液冷認(rèn)知篇｜數(shù)據(jù)中心液冷系統(tǒng)與流量監(jiān)測(cè)深度解析

出品：重慶青天特克科技有限公司

企業(yè)定位：專注液冷系統(tǒng)的流量監(jiān)測(cè)與能效優(yōu)化，提供液冷場(chǎng)景專用電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)全套流量測(cè)量解決方案。

前言

隨著AI大模型、高性能算力集群快速落地，服務(wù)器芯片功耗持續(xù)攀升，傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱方案逐漸觸達(dá)散熱性能天花板。液冷技術(shù)憑借超高導(dǎo)熱效率，成為高算力數(shù)據(jù)中心主流散熱路線。液冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，核心取決于冷卻液循環(huán)狀態(tài)，流量監(jiān)測(cè)是液冷系統(tǒng)安全管控、能效優(yōu)化的核心一環(huán)。重慶青天特克深耕液冷流體測(cè)量領(lǐng)域，圍繞冷板式、浸沒式、噴淋式三大液冷路線，配套定制化流量儀表，助力數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)液冷系統(tǒng)精細(xì)化運(yùn)維，降低PUE，保障算力基礎(chǔ)設(shè)施長期穩(wěn)定運(yùn)行。

一、什么是液冷：算力時(shí)代散熱方式的升級(jí)迭代

數(shù)據(jù)中心散熱，本質(zhì)是將服務(wù)器芯片運(yùn)行產(chǎn)生的熱量持續(xù)轉(zhuǎn)移，維持電子元器件工作溫度區(qū)間。傳統(tǒng)方案以風(fēng)冷散熱為主，依靠風(fēng)機(jī)帶動(dòng)空氣流動(dòng)帶走熱量，但該方案存在天然短板：風(fēng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來巨大噪音，風(fēng)機(jī)本身能耗占機(jī)房能耗比例高；空氣導(dǎo)熱系數(shù)低，散熱能力存在上限，無法支撐超高密度算力機(jī)柜部署。

液冷，即利用冷卻液（水溶液、氟化液、礦物油等流體介質(zhì)），直接或間接接觸發(fā)熱元器件，依靠液體介質(zhì)帶走芯片熱量。液體導(dǎo)熱能力遠(yuǎn)優(yōu)于空氣，同等散熱需求下，液冷散熱效率大幅提升，能夠支撐更高算力密度機(jī)柜部署，大幅降低冷卻側(cè)能耗，優(yōu)化機(jī)房PUE（電能利用效率）指標(biāo)，現(xiàn)已成為高算力數(shù)據(jù)中心主流散熱升級(jí)方案。

行業(yè)背景：國家“東數(shù)西算”工程、算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中，明確鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心采用高效冷卻技術(shù)，液冷是實(shí)現(xiàn)新建大型算力中心PUE低于1.2的關(guān)鍵技術(shù)路徑。

二、三大液冷主流技術(shù)路線對(duì)比

當(dāng)前商業(yè)化落地的液冷方案，分為冷板式液冷、浸沒式液冷、噴淋式液冷三類，不同路線的介質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)維要求差異顯著，對(duì)應(yīng)的流量監(jiān)測(cè)需求也各有區(qū)別。

1. 冷板式液冷
   液體流經(jīng)貼合芯片表面的金屬冷板，冷卻液不與服務(wù)器內(nèi)部電子元器件直接接觸。冷板式改造難度低，與現(xiàn)有服務(wù)器硬件兼容性好，是現(xiàn)階段國內(nèi)數(shù)據(jù)中心規(guī)模化落地的主力方案。冷板式管路分支多，CDU冷量分配單元、機(jī)柜支路均需要流量監(jiān)測(cè)，用于均衡各機(jī)柜冷量分配。
2. 浸沒式液冷
   服務(wù)器整機(jī)浸泡在絕緣冷卻液內(nèi)部，分為單相浸沒、兩相浸沒兩種技術(shù)。浸沒式散熱效率為三者最高，適配超高密度算力場(chǎng)景；但設(shè)備維護(hù)、漏液管控、介質(zhì)管理運(yùn)維門檻更高，對(duì)流量、介質(zhì)循環(huán)狀態(tài)監(jiān)測(cè)精度要求嚴(yán)苛。
3. 噴淋式液冷
   將冷卻液精準(zhǔn)噴淋至電路板、芯片等發(fā)熱元件表面。散熱能力介于冷板式與浸沒式之間，管路與噴淋噴頭結(jié)構(gòu)定制化程度高，多用于特定定制化算力場(chǎng)景，需要監(jiān)測(cè)主管路、分支噴淋管路流量，保障噴淋均勻。
   
   

三、液冷系統(tǒng)核心組成部件，找準(zhǔn)流量監(jiān)測(cè)切入點(diǎn)

一套完整液冷循環(huán)系統(tǒng)，主要由CDU冷量分配單元、管路連接件、傳感檢測(cè)設(shè)備三大核心模塊構(gòu)成，沿著冷卻液流動(dòng)路徑，可以清晰理解流量計(jì)在整套系統(tǒng)中的定位。

