液冷服务器是降低PUE值的利器

高密度数据中心发展至今,迫切需要解决的问题是降低PUE值。随着电子信息机房IT设备和供配电系统的高度集成化,机房散热量日渐趋高,必须要有强大的制冷系统,来维持机房的环境温度能保持在一个合理范围内。从图1中可以看出,电力在数据中心的消耗仅有33%供给了IT负荷,散热负荷却高达63%,也就是说,散热负荷已经远远超过了IT设备的负荷。这意味着,降低IT设备的发热量,可相应地降低散热负荷,也就是降低了用于制冷设备的电力,这对于降低PUE值是一个关键的因素。

目前,很多数据中心的服务器散热采用风冷技术,即用空气来冷却。空气并不是很好的冷媒。若采用液冷,其冷却效果比空气强1000～3000倍。风冷所不能解决的高能耗、低性能的问题,用液冷技术却可以得到显著的改善。服务器也因此实现了高密度、低噪音、低传热温差、全年自然冷却的效果。

制冷系统的制冷原理主要在于冷量传输的途径差异。冷媒的全热为显热与潜热之和。湿热是液体在加热或冷却过程中,温度升高或降低而不改变其原有相态,所需吸收或放出的热量时,不发生相变;而潜热是相变潜热的简称,为单位质量的物质在等温等压情况下,从一个相变化到另一个相时,所吸收或放出的热量。这是物体在固、液、气三相之间以及不同的固相之间相互转变时具有的特点之一,固、液之间的潜热称为熔解热或凝固热,液、气之间的潜热称为汽化热或凝结热,而固、气之间的潜热称为升华热或凝华热。

由于液体的比热容大,能吸收大量的热量而保持温度不会有明显的变化,液冷系统中CPU的温度能够得到很好的控制,突发的操作不会引起CPU内部温度瞬间大幅度的变化,因此能允许CPU进行超频工作,从而节省服务器的数量。此外,由于泵的噪声很小,整个液冷系统的噪音比与风冷系统小很多,可达到“静音机房”的效果。此外,由于省掉了风扇及机房专用空调系统,因此节省了电费和耗能。

服务器设计者和数据中心运营商主要关注的问题是数据中心系统的稳定性。然而,在液体冷却系统中,一个接头的失效就会导致冷却液无法自动替补供应。因此,对机械冲击的抵抗能力及可靠性是液体冷却系统快速插拔接头的重要特征。服务器设计者就需要构造优良、锁紧机构简单、制作材料耐用并兼容的快速插拔接头。这种接头必须能够长期保持连接状态,但在断开进行维护时快速接头内集成的阀门能够迅速动作,以避免冷却液的溢出。使得密封件应当与冷却液兼容,以避免膨胀、收缩或者变形。　

　　在使用液体冷却系统时,为了更好地保障电子设备周围设施的安全性与可靠性,数据中心运营商需要采用坚固耐用且保证无滴漏的连接设备。快速接头连接后的多重密封和无密封摩擦功能,能够保证液体冷却设备即使在长时间处于连接状态和压力的情况下,在断开时也能保证无溢漏,大大提高了液体冷却系统的安全性和可靠性。