数据通信设备中心液体冷却指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美国采暖制冷空调工程师学会 编，杨国荣 等 译

图书标签:

• 数据中心
• 液体冷却
• 散热
• 通信设备
• 服务器
• 冷却系统
• 数据中心基础设施
• 节能
• 可靠性
• 维护

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112115594

版次：1

商品编码：10061483

包装：平装

丛书名： 美国采暖制冷空调工程师学会数据中心系列丛书

开本：16开

出版时间：2010-01-01

用纸：胶版纸

页数：74

字数：150000

正文语种：中文

内容简介

　　《数据通信设备中心液体冷却指南》适用于移动通信、IT行业等具有大型计算机房的投资者、建设者、暖通空调设计人员、高校师生等。该书共6章，分别从数据中心设施冷却装置、管路系统、数据通信设备液冷方法、冷水系统基本要求及冷液基础设施对工艺冷却系统要求等几个方面对高密度数据中心液冷系统设计方法及要求进行了详细地叙述，其内容深入浅出，对从事数据中心设施液冷设计的暖通设计人员具有较大的参考价值和指导作用。

目录

第1章 概论
1.1 定义
1.2 液冷系统

第2章 设施冷却系统
2.1 概述
2.2 设备
2.3 排热设备
2.4 水泵
2.5 能量回收设备

第3章 设施管路设计
3.1 概述
3.2 空间考虑
3.3 管路的基本构架
3.4 冷水站房管路布置
3.5 水处理问题
3.6 地震防护

第4章 数据通信设备液体冷却方法
4.1 液体冷却机架和机柜概述
4.2 风冷与液冷数据通信设备概述
4.3 冷液分配装置(CDU)概述

第5章 冷水系统冷却基本要求
5.1 建筑设施冷水系统(CHWS)
5.2 非冷水设施系统

第6章 液冷基础设施对工艺冷却系统的要求
6.1 基于水的工艺冷却系统
6.2 非基于水的工艺冷却系统
参考文献
术语汇总
附录

前言/序言

数据通信设备中心液体冷却指南 简介 在瞬息万变的数字时代，数据通信设备的性能和可靠性已成为企业生存和发展的生命线。然而，随着计算能力的指数级增长，设备产生的热量也随之急剧攀升。传统风冷散热方式在应对日益严峻的散热挑战时，正面临着效率瓶颈、噪音污染、功耗高昂以及空间占用过大等诸多难题。在此背景下，液体冷却技术，以其卓越的散热效率、静音运行、节能环保以及紧凑设计等优势，正以前所未有的速度渗透并引领着数据通信设备散热的新潮流。 本书，《数据通信设备中心液体冷却指南》，旨在为广大数据中心从业者、IT基础设施工程师、设备制造商以及对新兴散热技术感兴趣的技术人员，提供一本全面、深入且极具实践指导意义的专业参考书。本书不拘泥于理论的堆砌，而是以解决实际工程问题为导向，系统性地梳理和阐述了数据通信设备中心液体冷却的方方面面，力求为读者提供一套完整的知识体系和可操作的解决方案。 本书内容概述 本书共分为十二章，层层递进，环环相扣，从宏观的行业趋势到微观的技术细节，再到未来的发展方向，为您呈现一个关于液体冷却技术的完整图景。 第一章：数据通信设备散热挑战与液体冷却的崛起 本章将首先深入剖析当前数据通信设备面临的散热困境。我们将详细分析高密度计算、AI/ML工作负载、GPU普及等因素如何驱动设备功耗和发热量的激增，并探讨传统风冷技术在应对这些挑战时的局限性，如散热效率衰减、噪音、能耗浪费以及对环境的影响。 随后，本章将重点介绍液体冷却技术的发展历程及其作为下一代散热解决方案的必然性。我们将概述液体冷却的基本原理，并初步阐述其相比风冷的显著优势，为后续章节的深入探讨奠定基础。这部分内容将帮助读者建立对液体冷却技术的初步认知，并理解其在当前和未来数据中心建设中的重要地位。 第二章：液体冷却的原理与基本分类 本章将聚焦液体冷却的核心技术原理。我们将深入解析热量传递的几种基本方式（传导、对流、辐射），并详细解释液体冷却如何通过流体介质的高热容和高导热性来高效地吸收和导出设备产生的热量。 在此基础上，本章将对当前主流的液体冷却技术进行详细分类和介绍。我们将区分直接液体冷却（DLC）和间接液体冷却（iLC），并进一步细分不同的实现方式，例如： 直接液体冷却（DLC）： 浸没式冷却：单相浸没式和两相浸没式冷却的原理、优缺点、适用场景及常见介质。 