液冷技术,就是通过液体直接冷却设备,液体将设备发热元件产生热量直接带走;采用液冷,可以实现服务器等设备的自然散热,相对于传统的制冷系统,更为高效节能。
按照液体与发热器件的接触方式,大致分为冷板式(间接接触)、喷淋式和全浸没式(直接接触)
就是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的目的;冷板液冷解决了服务器里发热量大的器件的散热,其他发热量小的器件还得依靠风冷,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,图1。
图1 冷板式
2、喷淋式:
就是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,图2;喷淋的液体和被冷器件直接接触,冷却效率高;不利的是液体在喷淋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。
图2 喷淋式
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。浸没式液冷由于发热元件与冷却液直接接触,散热效率更高,相对于冷板式液冷,噪音更低,可以解决更高热密度。
浸没式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;
3.1两相液冷:
冷却液在循环散热过程中发生了相变。两相液冷传热效率更高,但是控制相对复杂,相变过程中压力会发生变化,对容器要求很高,使用过程中冷却液易受污染,图3。
图3 相变液冷
3.2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,故单相液冷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,但相对于两相液冷其效率较低,根据应用场景规范,可以采用干冷器(图4)或者冷却塔散热(图5)。
图4 单相液冷+干冷器
图5 单相液冷+冷塔散热
骨干网设备液冷:主要是5G的OTN设备,液冷对象为400G以上OTN的电架,考虑单机柜15-30KW;
承载网设备液冷:主要是5G汇聚、接入的100G OTN和核心网设备,考虑单机柜6-8KW;
无线网设备液冷:主要对象是5G BBU,对BBU设备进行液冷,考虑单机柜3-5KW。
常用的冷却液有水、矿物油和氟化液
水,有良好的比热容,是一种优秀的散热媒介,价格低廉无污染。但由于水并非绝缘体,只能应用于非直接接触型液冷技术中。
矿物油,是一种价格相对低廉的绝缘冷却液,单相矿物油无味无毒不易挥发,是一种环境友好型介质,但是,由于矿物油粘性较高比较容易残留,特定条件下有燃烧的风险。
氟化液,由于具有绝缘且不燃的惰性特点,不会对设备造成任何影响,是目前应用最广泛的浸没式冷却液,但价格较为昂贵。
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