踐行“碳中和”理念數據中心液冷技術受矚目

熱管理 2021-04-21

全國兩會期間，“碳達峰”“碳中和”穩居能源領域的“C位”話題，不僅被首次寫進《政府工作報告》，還特別在此項工作中提及，要促進新型節能環保技術、裝備和產品研發應用，培育壯大節能環保產業。

在數字經濟和萬物互聯的時代，海量數據的計算與處理需要不斷擴大數據中心的基礎建設規模，由此也帶來了能耗激增的問題。據《中國“新基建”發展研究報告》，到2025年，全球數據中心將占全球能耗的最大份額，高達33%。而在國內，全國數據中心的耗電量已連續八年以超過12%的速度增長，未來占社會總用電量的比例將持續增長。

此外，大量數據吞吐和運算使得作為人工智能、大數據等新興技術“大腦”的數據中心面臨著前所未有的能耗和散熱挑戰。科智咨詢發布的《2019-2020中國IDC產業發展研究報告》指出，隨著數據中心計算力的提高，對于新建的數據中心而言，最大的資金投入不是建筑本身，而是保證電力供應的設備成本以及機房制冷成本。因此降低冷卻耗能，并推進數據中心低碳運轉是踐行“碳中和”理念的關鍵一環。

業內普遍認為，液冷技術是降低數據中心能耗的最可靠與可行的方案。中國信息通信研究院云計算與大數據研究所所長何寶宏指出，高密度計算正促使數據中心液冷技術興起，液冷不僅是制冷方式的改變，還可能變革整個數據中心生態。

因此，憑借有效降低能耗、減少故障率和突破了環境局限等優勢，液冷技術已經成為全球數據中心發展的重要技術趨勢。目前，IBM、谷歌、英特爾等國際巨頭早已紛紛在該領域展開布局，在國內，以網宿科技、華為、中科曙光為代表的科技公司也積極投入了液冷的技術研發與市場拓展。

液冷是指使用液體作為熱量傳輸媒介，為發熱部件進行換熱，進而帶走熱量的技術，并非像風冷那樣間接通過空氣制冷。液體傳導熱能效果更好，是空氣的25倍，溫度傳遞效果更快、更優。同時，由于液體的比熱容大，在吸收大量的熱量后自身溫度不會產生明顯變化，故而能夠穩定CPU溫度。與風冷系統相比，液冷能節省約30%能源，有效降低能源消耗比，可以將PUE（一種評價數據中心能源效率的指標）降到1.05，實現綠色數據中心的要求。此外，相比空氣而言，液體比熱容不受海拔與氣壓影響，因此液冷數據中心在高海拔地區仍然可以保持較高的散熱效率。

更為重要的是，采用液冷數據中心可以更好的收集余熱，并創造出可觀的經濟價值。這是因為，數據中心的不間斷運行往往能產生巨大熱能，傳統的風冷設備一般是將熱量直接排到大氣中，但液冷數據中心則能以液體為載體，直接通過熱交換接入樓宇采暖系統和供水系統，滿足居民供暖和溫水供應等需求。這不僅節約了能源，還能為數據中心創造附加值。