随着数字化技术的发展和算力需求的增加，数据中心产业面临着能耗、散热等挑战。液冷技术作为一种高效、节能、环保的制冷方式，逐渐受到业界的关注和重视。但液冷数据中心的应用落地面临着设计、部署和运维上的挑战，如何选择合适的液冷方案、如何正确的设计和运维数据中心液冷系统，是数据中心运营者亟需了解的问题。

近日，中国IDC圈记者采访了全球知名水和过程管理解决方案企业纳尔科的相关技术负责人，就液冷数据中心方案的分类与选择、液冷系统设计与运维要点、水系统的设计与管理、湿基材料的选择与匹配等方面的话题进行了深度探讨。

Q1：液冷目前主要的分类有哪些?

A：目前国际及国内数据中心液冷市场上，以浸没式液冷和冷板式液冷为主。

Q2：冷板液冷和浸没式液冷与传统的风冷/水冷制冷相比，在水系统的设计架构上是否有特别不同的地方？

A：浸没式液冷和冷板式液冷的二次侧（TCS侧）是采用不导电的电介质液体/工质水作为冷却液将服务器内的热量带走，再通过CDU将热量交换到机房外。一次侧（FWS/CWS侧）一般都是用闭路冷冻水系统（在有防冻要求的北方用乙二醇水或者丙二醇水系统）将热量交换至机房外。而传统的风冷/水冷制冷则相当于只有液冷系统的一次侧（CWS侧）。

液冷与传统风冷制冷/水冷架构相比，其特殊之处就在于它的二次侧（TCS侧）。二次侧的冷却液更“接近”服务器，甚至直接跟服务器接触，这样更直接的换热方式，赋予了液冷数据中心更卓越的换热效率可能性。但同时，冷却液的失效管理所造成的腐蚀、沉积与微生物生长，会直接导致传热效率的指数级下降，存在宕机风险，甚至造成服务器的损坏。

冷板式液冷设计结构示意图

Q3：浸没式液冷一次侧和二次侧一般用什么冷却液？

A：浸没式液冷一次侧水系统可使用市政用水/软化水/RO水，并注意水质指标的监控；在有防冻要求的北方，则使用乙二醇/丙二醇-水系统，在使用醇-水系统时，需尤其注意其被氧化成酸性有机物导致pH下降而引起腐蚀等问题；

二次侧则使用不导电的电介质液体，例如氟化液，聚α烯烃等。

Q4：冷板式液冷一次侧和二次侧一般用什么冷却液？

A：冷板式液冷一次侧水系统与浸没式一次侧水系统的用水要求相似；

二次侧则一般推荐使用含防腐、防微生物生长功能成分的去离子水基冷却液，因其比热容大，可满足高功率处理器的散热需求。

Q5：数据中心设计阶段，冷板式液冷的湿基材料如何选择？

A: 纳尔科建议参考ASHRAE TC9.9标准及主流CPU/GPU厂家的白皮书，一次侧和二次侧对湿基材料选择的建议，比如铜材质及非金属材料的选择等。

Q6：液冷水系统在制造与安装过程中，水系统的处理是否有特别的要求？

A：液冷水系统，特别是冷板式液冷，预制完的二次侧管道在安装过程中，需要有专业的化学清洗预膜，目的是为了去除安装过程中外界杂质、微生物等，保持管道内壁的洁净度，防止因外界杂质、微生物的影响而造成的腐蚀问题。

Q7：部分冷板式液冷数据中心在投入使用后，会发生一次侧冷却水结垢，腐蚀等问题而影响系统散热。在运维过程中，冷板式液冷数据中心一次侧控制哪些关键的指标可以保证系统运行风险最小化？

A：不同的湿基材料的选择对于控制水质的项目、参数均不尽相同。但总体来说，对于一次侧使用水作为冷却介质的系统，应尽量使用RO水或软化水，避免发生结垢沉积的问题。同时通过缓蚀剂、杀菌剂控制水中总铁、铜、微生物的参数监测腐蚀的趋势和微生物的生长。对于使用醇-水体系的系统，需要严格控制体系中的pH以避免醇类物质被氧化、分解生产酸性有机物，加速系统腐蚀。

Q8：前文中提到，冷板式液冷二次侧冷却液的失效管理所造成的腐蚀、沉积与微生物生长，会直接导致传热效率的指数级下降，宕机风险，甚至对服务器的损坏。那在运维过程中，二次侧控制哪些关键的指标可以保证系统运行风险最小化？

A: 二次侧冷却液的管理的确更为精确与复杂，主要考虑冷板式液冷的冷板内部微通道、各种湿基材料的复杂多样性、二次侧冷却液高温的影响等，均跟普通的闭路水系统有很大的区别。目前，国内还没有相关的标准规范。纳尔科建议参考ASHRAE TC9.9以及主流处理器，CPU/GPU厂家的白皮书与相关结论性报告