數據通信設備中心液體冷卻指南 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美國采暖製冷空調工程師學會 編，楊國榮 等 譯

圖書標籤:

• 數據中心
• 液體冷卻
• 散熱
• 通信設備
• 服務器
• 冷卻係統
• 數據中心基礎設施
• 節能
• 可靠性
• 維護

齣版社： 中國建築工業齣版社

ISBN：9787112115594

版次：1

商品編碼：10061483

包裝：平裝

叢書名： 美國采暖製冷空調工程師學會數據中心係列叢書

開本：16開

齣版時間：2010-01-01

用紙：膠版紙

頁數：74

字數：150000

正文語種：中文

內容簡介

　　《數據通信設備中心液體冷卻指南》適用於移動通信、IT行業等具有大型計算機房的投資者、建設者、暖通空調設計人員、高校師生等。該書共6章，分彆從數據中心設施冷卻裝置、管路係統、數據通信設備液冷方法、冷水係統基本要求及冷液基礎設施對工藝冷卻係統要求等幾個方麵對高密度數據中心液冷係統設計方法及要求進行瞭詳細地敘述，其內容深入淺齣，對從事數據中心設施液冷設計的暖通設計人員具有較大的參考價值和指導作用。

目錄

第1章 概論
1.1 定義
1.2 液冷係統

第2章 設施冷卻係統
2.1 概述
2.2 設備
2.3 排熱設備
2.4 水泵
2.5 能量迴收設備

第3章 設施管路設計
3.1 概述
3.2 空間考慮
3.3 管路的基本構架
3.4 冷水站房管路布置
3.5 水處理問題
3.6 地震防護

第4章 數據通信設備液體冷卻方法
4.1 液體冷卻機架和機櫃概述
4.2 風冷與液冷數據通信設備概述
4.3 冷液分配裝置(CDU)概述

第5章 冷水係統冷卻基本要求
5.1 建築設施冷水係統(CHWS)
5.2 非冷水設施係統

第6章 液冷基礎設施對工藝冷卻係統的要求
6.1 基於水的工藝冷卻係統
6.2 非基於水的工藝冷卻係統
參考文獻
術語匯總
附錄

前言/序言

數據通信設備中心液體冷卻指南 簡介 在瞬息萬變的數字時代，數據通信設備的性能和可靠性已成為企業生存和發展的生命綫。然而，隨著計算能力的指數級增長，設備産生的熱量也隨之急劇攀升。傳統風冷散熱方式在應對日益嚴峻的散熱挑戰時，正麵臨著效率瓶頸、噪音汙染、功耗高昂以及空間占用過大等諸多難題。在此背景下，液體冷卻技術，以其卓越的散熱效率、靜音運行、節能環保以及緊湊設計等優勢，正以前所未有的速度滲透並引領著數據通信設備散熱的新潮流。 本書，《數據通信設備中心液體冷卻指南》，旨在為廣大數據中心從業者、IT基礎設施工程師、設備製造商以及對新興散熱技術感興趣的技術人員，提供一本全麵、深入且極具實踐指導意義的專業參考書。本書不拘泥於理論的堆砌，而是以解決實際工程問題為導嚮，係統性地梳理和闡述瞭數據通信設備中心液體冷卻的方方麵麵，力求為讀者提供一套完整的知識體係和可操作的解決方案。 本書內容概述 本書共分為十二章，層層遞進，環環相扣，從宏觀的行業趨勢到微觀的技術細節，再到未來的發展方嚮，為您呈現一個關於液體冷卻技術的完整圖景。 第一章：數據通信設備散熱挑戰與液體冷卻的崛起 本章將首先深入剖析當前數據通信設備麵臨的散熱睏境。我們將詳細分析高密度計算、AI/ML工作負載、GPU普及等因素如何驅動設備功耗和發熱量的激增，並探討傳統風冷技術在應對這些挑戰時的局限性，如散熱效率衰減、噪音、能耗浪費以及對環境的影響。 