浸没式液态散热有哪几种?

作者:兰洋科技    浏览量:4225    时间:2023年02月01日    标签: 液冷技术 液冷散热原理 IDC散热 液冷数据中心

随着5G、云计算、物联网、人工智能等技术的不断发展,对于数据处理的需求快速提升,为保证及时有效处理海量数据,数据中心的功率密度和能耗不断攀升,传统空气冷却技术已无法满足数据中心的制冷要求,为解决此问题,很多企业开始采用浸没式液冷技术。

一、浸没式液冷技术已成熟

应对大数据、超密度计算的“功耗墙”,使用浸没式液冷技术替代传统空气冷却技术,来对计算机设备进行冷却,是一种相对成熟的散热解决方案。

液冷技术和传统空气冷却技术相比,有以下几个优势:

  • 热量带走更多:同体积液体带走热量是同体积空气的近3000倍。

  • 温度传递更快:液体导热能力是空气的25倍。

  • 噪音品质更好:同等散热水平时,液冷噪音水平比风冷噪音降低20-35分贝。

  • 耗电节能更省:液冷系统约比风冷系统节省电量30%-50%。

二、浸没式液冷技术的分类

目前浸没式液冷有以下几种分类:冷板式、喷淋式、浸没式(又分两相、单相液冷)。

冷板式:将液冷冷板固定在服务器的主要发热器件上,依靠流经冷板的液体将热量带走达到散热目的。冷板液冷解决了服务器里发热量大的器件的散热,其他散热器件还得依靠风冷。所以采用冷板式液冷的服务器也称为气液双通道服务器。冷板的液体不接触被冷却器件,中间采用导热板传热,安全性高。

冷板式

喷淋式: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。

喷淋式

浸没式:将发热元件直接浸没在冷却液中,依靠液体的流动循环带走服务器等设备运行产生的热量。浸没式液冷是典型的直接接触型液冷。由于发热元件与冷却液直接接触,散热效率更高,噪音更低,可解决防高热谜底。浸没式液冷分为两相液冷和单相液冷,散热方式可以采用干冷器和冷却塔等形式。

液冷三(全浸没+相变+干冷)

-两相液冷

冷却液在循环散热中发生相变。两相液冷传热效率更高,但控制相对复杂。相变过程中压力会发生变化,对容器要求高,使用过程中冷却液易受污染。

-单相液冷

冷却液在循环散热过程中始终维持液态,不发生相变,故要求冷却液的沸点较高,这样冷却液挥发流失控制相对简单,与IT设备的元器件兼容性比较好,但相比两相液冷,其效率较低。根据实际应用场景,可采用干冷器或冷却塔散热。

液冷四(全浸没+单相+干冷)    液冷五(全浸没+单相+板换+冷塔))

三、浸没式液冷技术有哪几种冷却液

不同冷却液对比

不同冷却液对比

水,液冷最直接,成本最低廉。水并非绝缘体,只能应用于间接接触型液冷。一旦发生泄漏,对服务器等IT设备的损害将非常致命。

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。

总结:液冷技术应用范围广泛,在未来相信将会成为主流的散热方式,目前浸没式液冷技术在IDC数据中心已经得到了广泛的应用,在PC台式主机上也展露了头角。

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