在数字化浪潮奔涌向前的当下,数据中心作为数字世界的“超级大脑”,承载着海量数据的存储、处理与运算任务。随着人工智能、5G、物联网等前沿技术的蓬勃发展,数据中心的算力需求呈井喷式增长 ,单机柜功率密度不断攀升,传统风冷散热技术愈发显得力不从心,高能耗与散热难题成为制约数据中心可持续发展的瓶颈。在此背景下,液冷技术与计算流体动力学(CFD)仿真技术脱颖而出,作为数据中心与智算中心的年度大展,2025第14届北京国际数据中心与智算中心展览会与9月24-26日在北京.国家会议中心隆重举办!热忱欢迎业内人士前来参观!
展会名称:2025第14届北京国际数据中心与智算中心展览会
展会时间:2025年9月24-26日
展会地点:北京.国家会议中心
液冷技术:突破散热极限的关键力量
在2025北京数据中心与智算中心展览会上,液冷技术成为绝对焦点,众多参展企业纷纷展示其在液冷领域的最新技术成果与创新方案。从冷板式液冷到浸没式液冷,再到风液混合冷却系统,丰富多样的技术路径与产品全方位地呈现了液冷技术的强大实力与广阔应用前景。
与传统风冷技术相比,液冷技术在散热效率上有着质的飞跃。空气的导热系数极低,仅为液体的1/25 ,这使得风冷在应对高功率密度设备时,制冷能耗占数据中心总能耗的30%-40%。而液冷技术通过液体介质直接或间接接触发热源,能够迅速将热量带走,大幅提升散热效率。如泉州某液冷数据中心采用浸没式液冷技术,成功将散热能耗降低90%-95%,IT设备能耗降低10%-20%,PUE降至1.05,实现了高效节能运行。华为的全液冷方案在50kW机柜上,每年可节省50万度电,相当于减少237.5吨碳排放,为践行“双碳”目标做出了积极贡献。
液冷技术还能够实现数据中心的高密度部署。由于散热效率的提升,单台机柜可以容纳更多的服务器,有效提高了机柜的部署密度,降低了数据中心内部网络传输成本。同时,液冷系统运行时噪音极低,能够为机房工作人员营造一个安静舒适的工作环境。
在实际应用中,冷板式液冷和浸没式液冷各有千秋。冷板式液冷对数据中心与服务器架构的改造程度较小,产业链成熟度高,部件更换运维便捷,初期投资相对较低,因此市场占有率较高;而随着芯片功率的不断提升,浸没式液冷在散热能力上的优势愈发显著,能够满足更高功率密度的散热需求。不少企业在权衡成本与性能后,选择采用风液混合的冷却模式,取得了良好的节能效果。例如,秦淮数据华北某基地项目采用“液侧冷板液冷和风侧磁悬浮相变”的冷却组合系统,实际运行PUE低至1.128,全年WUE预计仅为0.15 ,成为行业节能的典范。
CFD仿真:精准优化液冷系统的数字手术刀
在数据中心的复杂环境中,仅靠液冷技术本身还不足以实现最佳的散热效果。计算流体动力学(CFD)仿真技术的出现,为液冷系统的设计与优化提供了一把“数字手术刀”,能够从微观层面深入剖析流体动力学特性,实现散热性能的精准调控。
Cadence Reality DC的CFD仿真技术北京数据中心展览会上备受关注。该技术通过3D建模,能够对数据中心机柜间的气流分布进行动态模拟分析,有效消除90%以上的热点,确保设备在均匀的温度场中稳定运行。英国的Kao Data利用CFD仿真技术设计了首个无机械冷却的数据中心,将PUE降低至1.1以下,开创了数据中心节能的新模式。
CFD仿真技术还可以在不同负载场景下对液冷系统的散热表现进行模拟验证,通过优化冷却液流速、管道布局和相变策略,实现系统性能的最大化。以Cradle CFD在液冷电池组设计中的应用为例,通过调整乙二醇 - 水混合冷却液的比例和逆流配置,成功将芯片温度控制在26.7℃,保障了电池组的高效稳定运行。
在数据中心的全生命周期管理中,CFD仿真结合数字孪生技术,能够实时监控冷却液的流量、温度和压力等关键参数,预测设备的老化趋势,提前进行维护预警,将维护成本降低30%。通过数字模型,运维人员可以在虚拟环境中对各种工况进行模拟分析,制定最优的运维策略,大大提高了数据中心的运维效率与可靠性。
政策驱动与经济价值:液冷+CFD发展的强大动力
液冷技术与CFD仿真的快速发展,不仅源于技术自身的创新突破,更离不开政策层面的刚性约束与经济层面的效益驱动。
在政策方面,各地政府纷纷出台严格的数据中心能效标准与节能减排政策。北京市自2026年起,对PUE>1.35的数据中心征收差别电价,超限额部分加价0.2 - 0.5元/千瓦时;上海市要求2025年新建智算中心液冷机柜占比超50%,PUE≤1.25。这些政策的出台,迫使数据中心运营企业加快技术升级步伐,积极采用液冷+CFD等先进技术,以满足政策合规要求,降低运营成本。
从经济角度来看,虽然液冷技术的初期投资较风冷技术高20%-30%,冷板式液冷国内成本约3000 - 4000元/kW,浸没式约5000 - 6000元/kW,但从长期收益来看,液冷方案3 - 5年即可收回投资。Global Switch香港数据中心通过液冷改造,每年节省电费超百万美元,经济效益显著。此外,液冷机柜功率密度的提升,使得同等算力需求下的数据中心占地面积减少40%,有效降低了土地成本与建设成本,进一步提升了液冷技术的经济竞争力。
技术融合与产业协同:开启数据中心能效革命新征程
在2025智算中心展览会上,将看到了液冷技术与CFD仿真技术融合发展的新趋势,以及产业链上下游企业之间紧密的产业协同效应。
一方面,液冷技术与自然冷源(如海水冷却、蒸发冷却)的结合成为研究热点。通过充分利用自然冷源,有望进一步降低数据中心的能耗,将PUE降低至1.0 ,实现近乎零能耗的制冷目标。同时,标准化进程也在加速推进,中国移动等企业积极推动《冷板液冷服务器设计白皮书》的制定,统一接口规范和测试标准,促进液冷产品的通用性与互换性,推动产业规模化发展。
另一方面,随着全球液冷市场规模的不断扩大,2025年预计达231.8亿美元,中国占比超30%,产业链上下游企业如曙光、华为等纷纷加大研发投入,加速技术迭代创新。从芯片厂商到服务器制造商,从液冷设备供应商到系统集成商,各环节企业紧密合作,形成了完善的产业生态体系,共同推动液冷+CFD技术在数据中心领域的广泛应用与深度发展。
液冷技术与CFD仿真技术的有机结合,正在引领数据中心能效革命的新潮流。从解决散热难题到降低能耗成本,从满足政策要求到推动产业升级,这场革命涵盖了数据中心发展的方方面面。展望未来,随着技术的不断进步与产业协同的持续深化,数据中心将朝着更加绿色、智能、高效的方向大步迈进,为数字经济的蓬勃发展提供坚实的算力支撑与能源保障 。而那些积极拥抱变革、勇于创新的企业,也将在这场能效革命中抢占先机,成为行业发展的引领者。
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