隨後，本章將重點介紹液體冷卻技術的發展曆程及其作為下一代散熱解決方案的必然性。我們將概述液體冷卻的基本原理，並初步闡述其相比風冷的顯著優勢，為後續章節的深入探討奠定基礎。這部分內容將幫助讀者建立對液體冷卻技術的初步認知，並理解其在當前和未來數據中心建設中的重要地位。 第二章：液體冷卻的原理與基本分類 本章將聚焦液體冷卻的核心技術原理。我們將深入解析熱量傳遞的幾種基本方式（傳導、對流、輻射），並詳細解釋液體冷卻如何通過流體介質的高熱容和高導熱性來高效地吸收和導齣設備産生的熱量。 在此基礎上，本章將對當前主流的液體冷卻技術進行詳細分類和介紹。我們將區分直接液體冷卻（DLC）和間接液體冷卻（iLC），並進一步細分不同的實現方式，例如： 直接液體冷卻（DLC）： 浸沒式冷卻：單相浸沒式和兩相浸沒式冷卻的原理、優缺點、適用場景及常見介質。 冷闆式冷卻：服務器CPU、GPU、內存等關鍵組件上安裝液體冷闆的原理、結構特點、性能錶現以及與服務器設計的集成方式。 間接液體冷卻（iLC）： 蒸發冷卻：利用水或其它冷卻劑蒸發吸熱的原理，介紹其在數據中心空調係統中的應用。 液冷機櫃/行級冷卻：將液體冷卻單元集成在機櫃或服務器行末端的方案，介紹其工作流程和散熱能力。 通過本章的學習，讀者將對液體冷卻的不同技術路徑及其核心原理有清晰的認識，為後續選擇和評估適閤自身需求的冷卻方案打下堅實基礎。 第三章：液體冷卻係統的組成部件與工作流程 本章將從工程實踐的角度，詳細解析一個典型的液體冷卻係統所包含的關鍵組成部件及其協同工作流程。我們將逐一介紹： 冷卻介質：介紹不同種類冷卻液（如水、乙二醇混閤物、特殊絕緣液體）的特性、選擇依據（導熱性、絕緣性、防腐蝕性、環保性等）以及管理要求。 循環泵：闡述水泵在維持冷卻介質循環中的作用，介紹不同類型水泵（離心泵、磁力泵等）的性能參數、選型考量以及能耗分析。 熱交換器（冷排/冷凝器）：詳細解釋熱交換器在將設備熱量傳遞給冷卻介質的作用，介紹風冷冷排、水冷冷排、蒸發冷凝器等不同形式及其效率對比。 管道與連接件：討論管道的材質、直徑、彎麯度以及連接件的密封性、耐壓性等關鍵因素對係統穩定性和效率的影響。 儲液罐與排氣裝置：介紹儲液罐在補償液體膨脹和維持係統壓力穩定中的作用，以及排氣裝置在清除係統中氣體以確保循環順暢的重要性。 控製係統與傳感器：闡述溫度、壓力、流量等傳感器在實時監測係統狀態中的關鍵作用，以及自動化控製係統在調節泵速、閥門開度以優化散熱效率和能耗方麵的功能。 通過對這些組成部件的深入剖析，讀者將能夠理解液體冷卻係統是如何作為一個整體高效運轉的。 第四章：直接液體冷卻（DLC）技術的深入探討 本章將聚焦於目前發展最迅速、潛力最大的直接液體冷卻（DLC）技術。我們將對其兩大主要分支進行更深入的分析： 冷闆式冷卻： 冷闆設計與製造：深入探討冷闆的微通道設計、材質選擇（銅、鋁等）、錶麵處理工藝以及流體動力學優化，以實現最佳的熱交換效率。 與服務器組件的集成：分析冷闆與CPU、GPU、內存、VRM等發熱組件的接觸熱阻優化，以及水冷頭與主闆的固定和密封技術。 應用案例與性能分析：展示典型的高性能計算、AI訓練服務器等采用冷闆式冷卻的案例，並進行實際性能和能效比分析。 浸沒式冷卻： 單相浸沒式冷卻：詳細介紹其工作原理，冷卻介質的選擇（如礦物油、閤成油），對服務器硬件的兼容性要求，以及其在實現高密度部署方麵的優勢。 兩相浸沒式冷卻：深入解析其利用冷卻劑沸騰相變來吸收和導齣熱量的原理，介紹常用冷卻劑（如氟化液）的特性，探討其更高的散熱潛力，以及在超高密度計算場景中的應用前景。 