冷板式液冷的运维方法及注意事项

图片：由AI生成

据AI治理中心（GovAI）的研究表明，目前用于训练AI的计算量每六个月就会翻一倍。

为使数据中心能支持更高算力和TDP的芯片，如英伟达H200（最大功耗可达700W），液冷成为了关键的制冷节能技术。据MarketsandMarkets预测，全球数据中心液冷市场规模预计将从2024年的49亿美元增长到2030年的213亿美元，2024-2030年的年复合增长率将达到27.6%。

冷板式液冷是一种较为成熟的液冷解决方案，其原理是在CPU、GPU、DIMM等核心发热部件上安装冷板，然后使用泵和管道将冷却液送至冷板一侧，通过液体流动将热量带走。加热后的液体通过CDU（冷却液分配单元）流向冷却塔，然后再循环回到冷板侧。

在冷板式液冷的实际应用中，运维是一个难题。一是传统制冷系统的运维方法和经验不完全适用，需要建立专门的液冷运维体系和培训体系。二是很多液冷机柜搭载价格高昂的芯片，如果发生漏液等事故，会非常“肉疼”。

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冷板式液冷相比传统制冷方式，减少了制冷主机，更易于运维。

冷板式液冷的主要换热设备为板换，整套系统的占地面积和一台700冷吨冷水机组的占地面积差不多，节省建筑空间。

一个模块系统只服务一个机房，同一栋楼可以布置多个模块，互不影响。

主用设备为冷却塔和循环泵，相比传统制冷系统设备更少，系统运行风险更低。

传统制冷系统通常采用中温水系统，供水温度为12℃-16℃。冷板式液冷系统的供水温度可提高至25℃-30℃，减少了中间环节的温差换热损失，且可充分利用自然冷源散热，必要时可以直接使用软化水进行降温。

除了冷却塔电动阀参与逻辑控制，其余设备均使用手动常开阀门，群控逻辑只涉及泵塔逻辑动作，比传统制冷逻辑简单。

为提高系统运行可靠性，成熟的液冷模块设置了应急补水。当冷冻侧设备故障时，可采用水池内存储的软化水（20℃左右）进行补给，实现与二次侧管路换热降温。模块与模块之间采用双管互联，并设置阀门隔离，必要时可共用换热。

运维人员巡检时，要监测冷却液的水质。结垢、泡沫、细菌等都可能堵塞管道，降低传热效率。运维人员还需检查冷却塔填料表面的结垢情况，关注冷却水的电导率、碱度、水藻滋生情况等。

我们建议每月对冷却液取样检测。冷却液的PH值应保持在7-9之间，电导率1800μs/cm以下，总碱度1000ppm以下，如此可以减缓板换的结垢速度，提高换热效率。若液面低于原定刻度、数值超标或结垢，则需补充液体、更换冷却介质等。

漏液是液冷系统常见的安全隐患。系统中使用的冷却介质一旦泄露，不仅影响连续性制冷，而且会污染环境，还可能会腐蚀组件和线路，导致短路，轻则影响系统性能，重则可能引发火灾。

如图所示，机房二次侧管路阀门多，快接卡箍多，漏液风险较大。

主管道与支路软管连接处为薄弱环节，软管震动、暴力拉扯软管、静电地板脱落等原因，都可能导致卡箍处断开，从而引起漏液。因此，需要增强软管及卡箍处的固定，可以使用成品焊接件或更换成法兰连接。

快接卡箍不具备防脱功能，一旦脱落容易导致漏液，建议把开口卡箍更换为闭口卡箍，避免脱落风险。对于已有的、不方便更换的开口卡箍，可以使用金属扎带捆扎固定。

冷板式液冷系统将管路布置在地板下，机柜分布在地板上（高度2米）。如果管路漏液，压力迅速下降，机柜就会缺液宕机。运维时，建议使用模块定压补水装置或快速补液装置，稳定系统压力，快速补水。

液冷系统的容错性低，任何一个组件和环节处理不好，都可能对整个系统产生影响，需要经验丰富的工程师定期维护、保养设备，检查关键运行参数，以保证散热效率。

冷板式液冷系统主要采用开式冷却塔，常见为横流塔，多台并联形式，N+1配置，环网运行。

日常巡检：重点监测水质；

季度维护：清洗冷却塔塔盘、冷却塔填料、液位浮子，检查清洗布水器，风机轴承加注润滑油，检查更换风机皮带；

年度维护：对冷却塔配电柜进行清灰紧固，开展电机绝缘测试和风扇动平衡测试；

循环泵作为主要动力设备，经常使用单吸离心泵，多台并联形式，N+1配置，环网运行。

日常巡检：关注水泵运行频率和电流，关注过滤器前后压差，留意是否有振动和异响；

季度维护：轴承加注润滑油（非免维护轴承），紧固地脚螺栓，扇叶清灰，清洗进口过滤器（压差大于0.5bar）；

年度维护：对配电柜清灰紧固，进行电机绝缘测试、震动等级检测和轴对中检测；

板换作为主要换热设备，通常采用多台并联形式，N+1配置，环网运行。

日常巡检：重点关注冷却侧及冷冻侧进口过滤器压差，关注冷却侧进水温度与二次侧出水温度温差；

年度维护：清洗进口过滤器、板换翅片，对比板换冷却侧进水温度与二次侧出水温度，温差大于1.5℃则需清洗板换；

CDU作为冷冻水与液冷二次侧工质水的主要换热设备，由板换、循环泵、电动阀等组成，采用多台并联形式，N+1配置，环网运行。

日常巡检：注意电动阀开度、循环泵频率、供水温度、压差运行值；

月度维护：进行漏水检测、工质水浓度和PH值检测、过滤器压差检查；

年度维护：重点进行电动阀开关检测和工质水细菌检测。