冷板式液冷技术应用于智算中心高密机房的方案分析.pdf

兰旦技7I《电信工程技术与标准化

冷板式液冷技术应用于智算中心高密机房的方案分析

朱宸，魏东黎，余海生，蒋威，乔迎超

(中国移动通信集团设计院有限公司湖北分公司，武汉450000)

摘要当下智算中心单机柜功耗不断提升，目前仍采用传统风冷制冷方式的数据机房散热能力不足，无法满足高密度、

高功耗的装机需求。本文通过对冷板式液冷技术的理论原理介绍、方案架构阐述及实际应用案例分析说明冷板式

液冷技术可作为一项关键技术应用于高密机房制冷场景，并对解决高密度高功耗设备散热及降低制冷能耗具有显

著效果。

关键词智算中心；高密高功耗设备；冷板式液冷

中图分类号TN86文献标识码A文章编号1008—5599(2024)Z卜0174—06

当前，我国正处于数字化转型的关键时期，数字经1当前主要液冷技术

济产值不断提升，大数据和人工智能等技术蓬勃发展。

相关产业对智算中心算力的需求持续增长，智算中心单根据现阶段液冷技术的发展程度，液冷冷却方案主

机架功率不断提升，高密高算力的算力基础设施持续发要包括冷板式液冷、浸没式液冷(分单相浸没式液冷及

展。具备智算能力的AI训练集群算力平台单机功耗的相变浸没式液冷)和喷淋式液冷。浸没式和喷淋式液冷

不断提升造成目前数据机房空调末端采用的传统风冷制中冷却液可与发热器件直接接触，属于接触式液冷。冷

冷方式散热能力不足，无法满足高密度、高功耗的装机板式液冷中冷却液不能与发热器件直接接触，属于非接

需求，影响单机架功率密度提升。液冷技术作为一项全触式液冷。

新的革命性冷却技术，在系统部署、制冷原理及技术方冷板式液冷是服务器中高发热量的芯片等部件通过

向等方面较传统风冷技术有很大区别，利用液体介质的与冷板的接触将热量间接传递给冷却液进行散热，而低

高换热系数、大比热容，通过液体换热，将电子器件产发热量的硬盘等部件仍通过风冷进行散热的一种方案。

生的热量带走，从而有效降低器件的温度，防止高温条浸没式液冷是将服务器完全浸入冷却液中使得全部发热

件下的电子器件失效或快速老化，让电子设备发挥出最量直接传递给冷却液进行散热的一种方案。其中冷却液

佳性能。液冷冷却对降低器件最高温度、提升元器件温仅通过循环带走热量的为单相浸没式液冷，冷却液通过

度场的一致性有显著效果。相变(蒸发冷凝)带走热量的为相变浸没式液冷。喷淋

28

收稿日期：2024一08

174

万方数据

电信工程技术与标准化空调技木

式液冷是利用冷却液对芯片等发热部件直接进行喷淋带要求，制冷系统作为数据中心的主要耗电部分之一，需

走服务器散热量的一种方案。当下，冷板式液冷、单相要引入更多高效的技术方案，提升系统的能效比，优化

浸没式液冷为发展主流，相较其它液冷方案成熟度更高。系统节能效果。

参考行业内现有液冷技术文献并结合项目试点应用对于传统风冷部分，可以考虑提高数据中心冷水系

案例的经验总结，浸没式液冷通常需要对IT设备进行统的供回水温度，采用高水温方案如18℃／24℃的供回

定制化设计、改造，对机房原有基础资源设施改造幅度水设计温度。提高冷冻水供回水温度一方面可以提高冷

较大，技术及后续维护难度较高。喷淋式液冷利用冷却机的蒸发温度，由此带来冷机能效比的有效提升，参考

液对发热部件直接进行喷淋，喷淋过程中若产生飘逸等目前市面上主流冷水机