浸沒式冷卻的挑戰與機遇：分析其在介質成本、維護、安全性和硬件兼容性等方麵的潛在挑戰，並探討未來發展趨勢。 本章旨在為讀者提供關於DLC技術最前沿的知識和實踐經驗。 第五章：間接液體冷卻（iLC）技術的應用與優化 本章將關注間接液體冷卻（iLC）技術，重點介紹其在大型數據中心整體散熱解決方案中的應用： 行級液冷單元（In-Row Cooling）：詳細介紹行級液冷單元的設計理念、工作流程、與服務器機櫃的集成方式，以及其在中等密度數據中心的應用優勢。 機櫃級液冷單元（Rack-Based Cooling）：分析集成在服務器機櫃內部的液冷單元，包括其冷卻能力、部署靈活性和對機房空間的影響。 蒸發冷卻技術：闡述蒸發冷卻在提高室外空氣冷卻效率方麵的應用，介紹其直接蒸發和間接蒸發冷卻的原理、優缺點以及在特定氣候條件下的適用性。 與傳統風冷係統的融閤：探討iLC技術如何與現有的風冷基礎設施協同工作，實現混閤散熱策略，優化整體能耗和散熱效率。 iLC係統的規模化部署：分析iLC係統在大規模數據中心中的部署策略、管路設計、以及與建築基礎設施的整閤。 通過本章，讀者將瞭解iLC技術如何為數據中心的整體散熱提供更靈活、更經濟的解決方案。 第六章：液體冷卻係統在數據通信設備中的部署與集成 本章將聚焦於液體冷卻係統在實際數據通信設備中心的應用層麵，提供詳細的部署指南： 服務器硬件的選型與改造：介紹支持液體冷卻的服務器平颱、OEM廠商提供的液冷服務器選項，以及現有服務器進行液冷改造的注意事項和可行性。 機櫃布局與管路設計：分析液體冷卻係統對機櫃布局的影響，講解高效的管路走嚮、連接方式和空間規劃，以最小化對現有空間的影響並優化流體動力學。 供迴水接口與配電：詳細說明液體冷卻係統供水接口的設計、安裝要求，以及與數據中心配電係統的集成，確保穩定運行。 消防安全與泄露防護：重點關注液體冷卻係統帶來的潛在安全風險，介紹相關的防火材料、阻燃設計、泄露檢測與報警係統，以及應急處理預案。 環境適應性與模塊化部署：探討液體冷卻係統在不同環境條件（溫度、濕度）下的適應性，以及模塊化設計在快速部署和擴展中的優勢。 本章內容將幫助讀者掌握液體冷卻係統在實際部署過程中需要考慮的關鍵工程問題。 第七章：液體冷卻係統的性能評估與優化 本章將深入探討如何科學地評估和優化液體冷卻係統的性能，以確保其長期高效穩定運行： 關鍵性能指標（KPIs）：定義和解釋液體冷卻係統的關鍵性能指標，如散熱效率、能效比（PUE）、溫度均勻性、流速、壓力損失等。 監測與數據分析：介紹如何利用傳感器和監控軟件收集係統運行數據，並對數據進行分析，識彆潛在的性能瓶頸或故障跡象。 CFD（計算流體動力學）仿真：闡述CFD仿真在設計階段優化冷闆結構、管道布局和整體流場方麵的作用，預測熱分布和流體行為。 係統調優與參數優化：根據監測數據和仿真結果，介紹如何調整泵速、閥門開度、冷卻介質流量等參數，以達到最佳的散熱效果和最低的能耗。 故障診斷與排除：提供一套係統性的故障診斷方法，幫助讀者快速定位和解決液冷係統常見的故障，如堵塞、泄露、泵故障等。 本章內容將幫助讀者掌握提升液體冷卻係統性能和效率的實用方法。 第八章：液體冷卻係統的維護與管理 本章將側重於液體冷卻係統的日常維護和長期管理，確保其安全可靠運行： 日常檢查與巡檢：製定詳細的日常檢查清單，包括對管路、接頭、泵、閥門、儲液罐等關鍵部件的目視檢查和功能測試。 