型数据中心、网络机房的绿色建设和改造等重点工作任务。这表明，液冷技术在今后的数据中心发展中或许会成为不可或缺的主要力量。

那么，液冷技术到底是一种怎样的制冷技术呢？其优势具体表现在哪些方面？

液冷技术

凭借其安全、节能、高效、低耗等特色，浸没式冷却技术已然成为全球数据中心绿色节能发展的重要手段。

液冷技术顾名思义，是将大部分热量通过液体循环介质，将设备发热元件所产生的热量带走，实现机器设备的自然散热。

按照液体与机器设备的接触方式，大致可分为喷淋式、浸没式以及冷板式。

（一）喷淋式

在机柜顶部开孔，根据器械位置和发热量的不同，让冷却液从储液器出发、对发热器械进行喷淋，实现服务器冷却的目的。

喷淋液体与服务器的直接接触所带来的冷却效率高，但假如没有做好环境制冷以及防尘系统，当液体在喷淋的过程中遇到高温可能会产生蒸发现象，导致气体和雾滴沿机柜缝隙散发至机箱外部，造成机房整体清洁度下降或影响其他设备的工作。

（二）浸没式

将机体直接浸没到冷却液中，依靠液体的流动循环降温降热。

浸没式液冷比起喷淋式液冷更为直接，由于与服务器直接接触，散热效率更高。

唯一的问题是，浸没式技术在工作过程中压力会产生变化，因此对容器的要求很高、控制相对复杂，很多用户会担心假如容器出现问题会不会导致服务器内部蓄水而造成元件损坏等问题，因此这种技术目前还属于测试阶段。

（三）冷板式

将液冷冷板固定在服务器发热部位，依靠流经冷板的液体间接性带走服务器热量，从而实现散热工作；冷板式液冷技术解决了服务器发热量大的器械散热，安全性高、散热性强。

以五里界BGP数据中心为例，主机采用高能效比的N+1冗余配置的冷冻水和冷却水型冷冻主机，结合风冷技术、采用双路环状循环、配备蓄冷罐，液冷+风冷体系双重保障数据中心制冷技术高效、安全运行，具备百分百的可控性。

从数据中心的角度来说，液冷技术除了传承过去传统的制冷系统所拥有的特色之外，还增加了一部分可观可叹的优势：

（一）成本

可以说，液冷技术为IDC数据中心带来了更少的能耗、更低的成本以及更为突出的可靠性。

与传统的制冷系统相比，大多数液冷系统获得回报的周期为一年甚至更短，并且随着时间的推移逐渐减少更多的成本付出。

（二）密度

随着各行业对IDC服务的需求愈发提高，数据中心对于机械密度的要求也就越来越严格，这也是近几年来在建设数据中心之初所面临的难题。

（三）性能

现代化科技在满足各种零件技术专精的同时，从外观方面（体积、重量等）将配件突破至以纳米为计量单位。

就传统制冷手段来看可能会导致零件的损耗，而液冷技术能够在安全的状态下控制配件的温度。

（四）环境

一个良好的工作环境不仅是数据中心的需求，也是数据中心工作人员的需求。

液冷技术实现无噪音、低污染的制冷系统效果，为数据中心打造超一流的运营环境。

文章来源：《真空科学与技术学报》 网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/zonghexinwen/2021/0421/697.html