
随着智算产业高速发展,数据中心算力密度持续攀升,传统风冷散热模式已难以适配高负载设备的散热需求,节能降耗、高效散热成为行业核心诉求,液冷技术已成为适配当今AI算力的核心热管理方案。
浸没式液冷是将服务器内的所有电子元器件完全浸没在非导电、高热容量的冷却液中。此方案利用液体的高效导热性循环带走服务器热量,实现了对发热部件快速、直接和充分的冷却,因此也称为“直接接触式”液冷。相较于非接触式的冷板式液冷,浸没式液冷可完全去除服务器内部的散热风扇。这种架构带来了极致的散热及节能效果,其数据中心PUE(电源使用效率)值理论上可降至1.1及以下。
根据冷却液换热过程中的相态变化差异,浸没式液冷可分为单相浸没与两相浸没两大技术路线,二者散热原理、效能表现各有侧重,其中两相浸没技术散热性能更为卓越。
单相浸没式液冷技术比较成熟稳定,整个过程中冷却液一直保持液态,没有沸腾、汽化这些相变过程,设备运行产生的热量被冷却液吸收之后,通过循环管路传到CDU(冷量分配单元)换热设备,把热能传导到外部散热系统散发掉,降了温的冷却液回流循环,形成稳定的闭环散热体系。从卧式到立式,单相浸没液冷在机柜形态方面实现了更新换代,传统的卧式机柜维护起来比较麻烦,检修的时候得掀开腔体顶盖,用专门的设备把服务器抽出来,不但费时间又费力气,还容易让冷却液挥发、外泄,让运营成本变高。新型立式机柜的布局契合主流冷板式架构,它可以支持板级密封和模块化插拔,既保留了浸没式液冷的高功效优势,还具有冷板式技术运维便捷的特点,能够有效降低运维复杂度以及长期运营成本。

单相浸没式液冷系统结构图(立式)
两相浸没式液冷是更为先进的迭代技术,核心依托相变潜热实现高效散热。它用的是低沸点介电冷却液,设备产生的热量让冷却液很快沸腾汽化,通过相变过程带走好多热能,气态的冷却液接着在冷凝器里凝结成液态,再循环用,换热效率比单相技术强多。在机柜架构上,两相浸没同样分为卧式与立式,相较于卧式腔体整体循环的模式,立式架构将单设备节点打造为独立小型浸没腔体,解决了相变冷却液运维耗散问题,与此同时具备更强的设备兼容性与更便捷的操作体验,目前已成为行业重点研发与落地的主流方向。

两相浸没式液冷系统结构图(立式)
整体来看,浸没式液冷通过技术迭代持续突破散热与能效瓶颈,立式单相、两相架构的普及,逐步解决了传统液冷成本高、运维难的痛点。随着智算中心规模化建设与绿色算力政策推进,极致节能、高效散热的浸没式液冷技术或成为数据中心热管理的核心选择,助力算力产业实现高性能与低能耗的双向突破。
参考来源:
华创证券《AIDC系列深度报告——技术迭代加快,液冷放量元年》