通用的液冷系统架构由三个主要的要素构成，分别是一次侧（室外）的冷源、二次侧（室内）的热捕获和冷量分配单元CDU。

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基于以上要素，冷板式液冷系统的原理即冷却液通过冷板捕获芯片热量后，输入至CDU与一次侧交换热量，最后通过冷却塔等设施输出至外界环境，完成散热。

今天，我们先来聊聊一次侧的冷源形式都有哪些！

根据液冷二次侧末端不同的水温需求，液冷一次侧冷源可选择性采用自然冷却系统或机械制冷系统。

自然冷却是利用室外空气的冷量进行冷却过程，具体可细分为开式冷却塔、闭式冷却塔和干冷器等设备实现，可提供30°C 以上的冷却水。

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开式冷却塔通过将循环冷却水直接喷淋到冷却塔填料上，与风机带动的气流对流换热，冷却后的循环水在冷却塔底部出水。

闭式冷却塔是将管式换热器置于塔内，通过室外流通的空气、喷淋水与管内的循环冷却水进行热交换而实现向大气散热的设备。闭式冷却塔有内循环和外循环两个系统，其内循环通过与被冷却设备对接，构成一个封闭式系统，将系统热量带到冷却塔，也即内循环水通过换热盘管将热量传递到大气中；外循环由循环喷淋泵，布水系统、集水盘及管路组成，外循环水不与内循环水相接触，只是通过冷却塔内的换热器吸收内循环水的热量，然后通过和空气直接接触来散热。

干冷器即干式冷却器，其工作过程没有水的消耗，是通过管内走液体与管外走自然风来冷却管内液体，降低管内液体温度，达到冷却的目的。

机械制冷系统依靠带有压缩机的直膨系统提高制冷效率，压缩机将冷媒加热至高温高压状态，经过冷凝器冷却、膨胀阀降压后即可得到低温冷媒。根据冷凝器端冷却介质差异，可以分为风冷冷冻水系统和水冷冷冻水系统，可为二次侧提供12°C-18°C 的中温冷冻水。

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风冷冷水机组依托风扇，通过空气直接带走冷凝器释放的热量实现冷媒冷凝，向下游设备提供冷冻水。风冷冷冻水系统不需要占用专门的机房且无需安装冷却塔及泵房，初期成本投入较低、运行方便，不需要专业人员维护，无冷却水系统，具备节水和降低维护费用等优点。但风冷冷水机组一般装在室外，运维环境相对较为恶劣，维护性及可靠性均不如水冷冷水机组，并且风冷机组在夏季高温制冷效果较差、噪音大、运行效率较低。

水冷冷水机组与风冷冷水机组主要在冷凝器部分存在差异，通过冷却塔水循环实现冷媒冷凝，具有耗电量较低、全年制冷效果好、可靠性高和使用寿命长的优点。但其需要专用机房、冷却塔、冷却水泵等设备，初投资较大，并且需要循环水，水资源消耗较大。

当然了，一次侧冷源有多种组成形式，需根据当地室外环境温度（包括干球/湿球温度）及液冷服务器的进液温度，确定是否需要下调水温。另外供水温度应比室内露点温度高出 2°C～3°C 左右，以防结露。

方案一：冷水机组+冷却塔（开式+板换）

在高热高湿地区，机房环境温度要求高，直接采用闭式冷塔/干冷器无法直接满足供冷要求，需要辅助机械制冷装置；冷源通常采用冷水机组+冷却塔的联合供冷的方式，此结构适应性强，效率高，但耗水量较大，不适合缺水的地区。

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系统根据室外温度变化分成两种模式：

模式一：室外温度较低，无需冷机开启，仅凭冷塔+板换即可满足制冷要求。

模式二：冷塔出水水温高于CDU需求，需要机械降温补冷，形成冷塔+冷机的组合形式。

方案二：风冷冷水机组

风冷冷水机组将冷凝器、水泵、压缩机等部件合成整体，且通常配置干冷器（免费冷源模块），集成度高；但是无法利用水的蒸发潜热，系统能效低，适合系统偏小环境以及缺水地区。

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使用模式与场景1相近，也具备两种模式：

模式一：室外温度较低，无需冷机开启，仅凭免费冷源模块即可满足制冷要求。

模式二：免费冷源模块无法满足CDU的温度要求，需要机械降温补冷，则直接使用风冷冷机形式。

方案三：闭式冷却塔/干冷器

对于当地气温全年较低，可采用闭式冷塔/干冷器直接供冷，全年无需机械制冷。

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该系统也分成两种模式：

模式 1：干模式，无需通过水蒸发散热。

模式2：湿模式，系统需要通过喷水蒸发的潜热带走热量，闭式冷却塔此时和开式冷却塔相同。干冷器通过进风口的湿膜初步降温，再进行二次降温。

方案四：开式冷却塔

开式冷却塔制冷模式与闭式冷却塔完全相同，只是开式冷却塔水路与大气相通，水质较差。

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上述方案以液冷侧需求为主要考量因素。冷板液冷机房在实际运转过程中，液冷系统往往仍然需要配备少量空调使用，以满足服务器中非液冷部件的散热需求。

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作者介绍：本科双非，保送国科大读研的理工男一位持续学习中的赶路人 本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请点击举报。