为什么浸没式液冷技术有望成为散热领域的主流？

摘要：液冷技术是电子设备进行散热的技术，主要区别于目前常用的风冷技术。当前液冷技术包括浸没式、冷板式、喷淋式等类型。今天分享一下浸没式液冷技术。

液冷技术是电子设备进行散热的技术，主要区别于目前常用的风冷技术。当前液冷技术包括浸没式、冷板式、喷淋式等类型。今天分享一下浸没式液冷技术。

一、浸没式液冷是什么？

浸没式液冷技术将服务器上所有发热电子部件全部浸没在冷却液内部，通过直接接触液体进行热交换。

浸没式液冷根据冷却液是否发生相态的变化，分为非相变浸没式液冷与相变浸没式液冷。

1）非相变浸没式冷却技术

非相变浸没式冷却技术使用的冷却液通常有较高的沸点，换热过程冷却液不发生相变，始终维持在液态，完全依靠冷却液的显热变化完成热量交换，以达到控温目的。非相变浸没式液冷主要工作原理如图。

非相变浸没式液冷主要有两个优势,一是冷却液价格在液冷技术中相对而言更低,建设成本更低;二是换热过程中冷却液不发生相变,无需担心冷却液蒸发溢出或人员吸入的健康风险,更有利于维护。

阿里云计算有限公司在杭州建成的非相变浸没液冷数据中心（仁和数据中心），是我国首座绿色等级达到5A级的液冷数据中心，PUE低至1.09，各项指标符合技术要求。

2）相变浸没式冷却技术

相变浸没式冷却技术使用的是低沸点的浸没冷却液，冷却液在吸收IT设备热量后温度升高沸腾相变成为气体，在此过程中通过潜热带走热量，实现电子器件的降温。

相变浸没式冷却技术在直接接触液体的基础上，也充分发挥了冷却液的潜热能力，可以满足电子元件对散热的极端要求，是液冷技术中散热效率最高的冷却技术。

但在相变浸没式冷却中，冷却液在循环散热过程中不断经历相变过程，整个过程涉及相态变化、重力作用等物理变化，因此在实际设计上需要考虑密闭性、气压变化等问题，实现的技术难度较大。

应用效果显示，在采用相变浸没式冷却技术之后，数据中心的PUE可达1.05左右。

二、浸没式液冷技术对比传统风冷有哪些优势？

浸没式液冷技术通过精确设计和严谨实施的工程技术，对数据中心冷却方式进行革新。当我们将电子设备完全沉浸在一种特殊设计的、具有良好绝缘性和高效传热性能的液体中时，一场静默而高效的散热革命就此展开。

1、散热效能卓越

相比空气，液体（如氟碳化合物或其他高科技合成液体）的热容量和热导率要高出许多，这意味着它们能快速吸收和疏散大量的热量。在这种环境下，CPU、GPU及其他关键部件可被快速冷却，有效防止过热，极大地提升了设备的工作效率和稳定性。即使在极高负载条件下，浸没式液冷也能保持设备温度恒定，充分释放硬件潜能。

2、空间利用优化与降噪效果显著

浸没式液冷技术消除了对庞大风冷散热器和复杂气流组织结构的需求，使数据中心的布局更为紧凑，单位面积内的计算能力得以大幅提升。此外，没有了风扇产生的噪声污染，数据中心可以真正实现静音运行，提升员工工作效率，也为数据中心选址提供了更大的灵活性。

3、大幅度节能与PUE优化

浸没式液冷技术显著减少了用于冷却所需的能源消耗，因为液体冷却过程本身的能耗极低。同时，去除空调系统和大量风扇后，数据中心的整体能耗得到有效降低，进而改善了Power Usage Effectiveness(PUE)指标，这是衡量数据中心能源效率的关键指标，低PUE意味着更高的能源利用效率和更低的碳排放。

4、增强硬件耐久性与可靠性

稳定的工作温度有助于电子元器件减缓老化速度，降低因过热导致的故障概率，从而使IT设备的平均无故障时间(MTBF)得到显著提高。这不仅能确保数据中心长期稳定运行，而且降低了维护成本，延长了设备整体生命周期。