三分钟了解什么是液冷数据中心

根据ColocationAmerica发布的数据,2020年全球数据中心单机柜平均功率将达到16.5kW,较之于2008年已经增长了175%。赛迪顾问预测,随着数据中心算力飞速提升,高功率单机柜将迅速普及,预计2025年,全球数据中心单机柜平均功率有望达到25kW。

单机柜功率密度快速增长呼唤数据中心的散热“革命”

单机柜功率密度快速增长呼唤数据中心的散热“革命”

液冷数据中心的优势

液冷优势

除此之外,液冷数据中心还具备以下特点:

地理和环境条件无关

无论决定将地点设于何处,均可在全球范围内部署冷却基础架构更为一致的数据中心。

数据中心设计更简单,扩展也更高效

使用更小规模的数据中心和更简单的数据中心拓扑结构(例如,机械、电气、网络),可以更高效地扩展。消除对复杂气流管理的需求,可以简化数据中心的设计难度。

减少资本支出和运营费用

更大限度地减少或消除空冷基础设施(例如冷水机组、CRAC、CRAH、PDU、RPP、电信/网络设备、设施占地面积等),可以满足新的工作负载需求,同时减少资本支出。随着冷却效率提高,辅助冷却所需求的专用电力的成本就会降低。

降低用电效率指标(PUE)和水资源的使用

当用电效率指标低至1.03时,可以构建更具能效、更可持续的数据中心。另外,通过单相或两相浸没式液冷,并使用干式冷却器,可以减少或消除水资源的浪费。

液冷方式分类

喷淋式(冷媒接触)

喷淋式(冷媒接触)
在机箱顶部储液和开孔,根据发热体位置和发热量大小不同,让冷却液对发热体进行喷淋,达到设备冷却的目的。喷淋的液体和被冷却器件直接接触,冷却效率高;但液体在喷淋的过程中遇到高温物体会有飘逸和蒸发现象,雾滴和气体沿机箱孔洞缝隙散发到机箱外面,造成机房环境清洁度下降或对其他设备造成影响。

浸没式(冷媒接触)

单相浸没式液冷(维持液态)

单相浸没式液冷(维持液态)

在单相浸没式液冷中,电子氟化液保持液体状态。电子部件直接浸没在电介质液体中,液体置于密封但易于触及的容器中,热量从电子部件传递到液体中。通常使用循环泵将经过加热的电子氟化液流到热交换器,在热交换器中冷却并循环回到容器中。

两相浸没式液冷(液态和气态)

两相浸没式液冷(液态和气态)

在两相浸没式液冷中,通过电子氟化液的沸腾及冷凝过程,指数级地提高液体的传热效率。电子部件直接浸没在容器中的电介质液体中,该容器密封但易于操作。在该容器内,热量从电子部件传递到液体中,并引起液体沸腾产生蒸汽。蒸汽在容器内的热交换器(冷凝器)上冷凝,将热量传递给在数据中心中循环流动的设施冷却水。

冷板式(冷媒非接触)

直抵芯片冷却通过泵循环液体介质经过装配到电子部件的冷板进行散热。液体不与电子设备直接接触。尽管非电介质液体(例如水/乙二醇)通常用于直抵芯片冷却,但是电介质电子氟化液也可用于直抵芯片应用,减轻泄漏相关风险,提高硬件/IT设备可靠性。可以使用单相和两相技术实现直抵芯片冷却。

冷板式图示一

冷板式

冷板式图示二

冷板式

冷却液分类

矿物油

矿物油也是一种物美价廉的冷却液。单相矿物油无毒无味不易挥发,粘性较高,容易在设备表面形成残留。虽然燃点较高,但是在某些特定条件下还是有燃烧的可能。

氟化液

最大的特点是绝缘,且不燃。在数据中心液冷技术中是最安全的一种,目前应用最广泛,但是价格高昂。

液冷数据中心实例

阿里巴巴液冷数据中心

阿里巴巴液冷数据中心

易飞扬液冷光模块

易飞扬液冷光模块
为满足液冷数据中心不断增长的市场需求,易飞扬发布高可靠性和高性价的于浸没型液冷光模块,适用于易飞扬研发的所有数据中心光模块产品。

易飞扬液冷光模块具备以下优势:

  • 直接浸没式液冷散热方式
  • 优化的光器件密封设计(专利申请中),能有效的防止冷却液进入光路中而防止了溶液对光路的影响
  • 通过72小时0.5公斤冷却液加压测试(提升冷却液流动性),证明产品可靠性高,保障业务长期稳定
  • 冷液体环境的温度范围满足:10-55℃
  • 在冷液体中的工作深度满足大于1m
  • 光模块物料选材满足液冷的长期兼容性要求

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