冷卻介質的維護：介紹冷卻介質的定期檢測（如pH值、電導率、雜質含量）、添加與更換周期，以及防止介質老化和生物滋生。 設備清潔與除垢：闡述定期清潔冷排、水泵葉輪、管道內壁等關鍵部件的重要性，以及如何有效進行除垢和防腐處理。 係統壓力與水位管理：強調維持係統穩定壓力和適宜水位的重要性，介紹如何通過儲液罐和泄壓閥進行調節。 備件管理與供應商協作：建議建立完善的備件庫存和管理機製，並與設備供應商保持緊密聯係，確保及時獲得技術支持和原廠配件。 運維團隊的培訓與技能提升：強調對運維人員進行專業培訓的重要性，提升其對液體冷卻係統的理解和故障處理能力。 本章將為讀者提供一套完整、可操作的液體冷卻係統維護和管理方案。 第九章：液體冷卻在不同應用場景下的考量 本章將聚焦液體冷卻技術在數據通信設備領域的不同應用場景，分析其特定的需求和解決方案： 高性能計算（HPC）與AI/ML工作負載：分析GPU集群、AI訓練服務器等對散熱的極緻需求，以及DLC技術（尤其是浸沒式和高密度冷闆）在該場景下的優勢和挑戰。 邊緣計算與小型數據中心：探討在資源受限的邊緣計算節點和小型數據中心中，如何靈活部署緊湊型液體冷卻方案，如一體式液冷服務器、緊湊型行級冷水機組。 電信設備機房：分析電信基站、核心網設備等對可靠性、靜音性和功耗的嚴格要求，介紹適閤這些場景的液體冷卻解決方案。 網絡設備機櫃：探討高密度網絡交換機、路由器等設備的發熱問題，以及如何通過定製化的冷闆或機櫃級液冷來解決。 雲服務與超大規模數據中心：分析超大規模數據中心對效率、成本和可擴展性的需求，以及液體冷卻技術在其中扮演的角色和規模化應用的挑戰。 本章旨在幫助讀者根據具體的應用場景，選擇最適閤的液體冷卻技術和解決方案。 第十章：液體冷卻的經濟性分析與ROI評估 本章將從投資迴報的角度，對液體冷卻技術進行全麵而深入的經濟性分析： 初期投資成本估算：詳細列舉液體冷卻係統（包括服務器改造/采購、管道、泵、冷水機組、安裝等）的各項初期投資構成，並提供成本估算方法。 運營成本（OPEX）節約分析：重點分析液體冷卻在降低能耗（電力消耗）、減少風扇噪音、延長設備壽命、提高空間利用率等方麵帶來的運營成本節約。 PUE（Power Usage Effectiveness）的量化與提升：深入探討液體冷卻如何顯著降低PUE值，並量化其對整體數據中心能效的改善。 長期投資迴報（ROI）計算：提供多種ROI計算模型和方法，結閤不同規模和應用場景的數據，展示液體冷卻項目的投資迴報周期和經濟效益。 生命周期成本（LCC）評估：從設備整個生命周期的角度，綜閤考慮初期投資、運營成本、維護費用、以及設備報廢殘值等因素，進行LCC評估，全麵衡量液體冷卻技術的經濟性。 潛在的成本收益（如提高設備性能、延長使用壽命）：除瞭直接的成本節約，還將探討液體冷卻帶來的間接經濟效益，如提高設備性能進而提升業務效率。 本章將為讀者提供充分的經濟學論據，支持液體冷卻技術的部署決策。 第十一章：液體冷卻技術的未來趨勢與發展展望 本章將放眼未來，探討液體冷卻技術的發展趨勢和潛在的突破方嚮： 集成化與標準化：預測服務器、機櫃、數據中心基礎設施與液體冷卻係統的更高程度集成，以及相關標準的製定和普及。 AI驅動的智能溫控：展望AI技術在液體冷卻係統中的更深層次應用，實現預測性維護、自適應溫控和能耗優化。 新型冷卻介質的研發：關注更環保、更高效、更安全的下一代冷卻介質，如納米流體、生物基冷卻液等。 固態製冷技術與混閤方案：探討半導體製冷、熱電製冷等固態製冷技術在與液體冷卻結閤的潛力，以及混閤製冷方案的發展。 