“双碳”目标下的数据中心冷却方案与质量检测-电子发烧友网

?随着信息技术的发展迭代，物联网、云计算、大数据、人工智能、5G网络、区块链、AI技术的快速发展，数据量在传输端、存储端呈几何级增长，据IDC统计和预测，全球数据量在2018年约39.9ZB, 并持续保持稳定增长，预计到2028年将增长至393.8ZB，年复合增长率为24.4%，2025年中国数据总量将增长至48.6ZB，占全球44.3%，尤其是AI大模型等训练的应用场景的激增，大型数据中心规模将持续增长。

▲数据来源：全球市场洞察| IDC DataSphere最新趋势预测

IDC正式发布数据云报告，中国数据量规模年增速全球第一-电子工程专辑

截止到2024年底，我国在用数据中心机架规模达到520万架，近五年年均复合增速超过30%。其中，大型以上数据中心机架规模增长更为迅速，按照标准机架2.5kW统计，机架规模420万架，占比达到80%。

数据来源 *:*共研网 2025-2031|中国数据中心行业全景调查与未来前景预测报告_分析_发展_机架

虽然近年来大规模数据中心广泛、快速建设，增长迅猛；但我国中小型数据中心仍然占比较大，而正是中小型数据中心由于机柜发热密度偏小、在选择冷却设备、气流组织时未曾过多关注节能，故而仍存在很多中小型数据中心PUE超过2.0，甚至有些数据中心PUE接近3.0。

数据中心能效与PUE参数解析

首先，我们来了解一个与政策紧密相关的概念——PUE（Power Usage Effectiveness），即能源使用效率。PUE是国内外数据中心普遍采用的衡量能效的指标，其计算公式为数据中心总能耗除以 IT设备的总能耗 。值得注意的是，PUE值越小，表示数据中心的能效越高。

根据《信息通讯行业绿色低碳发展行动计划（2022-2025）》的目标，到2025年，我国新建的大型、超大型数据中心的PUE需要降至1.3以下。我们通过图表来深入了解数据中心能耗的组成。图表中，蓝色部分代表IT设备的能耗，红色部分代表制冷设备的能耗，其余部分则包括电源能耗、照明能耗等。

根据PUE的公式，要降低PUE值，即提高数据中心的能效，关键在于增加IT设备能耗在总能耗中的比例。从图表中我们可以看出，制冷设备的能耗占据了相当大的比例，几乎与IT设备的能耗相当。因此，降低制冷设备的能耗成为降低PUE的关键。

综上所述，为了提升数据中心的能效，我们需要重点关注并优化制冷系统的能效，同时努力提升IT设备的能效，以实现整体能耗的降低和PUE值的提升。

数据中心制冷方式的演变

从数据中心冷却区域而言，可以将数据中心冷却分为芯片级、机柜级、列间级、以及房间级。芯片级（以处理一组芯片或者一台服务器的散热量为目的）、机柜级（以处理一台机柜的散热量为目的，一般装在服务器的背板，也称背板空调）、行（列）间级（以处理一列的多台服务器的散热量为目的）、房间级（以处理整个机房内的服务器的散热量为目的）。

传统数据中心通常采用风冷方式来进行降温，即通过室内与室外空气的热交换来实现冷却。然而，这种制冷方式存在两个主要缺陷：一是空气作为传热介质，其制冷效果相较于水或液体较差；二是风冷方式高度依赖室外环境，特别是在炎热的夏季，风冷效果会大打折扣。

为了克服这些缺陷，数据中心开始越来越多地采用液冷技术。其中，冷板式液冷技术是当前数据中心主流的一种液体冷却解决方案。

冷板式液冷技术的工作原理

首先，在液冷板直接安装在热源上，如CPU或GPU。

然后，在液冷板与热源之间设置一层热介质材料，以增强传热效果。

通过这种方式，液冷板能够高效地吸收并带走热源产生的热量，从而实现更高效的冷却效果。这种技术不仅提高了制冷效率，还降低了对室外环境的依赖，为数据中心提供了更加稳定、可靠的制冷解决方案。

冷板制造商的关键质量检查点

对于冷板制造商而言，尺寸管控是确保产品质量的关键环节。特别是冷板的平面度，必须严格控制，以保证其与热源（如CPU、GPU）的紧密贴合，从而有效传导热量。此外，冷板内部的管道设计也至关重要，必须确保管道内部平滑，? 无切线存在? ，以避免影响冷却液的流动和散热效果。

这些质量检查点不仅是制造商的技术挑战，也是市场对其产品可靠性的重要考虑。通过精确控制冷板的尺寸和管道设计，制造商能够提供更高效、更稳定的液冷解决方案，满足数据中心对高性能和低碳环保的双重需求?。