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第一章行业背景与技术概况
1.1政策驱动与液冷技术
1.1.1政策
国家对数据中心绿色低碳发展的重视促使行业不断寻求降低PUE(Power UsageEffectiveness,能源使用效率)的解决方案。随着芯片技术的进步,单芯片算力密度急剧增加,传统风冷散热的效率和能力达到瓶颈,不仅难以有效控制设备温度,还消耗大量电能。在这样的背景下,液冷技术作为一种高效、节能的散热方式,得到了广泛关注和应用。
1.1.2液冷技术发展现状
液冷服务器及液冷机柜在运营商、互联网等行业的试点应用取得了一定成效,多个服务器厂商积极投入液冷产品的研发和推广。根据IDC数据,中国液冷服务器市场在2024上半年继续保持快速增长,市场规模达到12.6亿美元,与2023年同期相比增长98.3%,其中液冷解决方案仍以冷板式为主,占到95%以上,预计2028年市场规模将达到102亿美元。
冷板式液冷系统主要由液冷机柜和服务器、分集水器、供回歧管、冷量分配单元及制冷设备等组成。冷却液通过循环管路流经冷板,与服务器内的发热元件进行热交换,将热量带走,从而实现对服务器的散热。冷板式液冷系统工作原理如图1-1所示。冷板液冷系统作为一种成熟的液冷解决方案,具有散热效率高、可靠性强等优点,但漏液问题是其应用过程中需要重点解决的关键问题。
1.2液冷系统防漏液和漏液检测技术
1.2.1防漏液和漏液检测的重要性
防漏液和漏液检测对于液冷系统的可靠性和安全性至关重要。在数据中心等对设备运行稳定性要求极高的场景中,液冷系统一旦发生漏液,冷却液可能会渗入服务器、存储设备等核心硬件,导致精密电子元件短路、腐蚀,进而引发设备故障甚至系统瘫痪,造成不可估量的经济损失和业务中断风险。正因如此,液冷系统设计上防漏液显得尤为关键,它通过优化管路连接结构、采用高品质密封材料等方式,从源头上降低漏液概率,为系统稳定运行构筑起第一道防线。
而漏液检测则是第二道“安全闸门”,通过实时监测和精准定位漏液位置,能够及时发现并处理漏液问题,避免因液体泄漏导致的设备损坏、短路、腐蚀等故障,减少系统停机时间和维修成本。同时,冷却液若含有化学物质,泄漏后可能污染土壤、水源,防漏液和漏液检测也能防止冷却液泄漏对环境造成污染,保障数据中心的稳定运行。此外,推动防漏液和漏液检测设计规范的标准化,可以提高液冷系统的运维可靠性,促进液冷技术在更多行业的规模化应用,助力数据中心行业向更高效、更安全的方向发展。
1.2.2防漏液和漏液检测的技术概况
在防漏液技术上,各厂商方法不同。例如部分厂商为冷板式液冷系统优化流道,选用优质密封材料;有的在液冷机柜采用密封胶条与压力平衡设计;还有的对液冷服务器加强部件密封、提升结构稳固性。
漏液检测技术方面,各厂商也各有侧重。有的厂商运用基于传感器的检测,借液体、压力传感器察觉冷却液泄漏信号;有的利用基于视觉的检测,依靠摄像头或荧光剂定位漏液;还有的通过基于声学的检测,凭借超声波、声音传感器分析漏液声音。
因缺乏统一标准,不同厂商产品在兼容性、通用性上存在不足,这不仅提高了数据中心
等用户的部署与维护难度,也限制了液冷技术规模化推广。亟需行业共同努力,制定统一标准,促进技术的规范发展,提升整体性能与安全性。
第二章系统化设计原则和分级
冷板式液冷系统的防漏液和漏液检测应采用系统化设计思维,将可靠性理念贯穿于整个液冷系统的全生命周期。
系统化设计原则:预防为主,防治结合。首先通过优化设计,最大程度保障系统的高可靠性,从源头上防漏液;其次解决漏液后怎么办的,从影响轻重依次保证不扩散、不烧机、不宕机。
应针对不同类型设备,分别开展漏液防护设计、漏液检测设计以及告警后处理设计。通过这种差异化、精细化的设计策略,既能确保系统的安全性,又能兼顾成本效益。具体而言,可依据设备的重要性和漏液影响程度进行分级管理:
A类:液冷节点。包括液冷服务器、液冷交换机等,作为数据中心的核心算力单元,直接关系到业务的连续性和数据的安全性。应有漏液防护、漏液检测和漏液告警后处理。
B类:液冷机柜。作为承载液冷节点的基础设施,应有漏液防护、漏液检测。
C类:CDU和液冷环路。作为液冷系统的“动力心脏”和“血液循环系统”,应有漏液防护,降低漏液风险,保障液冷系统的稳定运行。
第三章防漏液设计规范
液冷系统防漏液设计应采用高可靠、高强度、耐腐蚀的冷板组件和液冷部件,满足材料和工质的兼容性。
液冷系统使用的与工质液体接触的材料均满足工质兼容性要求,包括金属材料、非金属材料等,能够承受冷却液的长期浸泡而不发生渗漏,并严格按照相关标准进行选择和测试。
第四章漏液防护设计规范
液冷节点、液冷机柜、CDU和液冷环路等设备都应有漏液防护设计,各设备的详细设计规范如下。
4.1液冷节点漏液防护
4.1.1冷板与服务器连接部位密封设计
冷板与服务器的连接部位应采用密封性能良好的连接方式,如螺栓连接、卡扣连接等。连接部位应使用密封胶进行密封,密封胶应具有良好的耐水性、耐腐蚀性和粘结强度,其邵氏硬度应在40-60之间。
冷板与服务器的接触面应平整、清洁,无油污、杂质等,以确保密封效果。在安装冷板时,应按照规定的扭矩拧紧螺栓或卡扣,确保连接紧密。
4.1.2节点内物理隔离
物料隔离实现液体扩散方向,具体由防水泡棉挡墙+无孔底板+底部拆边排水组成。如图4-1所示。

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