浸没式液冷技术及冷却介质应用介绍

数据中心及液冷技术介绍

数据中心作为5G、人工智能、云计算等新一代信息技术的重要载体，已成为数字经济时代的基石。我国数字经济进入深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段，AI、智算等技术快速发展，对高密度算力的需求不断提升，传统的风冷散热方式已逐渐无法满足需求，液冷散热技术应运而生。同时，在“双碳”目标下，政府部门对数据中心的PUE（电能利用效率）提出了更高的要求，不断推出多项政策鼓励液冷技术的应用。

浸没式液冷技术

液冷技术依据冷却液与发热组件接触方式的不同，主要分为间接液冷和直接液冷两大类。间接液冷主要为冷板式液冷，而直接液冷则有浸没式液冷和喷淋式液冷两种。

三种液冷方式的对比

在以上三种液冷方式中，浸没式液冷具有最高的传热效率，能够有效避免局部热点，是目前解决高性能计算环境中散热问题的最有效技术手段。

浸没式液冷发展重要节点

1967年

浸没式液冷的研究正式开启。

2011年

国内开始正式探索浸没式液冷技术。

2015年

英特尔与阿里云开始在浸没式液冷技术领域开展广泛合作，协同开发浸没式液冷服务器，并在材料兼容性、芯片电气特性、服务器系统结构设计以及产业链拓展等方面获得了巨大成功。

2017年

阿里巴巴研发的单相浸没式液冷“麒麟”服务器首次露面。

2020年

全球规模最大的全浸没式液冷数据中心——阿里巴巴浙江云计算仁和数据中心正式投入运营。

今年，英特尔发布了新一代数据中心液冷解决方案——G-Flow浸没式液冷，旨在提高冷却效率、系统稳定性和易操作性，同时减少环境影响。国内浪潮、宁畅、超聚变、新华三和曙光数创等企业也都在浸没式液冷方面有了多年的技术积累和沉淀。这些项目的成功实施，展示了浸没式液冷散热技术在实际应用中的广阔前景和卓越效果。

根据冷却液在循环散热过程中是否发生相变，浸没式液冷技术可以分为单相浸没式液冷和双相浸没式液冷两种主要类型，工作原理如下图所示。有专业人士预测，单相浸没式液冷未来或将成为数据中心散热方式的主流。

单相和双相浸没式液冷工作原理示意图

浸没式液冷的冷却液几乎与系统内所有材料接触。在选择浸没式液冷冷却液时，需全面考虑其粘度和导热系数等热物理性能、易燃性或可燃性、对传输信号的影响、绝缘性、材料兼容性、环境影响、可维护性、长期稳定性和清洁度以及成本等因素，以确保综合性能最优。目前浸没式冷却液主要分为碳氢及有机硅化合物类和碳氟化合物类，碳氢及碳氟化合物性能对比见下表。

浸没式液冷冷却液性能对比

选择浸没式液冷系统的冷却液是一个多方面的决策过程，需要综合考虑多个因素，以确保系统在性能、可靠性和成本等方面达到最佳平衡。

PAO是精心设计的合成基础油，具有优良的传热、粘度和介电性能，以及在较宽的温度范围内的稳定性。目前，PAO 已被用于浸没冷却相关的应用中。除了冷却液，浸没式液冷系统的核心组成部分还有芯片和IT设备、机箱、冷却液分配单元，选择合适的这些关键部件同样至关重要。

展望未来，随着5G、人工智能、大数据等前沿科技的深入融合与发展，对高性能计算的需求将持续增长，浸没式液冷技术的应用范围也将不断扩大。我们有理由相信，在不久的将来，浸没式液冷不仅将成为数据中心的标准配置，还将拓展到更多领域，进而助力人类社会开启一个更加智能、绿色的新时代。

南京新化原化学作为这一领域的先行者，正积极研发和推广高效、环保的浸没式冷却液，我们愿携手行业内外伙伴，共同迎接这一变革的到来！欢迎来电垂询！

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