冷却系统的工作原理是什么

冷却系统的工作原理是什么,第1张

冷却系统的主要工作是将热量散发到空气中以防止发动机过热,但冷却系统还有其他重要作用。汽车中的发动机在适当的高温状态下运行状况最好。如果发动机变冷,就会加快组件的磨损,从而使发动机效率降低并且排放出更多污染物。因此,冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温,并使其保持恒温。
汽车冷却系统分为两种类型:
液冷和风冷。液冷液冷汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量,从而降低发动机的温度。液体流过发动机后,转而流向热交换器(或散热器),液体中的热量通过热交换器散发到空气中。风冷某些早期的汽车采用风冷技术,但现代的汽车几乎不使用这种方法了。这种冷却方法不是在发动机中进行液体循环,而是通过发动机缸体表面附着的铝片对气缸进行散热。一个功率强大的风扇向这些铝片吹风,使其向空气中散热,从而达到冷却发动机的目的。因为大多数汽车采用的是液冷,管道系统汽车中的冷却系统中有大量管道。
泵将液体输送至发动机缸体后,液体便开始在气缸周围的发动机通道里流动。接着,液体又通过发动机的气缸盖返回恒温器位于液体流出发动机的位置。如果恒温器关闭,则液体将经过恒温器周围的管道直接流回到泵。如果恒温器打开,液体将首先流入散热器,然后再流回泵。

发热量最大的部件CPU是否与散热液体直接接触。
其中,浸没式为直接接触,冷板式是通过将液体灌输在传导设备中,与CPU贴在一起带走热量。
是国际领先的浸没式液态散热整体解决方案提供商⌄团队掌握了包括高性能导热材料、高效散热的热流模型以及纳米级的镀膜技术等应用于浸没式散热方案的核心技术。
蓝海大脑液冷服务器 HD210 H系列突破传统风冷散热模式,采用风冷和液冷混合散热模式——服务器内主要热源 CPU 利用液冷冷板进行冷却,其余热源仍采用风冷方式进行冷却。通过这种混合制冷方式,可大幅提升服务器散热效率,同时,降低主要热源 CPU 散热所耗电能,并增强服务器可靠性。经检测,采用液冷服务器配套基础设施解决方案的数据中心年均 PUE 值可降低至 12 以下。

液冷散热系统。其中液冷散热系统包括:基板、多个热源、冷板、水泵、制冷管、制冷部;多个热源,其被安装在所述基板上;冷板,其被设置在所述基板的安装有所述热源的一侧;冷板和制冷部之间采用刚性连接,使二者不产生相对位移。冷板和制冷部之间采用刚性连接,简化水冷系统的连接方式,并且提升管路之间连接可靠性,降低泄漏风险。

技术上都可以实现的,但是gpu卡液冷稍微有点难度,因为gpu是链接着显存的,两者需要共同散热,而gpu和显存不一定配套,需要定制,或者找到显存对应的厂商制作,成本和难度都大大增加。
而cpu的散热只和自身有关,根据主流cpu的规格设计液冷方案就可以了。
不过,现在由于gpu卡的功耗不断提升,液冷卡也会越来越多的,相信慢慢也就会有标准了。
液冷方案参考链接:>在做深度学习训练、高性能计算、医学研发⌄遥感测绘、地质遥感、生命科学、冷冻电镜、AI绘画、AIGC研究时,都可以选择使用高性能液冷服务器。据我所知,蓝海大脑拥有完全独立自主和灵活定制能力,是国内最早从事液冷GPU服务器的厂商之一,在加固、保密、安全等独特的产品技术领域有着深厚的积累。蓝海大脑的端到端解决方案,实现了AI、云计算、大数据、5G、区块链、元宇宙、医药研发等新兴技术的创新应用,积极为中国新基础设施、信创、东数西算、社会经济数字化、智能化转型升级提供坚实的算力保障。同时,重视全球合作共赢,与英特尔、英伟达、希捷、华为、腾飞等国内外产业链伙伴保持着紧密的战略合作关系,加速产品方案的适配和应用场景的拓展,更好的服务各行业用户。

什么是液冷?