冷板式冷却：服务器CPU、GPU、内存等关键组件上安装液体冷板的原理、结构特点、性能表现以及与服务器设计的集成方式。 间接液体冷却（iLC）： 蒸发冷却：利用水或其它冷却剂蒸发吸热的原理，介绍其在数据中心空调系统中的应用。 液冷机柜/行级冷却：将液体冷却单元集成在机柜或服务器行末端的方案，介绍其工作流程和散热能力。 通过本章的学习，读者将对液体冷却的不同技术路径及其核心原理有清晰的认识，为后续选择和评估适合自身需求的冷却方案打下坚实基础。 第三章：液体冷却系统的组成部件与工作流程 本章将从工程实践的角度，详细解析一个典型的液体冷却系统所包含的关键组成部件及其协同工作流程。我们将逐一介绍： 冷却介质：介绍不同种类冷却液（如水、乙二醇混合物、特殊绝缘液体）的特性、选择依据（导热性、绝缘性、防腐蚀性、环保性等）以及管理要求。 循环泵：阐述水泵在维持冷却介质循环中的作用，介绍不同类型水泵（离心泵、磁力泵等）的性能参数、选型考量以及能耗分析。 热交换器（冷排/冷凝器）：详细解释热交换器在将设备热量传递给冷却介质的作用，介绍风冷冷排、水冷冷排、蒸发冷凝器等不同形式及其效率对比。 管道与连接件：讨论管道的材质、直径、弯曲度以及连接件的密封性、耐压性等关键因素对系统稳定性和效率的影响。 储液罐与排气装置：介绍储液罐在补偿液体膨胀和维持系统压力稳定中的作用，以及排气装置在清除系统中气体以确保循环顺畅的重要性。 控制系统与传感器：阐述温度、压力、流量等传感器在实时监测系统状态中的关键作用，以及自动化控制系统在调节泵速、阀门开度以优化散热效率和能耗方面的功能。 通过对这些组成部件的深入剖析，读者将能够理解液体冷却系统是如何作为一个整体高效运转的。 第四章：直接液体冷却（DLC）技术的深入探讨 本章将聚焦于目前发展最迅速、潜力最大的直接液体冷却（DLC）技术。我们将对其两大主要分支进行更深入的分析： 冷板式冷却： 冷板设计与制造：深入探讨冷板的微通道设计、材质选择（铜、铝等）、表面处理工艺以及流体动力学优化，以实现最佳的热交换效率。 与服务器组件的集成：分析冷板与CPU、GPU、内存、VRM等发热组件的接触热阻优化，以及水冷头与主板的固定和密封技术。 应用案例与性能分析：展示典型的高性能计算、AI训练服务器等采用冷板式冷却的案例，并进行实际性能和能效比分析。 浸没式冷却： 单相浸没式冷却：详细介绍其工作原理，冷却介质的选择（如矿物油、合成油），对服务器硬件的兼容性要求，以及其在实现高密度部署方面的优势。 两相浸没式冷却：深入解析其利用冷却剂沸腾相变来吸收和导出热量的原理，介绍常用冷却剂（如氟化液）的特性，探讨其更高的散热潜力，以及在超高密度计算场景中的应用前景。 浸没式冷却的挑战与机遇：分析其在介质成本、维护、安全性和硬件兼容性等方面的潜在挑战，并探讨未来发展趋势。 本章旨在为读者提供关于DLC技术最前沿的知识和实践经验。 第五章：间接液体冷却（iLC）技术的应用与优化 本章将关注间接液体冷却（iLC）技术，重点介绍其在大型数据中心整体散热解决方案中的应用： 行级液冷单元（In-Row Cooling）：详细介绍行级液冷单元的设计理念、工作流程、与服务器机柜的集成方式，以及其在中等密度数据中心的应用优势。 机柜级液冷单元（Rack-Based Cooling）：分析集成在服务器机柜内部的液冷单元，包括其冷却能力、部署灵活性和对机房空间的影响。 蒸发冷却技术：阐述蒸发冷却在提高室外空气冷却效率方面的应用，介绍其直接蒸发和间接蒸发冷却的原理、优缺点以及在特定气候条件下的适用性。 与传统风冷系统的融合：探讨iLC技术如何与现有的风冷基础设施协同工作，实现混合散热策略，优化整体能耗和散热效率。 iLC系统的规模化部署：分析iLC系统在大规模数据中心中的部署策略、管路设计、以及与建筑基础设施的整合。 通过本章，读者将了解iLC技术如何为数据中心的整体散热提供更灵活、更经济的解决方案。 第六章：液体冷却系统在数据通信设备中的部署与集成 本章将聚焦于液体冷却系统在实际数据通信设备中心的应用层面，提供详细的部署指南： 服务器硬件的选型与改造：介绍支持液体冷却的服务器平台、OEM厂商提供的液冷服务器选项，以及现有服务器进行液冷改造的注意事项和可行性。 机柜布局与管路设计：分析液体冷却系统对机柜布局的影响，讲解高效的管路走向、连接方式和空间规划，以最小化对现有空间的影响并优化流体动力学。 