浅谈数据中心制冷方式

数据中心未来基建的一部分。国内数据中心的建设越来越多，由于数据中心高热负荷的特性，数据中心节能成为一个热门的话题。尤其在碳达峰，双碳目标下，数据中心的制冷方式越来越丰富。本文主要分析几种数据中心的制冷方式及实用条件。

第一种为传统的水冷或风冷冷水机组制冷，国内绝大部分数据中心都是这种形式。随着制冷系统的优化提升，PUE从开始的2.0以上做到了目前1.4以下。但是风冷形式在南方由于冷凝温度高，导致制冷主机效率低，所以水资源充足的地方应采用水冷机组制冷。

第二种为自然冷源利用配合传统制冷系统，此系统一般实用于国内严寒地区和寒冷地区。参考国内部分数据中心的应用案例，此类地区自然冷能的利用占比超过一半时间。多出的投资回收时间一半不超过4年，部分地区一年即可回收。这种自然能源回收系统没有统一规范，各个数据中心均是摸索应用。冰河冷媒专业做载冷剂，在冷能回收利用上有一定的经验，可以结合数据中心自然能源利用。

第三种为氟化液浸泡制冷，此系统阿里巴巴数据中心有测试。他们采用氟化液50℃沸点特点，相变制冷给CPU降温，然后通过冷凝液化回流这种方式，目前测试效果良好。此种方式的有点是氟化液相变的单位热流密度大，能满足CPU高热流密度的扇热。另外还有一些单位采用氟化液做载冷系统，这是在浸泡的基础上将氟化液循环并降温，其换热在对流和过冷沸腾之间，传热效率也高。此种方案需要大量氟化液，初投资成本较高。

第四种为蒸发制冷，此系统主要通过水蒸气的蒸发来吸热制冷，无需压缩机压缩，系统的用电负荷较低，PUE可以达到1.1。但是此方案收天气的影响较大，需要湿球温度低的地方较合适，收地理位置影响。另外就是制冷设备体积较大，投资较高。

第五种为吸收式制冷，这种主要是利用废弃余热来制冷，但是热源的温度对制冷效率影响很大。数据中心回收的热源在50℃，利用吸收制冷的效率非常低，且技术上难度大。如果数据中心附近有较高温度的废弃热源90℃以上，采用此方法还是比较节能的。此种制冷方案，目前应用较少，多数科研机构还在摸索吸收材料和降低回收热源温度。

第六种就是利用直冷系统制冷。目前的氟利昂由于双碳原因，正收到限制。二氧化碳的跨临界循环或超临界循环倒是可以利用，还有待跟多学者的应用于开发。

制冷方式的形式是多样的，最终的目标还是节能环保稳定，才是数据制冷系统的目标。冰河冷媒专注数据中心的应用，提供专业载冷剂。

中国专业载冷剂的开创者，冰河冷媒的起点便锚定行业痛点。早在上世纪90年代，香港科技大学陈国华教授携团队与朝阳光达化工联合研发，成功攻克传统载冷剂（盐水、乙二醇）腐蚀设备、温域狭窄、效能低下的三大难题，推出国内首款环保型高效载冷剂，并斩获中国发明专利 。30年来，冰河集团深耕细分领域，建成辽宁省液态传热介质实验室，与大连理工大学等高校深度合作，累计取得8项发明专利、5项实用新型专利，从“M3超膜防锈技术”到“Modify2000复合改性”技术，持续引领行业技术革新 。