近來，液冷數(shù)據(jù)中心成為行業(yè)新寵，開始規(guī)模部署，我們曾經(jīng)介紹過液冷數(shù)據(jù)中心的種類及優(yōu)勢，今天，我們來介紹為什么需要液冷技術?它與風冷相比有什么優(yōu)勢?


液冷技術的必要性
在數(shù)據(jù)中心行業(yè)，評價能耗水平的關鍵指標是電力使用效率(Power Usage Effectiveness)，簡稱PUE，計算公式是：
PUE=總負載/IT負載
一個數(shù)據(jù)中心的PUE值越是接近1，則該數(shù)據(jù)中心的能耗則越低。但是因為數(shù)據(jù)中心機房總是需要額外的能耗來維持運轉(zhuǎn)，比如照明、冷卻和消防等等，那么這個數(shù)字就總是大于1。
降低PUE值是當前數(shù)據(jù)中心需要解決的迫切問題。隨著數(shù)據(jù)中心的IT設備和供電系統(tǒng)的高度集成化，機房的散熱量也在逐步升高，故而有強大的制冷系統(tǒng)來保證機房的溫度維持在一個合理范圍內(nèi)是非常必要的?，F(xiàn)在數(shù)據(jù)中心所消耗的電力僅有約1/3供給了IT負荷，而另外2/3則供給了散熱負荷。所以，降低IT設備的發(fā)熱量則可同時降低設備的散熱負荷，為數(shù)據(jù)中心節(jié)約大量電力，故而降低PUE值。
現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)中心的設備的散熱采用的還是風冷技術，即是用空調(diào)通過壓縮的冷風把新鮮的冷風持續(xù)灌入設備內(nèi)部，或通過IT設備上的風扇來進行散熱。然而，風冷卻有高能耗、低性能、高噪音的問題。采用液冷技術則很好地彌補了風冷技術的短板，實現(xiàn)了低耗能、低噪音、和全年自然冷卻的效果。

液冷技術原理
與風冷技術通過風扇和壓縮制冷不同，液冷技術是利用工作流體作為熱量傳輸?shù)拿浇?，將熱量由熱區(qū)傳遞到遠處再進行冷卻。由于液體比空氣的比熱容高，散熱速度也遠遠快過空氣，因此液冷的制冷效率遠高于風冷，使數(shù)據(jù)中心的全年PUE值可下降到1.2以下。
液冷技術的制冷原理主要在于冷量傳輸?shù)耐緩讲町?，冷媒的全熱為顯熱與潛熱之和。顯熱是液體在加熱或冷卻過程中，溫度升高或降低而所需吸收或放出的熱量時不發(fā)生相變;而潛熱則是為單位質(zhì)量的物質(zhì)在等溫等壓情況下，從一個相變化到另一個相(例如從液體變?yōu)闅怏w)時所吸收或放出的熱量。

與風冷相比，液冷技術有三個優(yōu)勢：
與風冷那樣間接制冷不同，液冷技術允許冷卻劑直接導向熱源。
與風冷相比，因為液體比熱容較大，液冷的散熱效率比風冷高1000-3000倍。
液冷系統(tǒng)的噪音比風冷系統(tǒng)小很多，既降低了噪音，同時也節(jié)省了風扇和空調(diào)系統(tǒng)的電費和耗能。
服務器CPU在低溫下計算性能和可靠性可顯著提高，大大增加了CPU的運算效率。
該技術可廣泛應用于高功率高密度的數(shù)據(jù)中心中服務器的散熱，為數(shù)據(jù)中心的散熱問題提供一個優(yōu)異的解決方案。

浸沒式液冷技術
顧名思義，浸沒式液冷就是以絕緣性液體為冷卻液的一種全浸入式解決方案。熱量從服務器直接接觸式傳遞給冷卻液，冷卻液再經(jīng)過二次換熱，實現(xiàn)跟一次側(cè)送進來的冷卻液的熱交換。最終一次側(cè)回水再跟大氣換熱，或直接做溫水熱回收、廢熱利用，這套架構(gòu)即被稱為浸沒式液冷架構(gòu)。
由于二次側(cè)的直接接觸換熱，和整個過程無需精密空調(diào)和壓縮機的制冷輔助，整體PUE得以控在1.05-1.07之間。