供回水接口与配电：详细说明液体冷却系统供水接口的设计、安装要求，以及与数据中心配电系统的集成，确保稳定运行。 消防安全与泄露防护：重点关注液体冷却系统带来的潜在安全风险，介绍相关的防火材料、阻燃设计、泄露检测与报警系统，以及应急处理预案。 环境适应性与模块化部署：探讨液体冷却系统在不同环境条件（温度、湿度）下的适应性，以及模块化设计在快速部署和扩展中的优势。 本章内容将帮助读者掌握液体冷却系统在实际部署过程中需要考虑的关键工程问题。 第七章：液体冷却系统的性能评估与优化 本章将深入探讨如何科学地评估和优化液体冷却系统的性能，以确保其长期高效稳定运行： 关键性能指标（KPIs）：定义和解释液体冷却系统的关键性能指标，如散热效率、能效比（PUE）、温度均匀性、流速、压力损失等。 监测与数据分析：介绍如何利用传感器和监控软件收集系统运行数据，并对数据进行分析，识别潜在的性能瓶颈或故障迹象。 CFD（计算流体动力学）仿真：阐述CFD仿真在设计阶段优化冷板结构、管道布局和整体流场方面的作用，预测热分布和流体行为。 系统调优与参数优化：根据监测数据和仿真结果，介绍如何调整泵速、阀门开度、冷却介质流量等参数，以达到最佳的散热效果和最低的能耗。 故障诊断与排除：提供一套系统性的故障诊断方法，帮助读者快速定位和解决液冷系统常见的故障，如堵塞、泄露、泵故障等。 本章内容将帮助读者掌握提升液体冷却系统性能和效率的实用方法。 第八章：液体冷却系统的维护与管理 本章将侧重于液体冷却系统的日常维护和长期管理，确保其安全可靠运行： 日常检查与巡检：制定详细的日常检查清单，包括对管路、接头、泵、阀门、储液罐等关键部件的目视检查和功能测试。 冷却介质的维护：介绍冷却介质的定期检测（如pH值、电导率、杂质含量）、添加与更换周期，以及防止介质老化和生物滋生。 设备清洁与除垢：阐述定期清洁冷排、水泵叶轮、管道内壁等关键部件的重要性，以及如何有效进行除垢和防腐处理。 系统压力与水位管理：强调维持系统稳定压力和适宜水位的重要性，介绍如何通过储液罐和泄压阀进行调节。 备件管理与供应商协作：建议建立完善的备件库存和管理机制，并与设备供应商保持紧密联系，确保及时获得技术支持和原厂配件。 运维团队的培训与技能提升：强调对运维人员进行专业培训的重要性，提升其对液体冷却系统的理解和故障处理能力。 本章将为读者提供一套完整、可操作的液体冷却系统维护和管理方案。 第九章：液体冷却在不同应用场景下的考量 本章将聚焦液体冷却技术在数据通信设备领域的不同应用场景，分析其特定的需求和解决方案： 高性能计算（HPC）与AI/ML工作负载：分析GPU集群、AI训练服务器等对散热的极致需求，以及DLC技术（尤其是浸没式和高密度冷板）在该场景下的优势和挑战。 边缘计算与小型数据中心：探讨在资源受限的边缘计算节点和小型数据中心中，如何灵活部署紧凑型液体冷却方案，如一体式液冷服务器、紧凑型行级冷水机组。 电信设备机房：分析电信基站、核心网设备等对可靠性、静音性和功耗的严格要求，介绍适合这些场景的液体冷却解决方案。 网络设备机柜：探讨高密度网络交换机、路由器等设备的发热问题，以及如何通过定制化的冷板或机柜级液冷来解决。 云服务与超大规模数据中心：分析超大规模数据中心对效率、成本和可扩展性的需求，以及液体冷却技术在其中扮演的角色和规模化应用的挑战。 本章旨在帮助读者根据具体的应用场景，选择最适合的液体冷却技术和解决方案。 第十章：液体冷却的经济性分析与ROI评估 本章将从投资回报的角度，对液体冷却技术进行全面而深入的经济性分析： 初期投资成本估算：详细列举液体冷却系统（包括服务器改造/采购、管道、泵、冷水机组、安装等）的各项初期投资构成，并提供成本估算方法。 运营成本（OPEX）节约分析：重点分析液体冷却在降低能耗（电力消耗）、减少风扇噪音、延长设备寿命、提高空间利用率等方面带来的运营成本节约。 PUE（Power Usage Effectiveness）的量化与提升：深入探讨液体冷却如何显著降低PUE值，并量化其对整体数据中心能效的改善。 长期投资回报（ROI）计算：提供多种ROI计算模型和方法，结合不同规模和应用场景的数据，展示液体冷却项目的投资回报周期和经济效益。 生命周期成本（LCC）评估：从设备整个生命周期的角度，综合考虑初期投资、运营成本、维护费用、以及设备报废残值等因素，进行LCC评估，全面衡量液体冷却技术的经济性。 