1. CDU冷量分配單元
   被稱為液冷系統(tǒng)的“心臟”，承擔(dān)冷卻液分配、循環(huán)驅(qū)動(dòng)、溫度調(diào)控、流量調(diào)節(jié)功能。CDU是流量監(jiān)測(cè)最重要的安裝點(diǎn)位，主管路總流量、各支路分配流量數(shù)據(jù)，都在這里采集，是整套液冷系統(tǒng)能效調(diào)控的核心控制點(diǎn)。
2. 管路與連接件
   包含金屬管路、膠管、波紋管、快接頭、閥門、水泵、換熱器等配件，共同搭建起冷卻液密閉循環(huán)回路。管路支路多、管徑多樣，不同支路流量均衡性直接影響機(jī)柜內(nèi)服務(wù)器溫度一致性。
3. 傳感器與檢測(cè)設(shè)備
   包含溫度傳感器、漏液檢測(cè)裝置、流量儀表、智能溫控系統(tǒng)。整套傳感體系實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)識(shí)別流量異常、泄漏、超溫風(fēng)險(xiǎn)，保障液冷系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

重慶青天特克提示：流量儀表屬于傳感檢測(cè)核心設(shè)備，選型需要匹配液冷介質(zhì)、介質(zhì)溫度、管路材質(zhì)、壓力范圍，才能保證長期測(cè)量穩(wěn)定。

四、流量計(jì)：液冷系統(tǒng)不可缺少的監(jiān)測(cè)核心

只要存在液冷流體循環(huán)，就必然產(chǎn)生流量測(cè)量需求。液冷系統(tǒng)本質(zhì)是流體循環(huán)系統(tǒng)，冷卻液是否按照設(shè)計(jì)流量穩(wěn)定循環(huán)，直接決定機(jī)柜散熱效果。流量過高會(huì)造成能耗浪費(fèi)，流量不足會(huì)引發(fā)服務(wù)器局部過熱、降頻甚至宕機(jī)。

流量計(jì)核心作用，是持續(xù)測(cè)量冷卻液瞬時(shí)流量與累計(jì)流量，是液冷系統(tǒng)運(yùn)維、能效分析、故障預(yù)警的核心儀表。流量計(jì)典型安裝點(diǎn)位包含：CDU一次側(cè)管路、CDU二次側(cè)管路、冷卻液循環(huán)主管道、機(jī)柜分支管路。
通過實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)，運(yùn)維人員可以實(shí)現(xiàn)：
① 冷量分配均衡調(diào)節(jié)，保證每臺(tái)服務(wù)器散熱均勻；
② 流量異常告警，提前識(shí)別管路堵塞、泵體故障、漏液隱患；
③ 累計(jì)流量統(tǒng)計(jì)，配合溫度數(shù)據(jù)完成熱耗核算，做系統(tǒng)能效優(yōu)化，降低整體PUE。

針對(duì)不同液冷介質(zhì)、管徑、工況，重慶青天特克提供液冷專用系列流量儀表：
? 電磁流量計(jì)CQTLD/Y：適配導(dǎo)電型冷卻液，穩(wěn)定性強(qiáng)，無壓損，適合大主管路流量監(jiān)測(cè)；
? 渦輪流量計(jì)LWGY-CQ-Y：響應(yīng)速度快，精度高，適合中小型支路冷卻液流量測(cè)量；
? 超聲波流量計(jì)CQTLS/Y：非接觸式測(cè)量，無需破管安裝，適合改造項(xiàng)目、多材質(zhì)管路；
? 質(zhì)量流量計(jì)CQTCMF/Y：直接測(cè)量介質(zhì)質(zhì)量流量，不受溫度、介質(zhì)密度影響，適合高精度計(jì)量場(chǎng)景。

五、液冷流量監(jiān)測(cè)的行業(yè)價(jià)值總結(jié)

算力產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張，液冷市場(chǎng)規(guī)模保持高速增長，而流量監(jiān)測(cè)儀表，是整套液冷系統(tǒng)數(shù)字化管控的基礎(chǔ)硬件。缺少精準(zhǔn)可靠的流量數(shù)據(jù)，液冷系統(tǒng)只能被動(dòng)運(yùn)行，無法實(shí)現(xiàn)精細(xì)化能效管理。

重慶青天特克科技有限公司，立足于液冷賽道流體測(cè)量需求，專注液冷系統(tǒng)流量監(jiān)測(cè)與能效優(yōu)化。依托多品類流量計(jì)產(chǎn)品矩陣，針對(duì)冷板、浸沒、噴淋不同液冷路線，提供儀表選型、方案配套、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試一體化服務(wù)，為AI算力中心、服務(wù)器機(jī)房液冷項(xiàng)目提供穩(wěn)定可靠的流量數(shù)據(jù)支撐，助力國內(nèi)數(shù)據(jù)中心綠色低碳升級(jí)。

參考依據(jù)：《數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)白皮書》、算力基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳相關(guān)行業(yè)規(guī)范；流量監(jiān)測(cè)方案結(jié)合國內(nèi)上百套液冷項(xiàng)目落地經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。