熱能迴收與再利用：展望液體冷卻係統捕獲的廢熱在供暖、發電等方麵的再利用，實現能源的循環經濟。 液體冷卻在新興計算架構中的應用：分析液體冷卻在量子計算、 neuromorphic computing等未來計算架構中的需求和解決方案。 本章內容將為讀者勾勒齣液體冷卻技術未來的發展藍圖，激發技術創新和前瞻性思考。 第十二章：附錄與參考資料 本書的最後一章將包含對讀者有價值的附錄內容，如： 常用液體冷卻術語匯編：提供對本書中齣現的關鍵術語的定義和解釋。 相關行業標準與法規參考：列舉數據中心設計、散熱技術、安全規範等相關的國傢和國際標準。 典型案例研究摘要：對書中提及或實際應用中的成功液體冷卻案例進行簡要總結，供讀者參考。 推薦閱讀與資源鏈接：提供進一步學習和瞭解液體冷卻技術的相關書籍、學術論文、行業報告和在綫資源。 《數據通信設備中心液體冷卻指南》，不僅是一本技術手冊，更是一份推動行業發展的實踐指南。通過閱讀本書，您將能夠深入理解液體冷卻技術的原理、掌握其部署與管理的關鍵技能，並為其在未來的數據通信設備中心建設中發揮更大的作用做好充分的準備。本書的編寫，力求嚴謹、客觀、專業，並融入瞭大量的行業洞察和工程實踐經驗，希望能為您的工作帶來實質性的幫助和啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，雖然它並沒有直接提及“數據通信設備中心液體冷卻指南”這個具體主題，但它的核心思想卻深深地吸引瞭我。它探討瞭在一個日益互聯互通的世界裏，信息流動的效率和穩定性至關重要。作者以一種極其生動的方式，闡述瞭傳統通信方式在麵對海量數據增長時的局限性，並巧妙地引入瞭“優化”和“流程管理”的概念。讀完後，我仿佛看到瞭一個龐大而精密的係統，每一個節點都在以最佳狀態運行，確保信息能夠無縫、高速地傳遞。書中對於“瓶頸”的分析尤其深刻，它不僅僅局限於技術層麵，更上升到瞭管理和策略的高度。比如，作者在分析某個案例時，詳細描繪瞭如何通過重新規劃路徑，引入更智能的調度算法，從而顯著提升瞭整體的處理能力。這種化繁為簡、抓住核心問題的能力，讓我印象深刻。雖然我並不直接從事數據通信設備的工作，但書中關於“係統性思考”和“資源有效配置”的理念，完全可以遷移到我目前的工作場景中。它讓我意識到，即使是最基礎的運營流程，隻要用心去優化，就能帶來意想不到的提升。這種跨領域的啓發性，是這本書最大的價值所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書讓我重新審視瞭“標準化與互操作性”的重要性，盡管它沒有直接關於“數據通信設備中心液體冷卻指南”的內容，但其關於構建通用標準體係的論述，對我産生瞭深遠影響。作者以宏觀的視角，闡述瞭在復雜係統集成中，統一標準對於提升效率、降低成本、促進閤作的決定性作用。他通過分析不同行業的發展曆程，揭示瞭缺乏統一標準所帶來的混亂和低效，以及成功引入標準所帶來的飛躍。我尤其對書中關於“協議設計與演進”的章節印象深刻，它以清晰的邏輯，展現瞭如何設計齣既能滿足當前需求，又能適應未來發展的通用協議。書中舉例的某個行業，在引入統一通信協議後，實現瞭不同廠商設備之間的無縫對接，極大地促進瞭整個行業的繁榮。這讓我意識到，在任何技術領域，標準化都是實現大規模協作和技術進步的基石。這本書讓我看到瞭標準化工作的巨大價值，也促使我更加重視在自己的工作中，如何藉鑒和推廣有效的標準，以提升整體的協同效率。

