服务器浸没式液冷的换热效率及节能潜力

严逊 于航 刘成 李超恩

同济大学机械与能源工程学院

0 引言

据工信部 2019 年数据，截 至 2017 年底，我 国在用数据中心的机架总规模增长了33.4%，大 型、超 大型数据中心的规模增速达到68%[1]。根据国际环保组织绿色和平与华北电力大学发布的报告，2 018 年中国数据中心总用电量占中国全社会用电量的 2.35%，未来5 年数据中心总用电量将增长66%[2]。数 据中心的电能消耗构成中，冷 却系统约占40%。因此，降 低冷却系统的能耗是实现数据中心节能减排的关键措施之一。

随着数据中心单机柜发热功率突破20 kW，传统精密空调无法解决高功率、局 部热点等问题，从 而导致冷却系统运行能耗过高甚至出现无法完全散热的情况。浸没式液冷以其换热效率高的特点能够解决上述问题，被越来越广泛地运用。本文将重点介绍浸没式液冷的换热效率及节能潜力。

1 浸没式液冷实验台及实验方法

1.1 浸没式液冷实验台

浸没式液冷分为单相和两相两种类型，单 相浸没式液冷中的液体在使用过程中不涉及相变过程，而 两相浸没式液冷中的液体会在气态和液态中转变。本研究的对象是两相浸没式液冷，实 验搭建了用于测试浸没式液冷换热效率的实验台。主要仪器设备有箱体、加热负载、冷 凝盘管、风 机、水 泵、数 据采集装置等。实验台示意图如图1。

图1 浸没式液冷实验台示意图

实验台箱体及内部实验装置、数 据采集装置均放置于室内侧环境舱，风 机、水 泵放置于室外侧环境舱，室内侧和室外侧环境舱均可用空调系统精确控制其空气参数。……