注册有礼
< 返回资讯中心

数据中心液冷方式优缺点对比及浸没式液冷表面强化处理(上)

发布人:中嘉和信 发布时间:2023.02.10 来源:通信电源技术

01、液冷系统的介绍

传统数据中心的散热方式为风冷,即使用空气作为冷媒,对服务器的发热部件进行换热,带走热量的技术。而IDC液冷系统是指使用液体取代空气作为冷媒,为发热部件进行换热,带走热量的技术。采用液冷方式时必须要使用液冷服务器。该服务器是指将液体注入服务器,通过冷热交换带走服务器的散热的一种服务器。

液冷系统的组成主要包含一次侧换热部分和二次侧换热部分,一次侧是指从服务器带走热量并二次侧进行环路介质进行散热的环路,二次侧是指将一次侧的热量排至室外环境或其他热回收单元的环路。

02、液冷方式的主要形式

液冷形式主要分为喷淋式、冷板式和浸没式,三种的主要区别体现在对服务器的散热方式不同。喷淋式液冷是将冷却液通过喷淋的方式淋在服务器的散热元件上带走服务器产生的热量;冷板式液冷是在服务器的CPU等大功耗部件采用液冷冷板散热,其他少量发热器件(如硬盘、接口卡等) 仍采用风冷散热系统;浸没式液冷是指将服务器的发热元器件完全浸没在冷却液中,通过冷却液的对流或相变将服务器的热量带走的散热系统。其次,喷淋式浸没式的服务器没有风扇,而冷板式服务器存在风扇。具体介绍如下:

喷淋式液冷系统

喷淋式直接液冷是面向电子设备器件精准喷淋、直接接触式的液冷技术,冷却液可通过重力或系统压力直接喷淋至IT设备的发热器件或与之相连接的固体导热材料上,并与之进行热交换实现对IT设备的热管理。在热交换的工作过程中,IT设备内冷却液的自由液面低于被冷却的发热器件或与之连接的固体导热材料,系统可通过IT设备外部的换热单元对冷却液换热,满足循环使用要求。

冷板式液冷系统

冷板式液冷机柜的基本工作原理描述如下:采用冷板组件与高热流密度元件接触,发热量经由冷板组件中的冷却介质导出,再经由一个或多个冷却回路热交换传递,最终将设备热量散发到外环境或进行回收利用的一种液冷实现方式。

浸没式液冷系统

浸没式液冷机柜的基本工作原理描述如下:通过把电子信息设备浸没在冷却液中,由冷却液带走热量的一种散热形式。根据冷却液散热过程中的形态不同,分为相变与单相液冷。

03、液冷方式特点

充分利用自然冷源,节能效果明显

液冷机柜可以充分利用室外的冷源。液冷机柜除冷板液冷之外,一般喷淋和浸没式液冷的服务器侧进出冷却液的温度在40℃~45℃左右,而室外侧的环境温度一般都能够满足对冷却液的散热要求,喷淋和浸没液冷均能全部采用室外冷源进行服务器的散热,总体PUE效果提升明显,并且可以充分利用自然冷源,节能效果极其明显。

三种液冷方式的PUE均能达到1.2以下,尤其是喷淋式和浸没式液冷系统节能效果更加明显,相对于风冷而言约节约20%的空调电能,再加上因取消服务器内部风机,IT部分电能可节省13%~25%,总体的节能效果在40%以上。

对当前的碳排放而言,浸没式和喷淋式液冷其输出的水侧温度比较高,具有废热回收利用价值,如结合部分余热利用,节能效果会有显著提升的空间之外,也能降低整体数据中心的碳排放强度。

机房可实现低噪声

机房的噪声主要来自服务器的风扇,根据国家现行规定,有人值守的主机房和辅助区,在电子信息设备停机时,位于主操作员 65dBA)。随着大型数据中心的不断出现,主机房包含上百台网络设备规模的数据中心现象变得普遍。当这些设备同时工作时,大部分的噪声接近或超过65dB,该数值均在设备正常运行和负载50%~60% 的情况下测试出的噪声值,如果全速工作,风扇可调速,则噪声值只能更高。当环境噪声超过80dB 时,人员已经无法在该环境里长时间工作,欧美的法律也规定,如果工作场所的噪声达到80dB85dB时,须提供相应的职业保护。

而采用喷淋和浸没形式的液冷,服务器内部的风扇均不存在,直接去除主要噪声源,因此噪声值可以降到低于30dB以下,即使采用冷板式液冷,一般风扇在较低的转速下工作,噪声较之于常规风冷形式更低,噪声值也有极大改善。

另外由于液冷系统的自身特点,减少了常规冷源部分(如冷水机组、空调室外机等),也能很大程度上降低对环境的噪声影响,对于数据中心的布置及周围环境而言,相对容易且友好。

占地面积较小

由于液冷系统结构简单,且可以充分利用自然冷源,减少了常规数据中心的冷源及附属设备及管道等布局,系统简单,占地面积小,加上一般液冷机柜可以达到高功率密度,能实现1050kW功率,较之于常规可节省较大面积。

机房环境需求低

对于浸没式及冷板式液冷系统机房,无机房正压要求,另外对于机房的整洁度无额外要求,对于机房的装修如墙面、地板等要求较低。而且,由于机房的环境主要是满足人员维护的需求。减少精密空调的数量及空调间的布置,可采用常规风冷末端,机房的总体冷源的可靠性需求有所降低。

中嘉和信作为深耕IDC行业十余年的数据中心服务商,致力于成为行业领先的数字化业务连续性保障服务提供商业务覆盖金融机构、银行保险、人工智能、电商零售、交通运输、生产制造、能源化工、地产建安、生活服务等多个行业。中嘉和信为客户提供数据中心规划建设、数据中心托管运营、公有云、私有云、混合云、DCI全球组网、云网融合、集成实施等定制化解决方案,依托经验丰富的专业技术服务团队和先进的运维服务管理体系,持续为各行业客户提供一站式数字化业务连续性保障服务,陪伴客户共同成长,助力客户实现梦想。如有业务需求请拨打010-51265666进行咨询,欢迎预约参观机房!

文章来源:互联网,如有侵权联系删除!

相关文章推荐《UPS电源“N+1”冗余并联运行条件和优缺点


热门新闻

版权所有©2023年北京中嘉和信通信技术有限公司京ICP备09037838号-6京公网安备11010602104635号