潜在的成本收益（如提高设备性能、延长使用寿命）：除了直接的成本节约，还将探讨液体冷却带来的间接经济效益，如提高设备性能进而提升业务效率。 本章将为读者提供充分的经济学论据，支持液体冷却技术的部署决策。 第十一章：液体冷却技术的未来趋势与发展展望 本章将放眼未来，探讨液体冷却技术的发展趋势和潜在的突破方向： 集成化与标准化：预测服务器、机柜、数据中心基础设施与液体冷却系统的更高程度集成，以及相关标准的制定和普及。 AI驱动的智能温控：展望AI技术在液体冷却系统中的更深层次应用，实现预测性维护、自适应温控和能耗优化。 新型冷却介质的研发：关注更环保、更高效、更安全的下一代冷却介质，如纳米流体、生物基冷却液等。 固态制冷技术与混合方案：探讨半导体制冷、热电制冷等固态制冷技术在与液体冷却结合的潜力，以及混合制冷方案的发展。 热能回收与再利用：展望液体冷却系统捕获的废热在供暖、发电等方面的再利用，实现能源的循环经济。 液体冷却在新兴计算架构中的应用：分析液体冷却在量子计算、 neuromorphic computing等未来计算架构中的需求和解决方案。 本章内容将为读者勾勒出液体冷却技术未来的发展蓝图，激发技术创新和前瞻性思考。 第十二章：附录与参考资料 本书的最后一章将包含对读者有价值的附录内容，如： 常用液体冷却术语汇编：提供对本书中出现的关键术语的定义和解释。 相关行业标准与法规参考：列举数据中心设计、散热技术、安全规范等相关的国家和国际标准。 典型案例研究摘要：对书中提及或实际应用中的成功液体冷却案例进行简要总结，供读者参考。 推荐阅读与资源链接：提供进一步学习和了解液体冷却技术的相关书籍、学术论文、行业报告和在线资源。 《数据通信设备中心液体冷却指南》，不仅是一本技术手册，更是一份推动行业发展的实践指南。通过阅读本书，您将能够深入理解液体冷却技术的原理、掌握其部署与管理的关键技能，并为其在未来的数据通信设备中心建设中发挥更大的作用做好充分的准备。本书的编写，力求严谨、客观、专业，并融入了大量的行业洞察和工程实践经验，希望能为您的工作带来实质性的帮助和启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我重新审视了“标准化与互操作性”的重要性，尽管它没有直接关于“数据通信设备中心液体冷却指南”的内容，但其关于构建通用标准体系的论述，对我产生了深远影响。作者以宏观的视角，阐述了在复杂系统集成中，统一标准对于提升效率、降低成本、促进合作的决定性作用。他通过分析不同行业的发展历程，揭示了缺乏统一标准所带来的混乱和低效，以及成功引入标准所带来的飞跃。我尤其对书中关于“协议设计与演进”的章节印象深刻，它以清晰的逻辑，展现了如何设计出既能满足当前需求，又能适应未来发展的通用协议。书中举例的某个行业，在引入统一通信协议后，实现了不同厂商设备之间的无缝对接，极大地促进了整个行业的繁荣。这让我意识到，在任何技术领域，标准化都是实现大规模协作和技术进步的基石。这本书让我看到了标准化工作的巨大价值，也促使我更加重视在自己的工作中，如何借鉴和推广有效的标准，以提升整体的协同效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，虽然它并没有直接提及“数据通信设备中心液体冷却指南”这个具体主题，但它的核心思想却深深地吸引了我。它探讨了在一个日益互联互通的世界里，信息流动的效率和稳定性至关重要。作者以一种极其生动的方式，阐述了传统通信方式在面对海量数据增长时的局限性，并巧妙地引入了“优化”和“流程管理”的概念。读完后，我仿佛看到了一个庞大而精密的系统，每一个节点都在以最佳状态运行，确保信息能够无缝、高速地传递。书中对于“瓶颈”的分析尤其深刻，它不仅仅局限于技术层面，更上升到了管理和策略的高度。比如，作者在分析某个案例时，详细描绘了如何通过重新规划路径，引入更智能的调度算法，从而显著提升了整体的处理能力。这种化繁为简、抓住核心问题的能力，让我印象深刻。虽然我并不直接从事数据通信设备的工作，但书中关于“系统性思考”和“资源有效配置”的理念，完全可以迁移到我目前的工作场景中。它让我意识到，即使是最基础的运营流程，只要用心去优化，就能带来意想不到的提升。这种跨领域的启发性，是这本书最大的价值所在。