顾名思义,液冷就是采用冷却液体接触热源进行冷却的方式。

传统服务器的冷却方式是通过空气进行换热,该技术方案很好的将IT设备与冷却设备进行了解耦,从而使得制冷系统形式能够实现多样化,但由于空气比热容较小,体积流量受服务器进风口大小限制,换热能力有限。自然而然,为了提高换热效率,采用更高比热容的换热介质、更大接触换热面积的、更大的换热体积流量的方案就成为了提高制冷效率的必然选择。从这三方面考虑,采用全面浸没的换热方式显然具有更高的换热效率,从而可以实现更好的节能效果。因此,液冷技术就顺其自然的进入了数据中心领域。

什么是风冷?如何区别液冷和风冷?

很多人会把传统意义上的风冷和液冷所对应的“风冷”概念相互混淆。其实,传统上所谓的风冷和水冷,指的是数据中心制冷系统的室外侧冷却方式。其中传统上默认的服务器冷却方式都是空气冷却(风冷);而液冷相对所说的风冷,指的是室内侧服务器的冷却散热方式,这二者完全是指的两个不同部分的换热形式。因此,可以参考冷水主机关于室内侧和室外侧换热整合的说法进行命名。按照数据中心室外侧散热方式+室内侧服务器换热方式的完整命名方式划分,可分为四种类型,其分类方式应该按照如图3所示两两组合:

 风冷与水冷场景定义

由此我们可以得到更为全面的室外侧+室内侧的冷却类型分类命名方法:分别是全风冷(代表:传统DX系统精密空调)、风冷液冷(液冷+干冷器/风冷冷凝器)、水冷风冷(代表:水冷冷冻水系统)和水冷液冷(液冷+冷却塔)四种形式。

由此我们可以看到,液冷和传统上数据中心所说的“风冷”并不是同一维度的事物,我们需要将室内外两侧区分开来看待,液冷同样具有多种的换热形式,可以实现完全不消耗水的空气冷却方案,也可以称之为风冷液冷或无水液冷。

作为国内液冷技术的领先者,海光芯创基于自身液冷集成平台所自研的液冷光模块,在数据中心节能减碳方面发挥了巨大价值。可直接降低数据中心运营成本,能耗降低近40%。海光芯创 液冷光模块

液冷不仅是散热方式的改变,更可能改变整个数据中心的生态,目前关于液冷标准还处在一个需要完善的阶段。未来,海光芯创将携手产业链上下游合作伙伴,推动液冷标准的完善,从而让液冷数据中心快速发展。

来源:阿里基础云设施 作者:严瀚(仅做信息交流使用。如有侵权,联系删除)

和传统的风冷技术相比,液冷系统导热能力是空气的25倍,同体积液体带走热量是同体积空气的近3000倍。另外在耗电量方面,液冷系统约比风冷系统节省电量30%-50%。

2022年6月29日,工信部等六部门发布《工业能效提升行动计划》,明确规定,到2025年,新建大型、超大型数据中心电能利用效率(PUE,指数据中心总耗电量与信息设备耗电量的比值)优于13。这为液冷服务器和液冷数据中心建设带来了重要发展机遇。

传统风冷数据中心PUE往往大于18,因为风冷数据中心有室外空调,空调压缩机要正常运转,要有更多的电能让空调压缩机的冷风吹进去,热风吸收回来,再通过压缩机进行来回处理,让热风变成冷风。另外风的比热容很低,要具备极大的风量,能源损耗非常大,要让1000W的服务器正常运转,通常需要耗费18千瓦的电量。

液冷如何降低能耗,降低数据中心PUE?

和风冷方式不同,液冷方式可以控制进冷却液温度,只要冷却液温度能够降到40度以下,就能够保障数据中心正常运转,唯一需要多耗费的电能是要有循环泵,把冷却液不断的循环,有CDU把冷却液量精准的分配到每台服务器上,这意味着全国绝大部分地区都能够使用无需压缩机的全年全自然冷却,能够把整个数据中心的PUE降到12以下。


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