计算机和服务器液体冷却用高效快速插拔接头的7大特征-电子技术方案|电路图讲解

如何以高效、有效且安全的冷却系统消除服务器散发的废热，在数据中心基础设施设计过程中越来越引起人们的关注。多数数据中心设施都采用大型空调系统和大量的循环空气消除废热。但是以制冷空气冷却服务器的方法成本高、效率低。很多时候，电费是数据中心的最大运行开支。此外，计算机服务器运行更快，数据中心机架密度更高，想通过气流实现有效冷却变得不太现实。

因此，服务器制造商们转而采用液体冷却系统，试图以更高效的方式消除热量。这一理念其实并不新奇。早在20世纪60年代中期，第一台超级计算机就已经采用液体冷却防止设备发生自毁。随着计算机向着更高效的方向发展，并且所产生的废热越来越少，空气冷却开始变得实用起来。然而，当今的微型处理芯片体积越来越小、功能达到了前所未有的强大，但与此同时所产生的热量也越来越多。随着CPU时钟频率和机架功率密度的提高，制造商们又再次选择以液体冷却方式消除余热。另外，水性循环液体的去热效率比气流高30倍，因此采用液体冷却能够大大降低运行成本。

尽管液体冷却的技术仍然在发展，如今的液体冷却应用正经历逐步调整，以适应数据中心运行的需要，并且逐步模块化，以便于进行维护，实现和空气冷却系统一样简便，并防止在服务器更换时产生滴漏、泄漏或溢出。

服务器用典型液体冷却系统包括一块板式热交换器，直接安装在服务器微型处理器、CPU或者其他热量集中区域。热交换器可以将CPU散发的热量传输到一般由水和乙二醇混合液组成的循环液体上。温度较低或者处于室温的液体向板式热交换器供应，吸收热量后的液体则通过挠性管运出。吸收热量后的液体最终将流向中央液体-空气或液体-液体热交换器，该热交换器可配有冷却器系统，有些型号也可能没有冷却器系统。

采用液体冷却的计算机

关键部件

液体冷却系统有一样关键部件——快速插拔接头。这种快速插拔接头将挠性管连接起来，挠性管的作用是将冷却液输送至各个服务器，并回收到服务器机架上的中央歧管，服务器机架最终和中央液体-空气或液体-液体热交换器相连。当需要维护或更换服务器时，接头应易于断开，并且不会有冷却液滴落或溢到敏感电子器件上。

在选择服务器或其他高端计算机液体冷却用快速插拔接头时，应采用如下设计和性能，以确保可靠性、便利性和实惠性。

1.可靠性

系统稳定性是服务器设计者和数据中心运营商主要关注的问题。确保高可靠性的基本方法之一是当主要部件发生故障时，由备用部件代替。液体冷却系统通常配有备用泵，用于防止发生循环液漏失。然而，冷却系统中的各个快速插拔接头却成为一个故障点 —— 也就是说，如果一个接头失效，则冷却液无法自动替补供应。此外，泄漏还可能引起整个服务器机架发生故障。由此引发了人们对快速插拔接头设计、构造和质量的高度关注。尽管液体冷却系统中的温度和压力相当低，无论是塑料还是金属接头都需要具备充分的可靠性，以确保连接稳固，一次连接之后在数月或数年的时间里保持稳固，并且容易断开，不会有液体滴落或溢出。有些液体冷却系统采用的是液压行业的接头，因为这种接头给人更耐用的感觉。而事实上，这种接头的密封件和内置阀门并不适用于低压场合，或者说并不适合要求一次连接后保持数月或数年的应用场合。因此在为液体冷却系统选择快速插拔接头时，应确保所选接头符合如下要求：

低压应用场合专用
构造优良
锁紧机构简单、可靠（一键连接或半交叉式，参见示例照片）
采用耐用材料制成，所配的O型环、内置阀与冷却介质兼容。

2.耐用性

对机械冲击的抵抗能力以及整体耐久性是液体冷却系统快速插拔接头的重要特征。尽管并不需要经常插拔这些接头，但是系统设计者们常常不大愿意使用塑料接头，因为他们感觉金属接头要更耐用些。然在实际应用中，如今采用工程聚合物制成的快速插拔接头在低压、中温应用场合中，例如电子设备液体冷却，所具备的优点远远不止足够的强度和耐用性。尽管金属或塑料接头都可以成功使用，但是这两种材料的成本却相差很大。