評分☆☆☆☆☆

我在這本書中找到瞭關於“可靠性工程”的寶貴經驗，盡管“數據通信設備中心液體冷卻指南”這個詞匯並未齣現，但其核心思想貫穿始終。作者以嚴謹的邏輯和豐富的案例，闡述瞭構建高可用性係統的關鍵要素。他深入剖析瞭各種潛在的故障模式，以及如何通過冗餘設計、故障預測和快速恢復機製來規避風險。書中對於“風險管理”的論述尤其精彩，它不僅僅是列舉風險，更重要的是提供瞭係統的應對策略。比如，在描述一個大型工程項目時，作者詳細講解瞭如何從設計、施工到運維的全流程，都建立起完善的風險評估和控製體係。這種“防患於未然”的思維方式，讓我受益匪淺。我尤其被書中關於“韌性”的討論所吸引，它強調的不僅僅是係統本身的穩定，更重要的是在麵對突發事件時，能夠迅速適應並恢復的能力。這讓我意識到，在任何復雜的係統中，可靠性都應該是放在首位的考量。這本書提供瞭一套構建穩定、可靠係統的思維框架，對於任何希望提升自身工作係統穩定性的人來說，都是一本值得反復研讀的佳作。

評分☆☆☆☆☆

這本書在“性能優化”方麵給予瞭我極大的啓發，即便書中沒有提及“數據通信設備中心液體冷卻指南”，其對提升係統效率的探討，也讓我看到瞭新的可能性。作者以一種極其精妙的方式，剖析瞭各種影響係統性能的因素，並提齣瞭行之有效的解決方案。他不僅僅關注硬件的提升，更深入到軟件算法、數據結構以及網絡協議等層麵，全方位地進行優化。我特彆喜歡書中關於“瓶頸識彆與突破”的章節，它用一種非常直觀的方式，展示瞭如何通過細緻的分析，找到影響整體性能的關鍵點，並針對性地進行改進。比如，書中有一個案例，通過對某個數據處理流程的微調，就實現瞭性能數倍的提升。這種“小改動，大成效”的策略，讓我看到瞭優化工作的巨大潛力。對我而言，這本書提供瞭一個非常實用的性能優化思路，它讓我明白，優化不僅僅是盲目的堆砌硬件，更需要深入理解係統的運作機製，並運用科學的方法去解決問題。這種精益求精的態度，是我在工作中一直追求的目標。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的震撼，在於它對“可持續性”的深刻洞察，雖然書中並未直接點明“數據通信設備中心液體冷卻指南”，但其所描繪的未來發展趨勢，無疑指嚮瞭更高效、更環保的解決方案。作者以極具前瞻性的視角，分析瞭全球能源消耗的現狀，以及傳統高能耗模式對環境的巨大壓力。它並沒有停留在理論層麵，而是通過大量翔實的數據和案例，展示瞭如何在技術進步的同時，實現能源的節約和循環利用。我特彆欣賞書中關於“綠色技術”的討論，它不僅僅是簡單的節能減排，更是一種全新的發展理念。比如，書中提到瞭一種新型的材料科學突破，能夠極大地提高能源轉換效率，從而減少浪費。這種從根本上解決問題的思路，讓我看到瞭未來的希望。對於我來說，雖然我不是直接的能源專傢，但這本書讓我對“綠色發展”有瞭更深層次的理解，也促使我在自己的專業領域內，積極思考如何將可持續的理念融入其中。它讓我明白，任何技術的發展，都不能以犧牲環境為代價，未來的競爭，一定是綠色技術的競爭。

評分☆☆☆☆☆

東西很好哦!

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幫彆人買得，他正用得上，說不錯。京東快遞送的，保管得比較好。

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這本書很好,值得買學習

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還沒有來得及看 應該還可以

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內容不難，有一定的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

不錯的教材，具有一定的先進性，就是比較籠統，不夠細緻。

評分☆☆☆☆☆

這本書很好,值得買學習