评分☆☆☆☆☆

我在这本书中找到了关于“可靠性工程”的宝贵经验，尽管“数据通信设备中心液体冷却指南”这个词汇并未出现，但其核心思想贯穿始终。作者以严谨的逻辑和丰富的案例，阐述了构建高可用性系统的关键要素。他深入剖析了各种潜在的故障模式，以及如何通过冗余设计、故障预测和快速恢复机制来规避风险。书中对于“风险管理”的论述尤其精彩，它不仅仅是列举风险，更重要的是提供了系统的应对策略。比如，在描述一个大型工程项目时，作者详细讲解了如何从设计、施工到运维的全流程，都建立起完善的风险评估和控制体系。这种“防患于未然”的思维方式，让我受益匪浅。我尤其被书中关于“韧性”的讨论所吸引，它强调的不仅仅是系统本身的稳定，更重要的是在面对突发事件时，能够迅速适应并恢复的能力。这让我意识到，在任何复杂的系统中，可靠性都应该是放在首位的考量。这本书提供了一套构建稳定、可靠系统的思维框架，对于任何希望提升自身工作系统稳定性的人来说，都是一本值得反复研读的佳作。

评分☆☆☆☆☆

这本书在“性能优化”方面给予了我极大的启发，即便书中没有提及“数据通信设备中心液体冷却指南”，其对提升系统效率的探讨，也让我看到了新的可能性。作者以一种极其精妙的方式，剖析了各种影响系统性能的因素，并提出了行之有效的解决方案。他不仅仅关注硬件的提升，更深入到软件算法、数据结构以及网络协议等层面，全方位地进行优化。我特别喜欢书中关于“瓶颈识别与突破”的章节，它用一种非常直观的方式，展示了如何通过细致的分析，找到影响整体性能的关键点，并针对性地进行改进。比如，书中有一个案例，通过对某个数据处理流程的微调，就实现了性能数倍的提升。这种“小改动，大成效”的策略，让我看到了优化工作的巨大潜力。对我而言，这本书提供了一个非常实用的性能优化思路，它让我明白，优化不仅仅是盲目的堆砌硬件，更需要深入理解系统的运作机制，并运用科学的方法去解决问题。这种精益求精的态度，是我在工作中一直追求的目标。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的震撼，在于它对“可持续性”的深刻洞察，虽然书中并未直接点明“数据通信设备中心液体冷却指南”，但其所描绘的未来发展趋势，无疑指向了更高效、更环保的解决方案。作者以极具前瞻性的视角，分析了全球能源消耗的现状，以及传统高能耗模式对环境的巨大压力。它并没有停留在理论层面，而是通过大量翔实的数据和案例，展示了如何在技术进步的同时，实现能源的节约和循环利用。我特别欣赏书中关于“绿色技术”的讨论，它不仅仅是简单的节能减排，更是一种全新的发展理念。比如，书中提到了一种新型的材料科学突破，能够极大地提高能源转换效率，从而减少浪费。这种从根本上解决问题的思路，让我看到了未来的希望。对于我来说，虽然我不是直接的能源专家，但这本书让我对“绿色发展”有了更深层次的理解，也促使我在自己的专业领域内，积极思考如何将可持续的理念融入其中。它让我明白，任何技术的发展，都不能以牺牲环境为代价，未来的竞争，一定是绿色技术的竞争。

评分☆☆☆☆☆

内容太少，叙述的内容太浅了

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数据通信设备中心液体冷却指南

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数据通信设备中心液体冷却指南

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还没有来得及看 应该还可以

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内容介绍比较全面，可以看看。

评分☆☆☆☆☆

专业书籍 没的说的 只能买他

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内容太少，叙述的内容太浅了

评分☆☆☆☆☆

这本书很好,值得买学习