【原】圖解液冷技術

        液冷技術，就是通過液體直接冷卻設備，液體將設備發熱元件產生熱量直接帶走；采用液冷，可以實現服務器等設備的自然散熱，相對于傳統的制冷系統，更為高效節能。

一、液冷方式

        按照液體與發熱器件的接觸方式，大致分為冷板式（間接接觸）、噴淋式和全浸沒式（直接接觸）

1、冷板式：

        就是將液冷冷板固定在服務器的主要發熱器件上，依靠流經冷板的液體將熱量帶走達到散熱的目的；冷板液冷解決了服務器里發熱量大的器件的散熱，其他發熱量小的器件還得依靠風冷，所以采用冷板式液冷的服務器也稱為氣液雙通道服務器；冷板的液體不接觸被冷卻器件，中間采用導熱板傳熱，安全性高，圖1。

圖1 冷板式

2、噴淋式：

        就是在機箱頂部儲液和開孔，根據發熱體位置和發熱量大小不同，讓冷卻液對發熱體進行噴淋，達到設備冷卻的目的，圖2；噴淋的液體和被冷器件直接接觸，冷卻效率高；不利的是液體在噴淋過程中遇到高溫物體，會有飄逸和蒸發現象，霧滴和氣體沿機箱孔洞縫隙散發到機箱外面，造成機房環境清潔度下降或對其他設備造成影響。

圖2 噴淋式

3、浸沒式液冷：

        將發熱元件直接浸沒在冷卻液中，依靠液體的流動循環帶走服務器等設備運行產生的熱量。浸沒式液冷是典型的直接接觸型液冷。浸沒式液冷由于發熱元件與冷卻液直接接觸，散熱效率更高，相對于冷板式液冷，噪音更低，可以解決更高熱密度。

        浸沒式分為兩相液冷和單相液冷，散熱方式可以采用干冷器和冷卻塔等形式；

3.1兩相液冷：

        冷卻液在循環散熱過程中發生了相變。兩相液冷傳熱效率更高，但是控制相對復雜，相變過程中壓力會發生變化，對容器要求很高，使用過程中冷卻液易受污染，圖3。

圖3 相變液冷

3.2單相液冷

        冷卻液在循環散熱過程中始終維持液態，不發生相變，故單相液冷要求冷卻液的沸點較高，這樣冷卻液揮發流失控制相對簡單，與IT設備的元器件兼容性比較好，但相對于兩相液冷其效率較低，根據應用場景規范，可以采用干冷器（圖4）或者冷卻塔散熱（圖5）。

圖4 單相液冷+干冷器

圖5 單相液冷+冷塔散熱

二、液冷5G場景的應用：

• 骨干網設備液冷：主要是5G的OTN設備，液冷對象為400G以上OTN的電架，考慮單機柜15-30KW；

• 承載網設備液冷：主要是5G匯聚、接入的100G OTN和核心網設備，考慮單機柜6-8KW;

• 無線網設備液冷：主要對象是5G BBU，對BBU設備進行液冷，考慮單機柜3-5KW。

三、冷卻液類型

常用的冷卻液有水、礦物油和氟化液

• 水，有良好的比熱容，是一種優秀的散熱媒介，價格低廉無污染。但由于水并非絕緣體，只能應用于非直接接觸型液冷技術中。

• 礦物油，是一種價格相對低廉的絕緣冷卻液，單相礦物油無味無毒不易揮發，是一種環境友好型介質，但是，由于礦物油粘性較高比較容易殘留，特定條件下有燃燒的風險。

• 氟化液，由于具有絕緣且不燃的惰性特點，不會對設備造成任何影響，是目前應用最廣泛的浸沒式冷卻液，但價格較為昂貴。