一、根據(jù)目前技術(shù)進(jìn)程的研究成果及冷卻原理，將液冷技術(shù)分為冷板、浸沒和噴淋３種主要形式。

冷板式液冷系統(tǒng)是在常規(guī)風(fēng)冷服務(wù)器基礎(chǔ)上，將 ＣＰＵ 等高密度散熱元件一側(cè)緊貼板式換熱器，元件熱量通過熱傳導(dǎo)至板內(nèi)絕緣介質(zhì)或可相變的熱管的系統(tǒng)。冷板式液冷方案中冷卻液不與發(fā)熱設(shè)備直接接觸，該種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì) ＣＰＵ 和內(nèi)存等部件進(jìn)行精確制冷。值得注意的是，冷板式液冷系統(tǒng)不是純粹的液冷，而是通過冷板進(jìn)行熱傳導(dǎo)，系統(tǒng)中的低熱流密度元件仍采用風(fēng)冷散熱方式。

冷板式液冷系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主要分為２種類型，一 類是在機(jī)柜外部部署冷卻液分配單元（ＣＤＵ），另一類是無冷卻 液分配單元形式。數(shù)據(jù)中心最常見的液體冷卻實(shí)施形式是使用 ＣＤＵ 將設(shè)施冷卻系統(tǒng)與機(jī)柜冷卻系統(tǒng)分開安裝處理。由于液體的高比熱，相較于傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱模式，冷板式散熱效率有了很大提升。實(shí)際的數(shù)據(jù)中心制冷方式中，一 般將冷板式液冷與風(fēng)冷系統(tǒng)結(jié)合來進(jìn)行制冷，既可以有效減少總體擁有成本，也顯著提高了數(shù)據(jù)中心的能源利用效率。冷板式液冷系統(tǒng)的安裝維護(hù)與常規(guī)風(fēng)冷系統(tǒng)基本一致，所以該種液冷技術(shù)的運(yùn)維難度基本與傳統(tǒng)空調(diào)一致。因 此，冷板式液冷系統(tǒng)是目前使用最為廣泛的液冷系統(tǒng)。

浸沒式液冷系統(tǒng)是指冷卻液與電子發(fā)熱設(shè)備直接接 觸，將ＩＴ設(shè)備直接浸沒在絕緣冷卻液中，依靠冷卻液帶走 發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量，然后通過水循環(huán)將熱量傳遞到室外 散熱裝置。根據(jù)冷卻液是否發(fā)生相變，浸沒式液冷分為單 相浸沒式液冷和相變浸沒式液冷。單相浸沒式液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，冷卻液容納更易實(shí)現(xiàn)，材料兼容性更強(qiáng)，流體中污染物顧慮更少，其系統(tǒng)原理如圖２所示。

兩相浸沒式液冷系統(tǒng)指ＩＴ設(shè)備產(chǎn)生的熱量直接有效地傳遞給絕緣冷卻液，依靠冷卻液的沸騰／凝結(jié)相變過程及流動(dòng)循環(huán)將處理器等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱量帶走，其原理如圖３所示。

相較冷板式液冷系統(tǒng)，浸沒式液冷具有更低的對(duì)流熱阻和傳熱系數(shù)；與此同時(shí)，相較于冷板進(jìn)行熱傳導(dǎo)，與散熱件直接接觸的冷卻液具有更高的熱導(dǎo)率和比熱容，運(yùn)行溫度變化率更小，制冷效率更高。浸沒式液冷系統(tǒng)無風(fēng)冷散熱系統(tǒng)特點(diǎn)，使得整體耗電降低１０％以上，時(shí)效性更加突出。該液冷技術(shù)適用于對(duì)熱流密度、綠色節(jié)能需求較高的大型數(shù)據(jù)中心、超級(jí)計(jì)算、工業(yè)及其他計(jì)算領(lǐng)域和科研機(jī)構(gòu)，特別是應(yīng)用于地理環(huán)境或安裝空間苛刻的數(shù)據(jù)中心具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

與浸沒式液冷系統(tǒng)相同，噴淋式液冷的冷卻液與散熱設(shè)備直接接觸，噴管將冷卻液噴淋到發(fā)熱元件，冷卻液將熱量吸收后再排出系統(tǒng)，排出的廢熱由換器熱與外部環(huán)境直 接或間接進(jìn)行換熱，最終將來自散熱元件的熱量排走。噴淋液冷系統(tǒng)具有器件集成度高、散熱效率強(qiáng)、高效節(jié)能和靜音等特點(diǎn)，是解決大功耗數(shù)據(jù)中心散熱問題的有效手段之一。但噴淋式液冷系統(tǒng)中存在噴淋板流量不均勻問題， 因此噴淋裝置對(duì)流體力學(xué)計(jì)算要求較高，無法應(yīng)對(duì)實(shí)際發(fā)熱過程中隨處理器運(yùn)行效率的變化發(fā)熱量也不斷變化的制冷需求。

二、浸沒式液冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

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