智算中心冷板式液冷解耦化技术研究

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冷板式液冷技术应用现状

液冷技术对比传统风冷散热技术具有诸多优势。由于液体比空气具有更高的热容和热导率，可以更有效地吸收和传输热量，这意味着液冷系统可以更快速地从热源(如处理器)中抽取热量，并有效地将其传输到热交换器或冷却塔中，从而使设备运行在较低的温度下，减少局部热点的产生，提高设备的稳定性和寿命。由于液冷系统的高效率，对冷却液泵的功率要求远低于空调或风扇系统所需的功率，减少了电力消耗，降低了运行成本。液冷技术使得服务器可以进行更紧凑的组件布局，减少所需的基础设施和空间，满足数据中心高密化演进需求。传统空调冷却系统依赖于大量使用能量密集的压缩机和潜在环境危害的制冷剂(氢氟碳化物)，液冷技术减少了对这些制冷剂的依赖，有助于减少温室气体排放。

液冷技术主要分为冷板式液冷和浸没式液冷两个方向，其中冷板式液冷是目前国内应用最成熟和交付规模体量最大的液冷方式。冷板式液冷可以兼 容多种服务器架构，容易与现有的空气冷却数据中心设计整合，使得过渡到使用液冷技术的门槛较低。与浸没式液冷相比，冷板式液冷的设计和工程实施相对简单。冷板可直接替代传统的风冷散热器安装到现有的服务器硬件上，对服务器硬件的修改设计要求更低，并且更容易标准化，实现服务器与机柜解耦。冷板式液冷系统相对容易维护，初期投资和运维成本相比浸没式液冷较低。冷板式液冷技术目前得到了大量的实践检验，解决方案较为丰富，供应链相对完善。但在场景应用、方案选择、成本优化、 交付模式、运维模式等方面仍存在诸多挑战。因此深入研究冷板式液冷技术具有较大的现实意义和发展空间。

在数据中心的冷板式液冷解决方案中，整机柜交付方式与解耦交付方式是两种不同的商业模式和工程实施方式。数据中心需要综合考虑需求差异性、 成本、运营效率、生态成熟度、长期发展计划等多方面因素选择两种交付方式。

整机柜交付方式指的是由设备厂商预先将服务器、存储设备、网络设备、供电系统以及必要的管路连接系统集成为一体柜形式整体交付给用户侧。整机柜交付可以实现快速部署，减少现场安装和配置的工作量，加快数据中心建设部署速度。整机柜设备的所有组件通常都是由同一家厂商提供的，确保了系统的兼容性和可靠性，但是由于液冷系统和IT设备紧密耦合，更换或升级单个组件相比解耦交付方式会更为复杂。整机柜产品在研发阶段对于技术要求较高，生产厂商需具有较高的集成能力和设计能力，系统验证周期较长，研发成本较大，不同厂商间易存在技术壁垒。

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