液冷技術(shù)為什么突然流行起來(lái)？與風(fēng)冷相比有什么優(yōu)勢(shì)？

近來(lái)，液冷數(shù)據(jù)中心成為行業(yè)新寵，開始規(guī)模部署，為什么液冷開始流行起來(lái)？它與風(fēng)冷相比有什么優(yōu)勢(shì)？

液冷技術(shù)的必要性

在數(shù)據(jù)中心行業(yè)，評(píng)價(jià)能耗水平的關(guān)鍵指標(biāo)是電力使用效率（Power Usage Effectiveness），簡(jiǎn)稱PUE，計(jì)算公式是：

PUE=總負(fù)載/IT負(fù)載

一個(gè)數(shù)據(jù)中心的PUE值越是接近1，則該數(shù)據(jù)中心的能耗則越低。但是因?yàn)閿?shù)據(jù)中心機(jī)房總是需要額外的能耗來(lái)維持運(yùn)轉(zhuǎn)，比如照明、冷卻和消防等等，那么這個(gè)數(shù)字就總是大于1。

降低PUE值是當(dāng)前數(shù)據(jù)中心需要解決的迫切問(wèn)題。隨著數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備和供電系統(tǒng)的高度集成化，機(jī)房的散熱量也在逐步升高，故而有強(qiáng)大的制冷系統(tǒng)來(lái)保證機(jī)房的溫度維持在一個(gè)合理范圍內(nèi)是非常必要的?，F(xiàn)在數(shù)據(jù)中心所消耗的電力僅有約1/3供給了IT負(fù)荷，而另外2/3則供給了散熱負(fù)荷。所以，降低IT設(shè)備的發(fā)熱量則可同時(shí)降低設(shè)備的散熱負(fù)荷，為數(shù)據(jù)中心節(jié)約大量電力，故而降低PUE值。

現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)中心的設(shè)備的散熱采用的還是風(fēng)冷技術(shù)，即是用空調(diào)通過(guò)壓縮的冷風(fēng)把新鮮的冷風(fēng)持續(xù)灌入設(shè)備內(nèi)部，或通過(guò)IT設(shè)備上的風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行散熱。然而，風(fēng)冷卻有高能耗、低性能、高噪音的問(wèn)題。采用液冷技術(shù)則很好地彌補(bǔ)了風(fēng)冷技術(shù)的短板，實(shí)現(xiàn)了低耗能、低噪音、和全年自然冷卻的效果。

液冷技術(shù)原理

與風(fēng)冷技術(shù)通過(guò)風(fēng)扇和壓縮制冷不同，液冷技術(shù)是利用工作流體作為熱量傳輸?shù)拿浇?，將熱量由熱區(qū)傳遞到遠(yuǎn)處再進(jìn)行冷卻。由于液體比空氣的比熱容高，散熱速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)快過(guò)空氣，因此液冷的制冷效率遠(yuǎn)高于風(fēng)冷，使數(shù)據(jù)中心的全年P(guān)UE值可下降到1.2以下。

液冷技術(shù)的制冷原理主要在于冷量傳輸?shù)耐緩讲町悾涿降娜珶釣轱@熱與潛熱之和。顯熱是液體在加熱或冷卻過(guò)程中，溫度升高或降低而所需吸收或放出的熱量時(shí)不發(fā)生相變；而潛熱則是為單位質(zhì)量的物質(zhì)在等溫等壓情況下，從一個(gè)相變化到另一個(gè)相（例如從液體變?yōu)闅怏w）時(shí)所吸收或放出的熱量。

與風(fēng)冷相比，液冷技術(shù)有以下優(yōu)勢(shì)：

與風(fēng)冷那樣間接制冷不同，液冷技術(shù)允許冷卻劑直接導(dǎo)向熱源。

與風(fēng)冷相比，因?yàn)橐后w比熱容較大，液冷的散熱效率比風(fēng)冷高1000-3000倍。

液冷系統(tǒng)的噪音比風(fēng)冷系統(tǒng)小很多，既降低了噪音，同時(shí)也節(jié)省了風(fēng)扇和空調(diào)系統(tǒng)的電費(fèi)和耗能。

服務(wù)器CPU在低溫下計(jì)算性能和可靠性可顯著提高，大大增加了CPU的運(yùn)算效率。

該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于高功率高密度的數(shù)據(jù)中心中服務(wù)器的散熱，為數(shù)據(jù)中心的散熱問(wèn)題提供一個(gè)優(yōu)異的解決方案。

浸沒(méi)式液冷技術(shù)

顧名思義，浸沒(méi)式液冷就是以絕緣性液體為冷卻液的一種全浸入式解決方案。熱量從服務(wù)器直接接觸式傳遞給冷卻液，冷卻液再經(jīng)過(guò)二次換熱，實(shí)現(xiàn)跟一次側(cè)送進(jìn)來(lái)的冷卻液的熱交換。最終一次側(cè)回水再跟大氣換熱，或直接做溫水熱回收、廢熱利用，這套架構(gòu)即被成為浸沒(méi)式液冷架構(gòu)。

由于二次側(cè)的直接接觸換熱，和整個(gè)過(guò)程無(wú)需精密空調(diào)和壓縮機(jī)的制冷輔助，整體PUE得以控在1.05-1.07之間。

審核編輯 黃昊宇