【中國計量科學研究院】數(shù)據(jù)中心冷板式液冷測試驗證技術(shù)白皮書

1的矛盾日益突出。工信部公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年全國數(shù)據(jù)中心總技術(shù)的能效優(yōu)勢，實現(xiàn)冷板式液冷數(shù)據(jù)中心高質(zhì)便后續(xù)完善修正。23金和平潘建初沈慶飛黃超張曉雪張偉張開陳凱邢賀席家林林清民魏芳偉陳振國白本通劉和軍孫宇黎小龍陳新丹陳剛孫地陳林李金波郭俊峰汪新新何偉宇劉運張小秋帥旗常乾坤徐欣呂俊哲4 5 32 36 36 37 38 40 40 40 41 44 45 46 47 48 49 50 51 54 54 556 55 55 56 56 57 57 57 58 58 59 60 60 61 61 62 62 62 63 637 64 64 64 65 66 66 66 66 67 67 68 68 68 69 69 70 70 70 718 71 73 74 75 76 78 78 79 80 81 82 82 83 83 85 86 86 87 88 889 88 89 89 89 90 90 90 91 91 92 93 93 94 96 96 96 97 98 99 一、數(shù)據(jù)中心發(fā)展背景出的年能耗值不盡相同，工信部公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年全國數(shù)據(jù)據(jù)中心的綠色節(jié)能低碳發(fā)展依然是值得關(guān)注的重點對促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，社會繁榮和生態(tài)環(huán)境保護的決心。2021年5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》中均要求大型、超大二、數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)介紹載功率密度的解決方案開始進入大眾視野。數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)是一種將液體作為熱量傳輸介質(zhì)來冷卻數(shù)據(jù)管理問題。；（浸沒式液冷是將整個服務器或其組件直接浸入液體冷卻劑中的數(shù)據(jù)中心冷板式液冷技術(shù)是一種采用冷板作為熱傳遞介質(zhì)來實液體冷卻劑（Coolant液體冷卻劑是冷板式液冷技術(shù)中用于泵（pump泵提供動力，使液體冷卻劑循環(huán)通等，用于將液體傳遞的熱量散發(fā)到環(huán)境中。分熱交換器或冷卻塔等設(shè)備，根據(jù)具體情況選擇最適合的高空間利用率：冷板式液冷技術(shù)可以將熱量從設(shè)備直接傳遞到高設(shè)備可靠性：冷板式液冷技術(shù)可以保持設(shè)備溫度在較低的水術(shù)通過減少能源消耗和碳排放有助于數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)可持續(xù)盡管數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)在提供高效散熱和能源利用方面具有許1）成本較高：液冷技術(shù)的實施和維護成本較高。液冷系統(tǒng)需數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運營的成本。2）設(shè)計及實施復雜性：液冷技術(shù)的順利實施需要前期縝密的計和實施相對較為復雜，需要專業(yè)的工程團3）維護和運營難度較大：液冷系統(tǒng)的維護和運營需要專業(yè)知護，以確保其正常運行和散熱效率，整體維護和運營4）安全性和泄漏風險：液冷技術(shù)中使用的冷卻介質(zhì)可能對設(shè)5）可擴展性和兼容性：液冷技術(shù)的實施需要與數(shù)據(jù)中心的設(shè)不斷增長的計算需求方面發(fā)揮至關(guān)重要的作三、冷板式液冷產(chǎn)品級測試驗證技術(shù)液冷冷量分配單元（以下簡稱“CDU”，英文全稱“coolantdistributionunit”）是指用于二次動、冷卻液凈化及儲液功能。邏輯測試、安規(guī)測試及系統(tǒng)可維護性測試，共差的絕對值不大于設(shè)定功率的5%。測量項管道清洗工藝檢測、快插頭插拔泄漏測試、輔件安裝評判標準：自動排氣閥、壓力傳感器的安裝采用螺紋+O型密封評判標準：比對或者測量能力審核依據(jù)公式（1）√U+UabEn=√U+Uab調(diào)整水泵頻率，記錄滿頻、10%遞減流量至流量為0，每個工況點記測試方法：CDU補液系統(tǒng)手動和自動模式下，模組內(nèi)各CDU的動作和報警信息、信號、上傳接點信號是否正常。測試要求：CDU按某工況穩(wěn)定運行后，斷開控制測試目的：驗證機組可接觸金屬部分與接地點之間測試要求：冷卻設(shè)備中的電機、端子箱等電氣設(shè)備與地（外評判標準：拆卸與安裝過程，沒有泄漏，則液體快速接頭（hydraulicquickdisco序號外觀結(jié)構(gòu)要求1使用目視法對液體快2使用目視法對液體快3液體快速接頭終端結(jié)構(gòu)及尺寸應符合使用方安裝部位連使用測量工具檢查快速接頭終端結(jié)構(gòu)及尺4液體快速接頭在連接過程中手持插座與插頭進行5快速接頭應具有明顯的顏色使用目視法檢查液體6快速接頭應具有完整清晰的使用目視法檢查液體7快速接頭在斷開連接后芯體使用相同型號的插頭斷開操作后液體快速接頭密封件是否能夠完全回彈；8支持自動鎖緊的液體快速接頭的解鎖結(jié)構(gòu)應設(shè)置在插座使用相同型號的插頭操作，檢驗相同型號的插頭和插座是否能互換使用；9相同型號的插頭和插座應能使用目視法檢查液體快速接頭鎖緊結(jié)構(gòu)，手持插座與插頭進行介質(zhì)）評估，Kv定義為在5℃~40℃的水通過連接狀態(tài)下的快速接15℃~75℃-40℃~75℃（即高濕溫暖的環(huán)境中和有無機鹽存在的條件下設(shè)備是否受到霉試驗菌種的混合懸浮液。試驗周期為28天。頻譜要求初始激勵加速度不低于評測標準：試驗結(jié)果應能符合壓力要求及氣評測標準：試驗結(jié)果應能符合壓力要求及氣358所示，成本較高。英特爾公司相關(guān)專家為降的殼溫要求下，優(yōu)化流道設(shè)計，減小冷板模塊的流體表面材質(zhì)具有相容性；冷卻工質(zhì)應符合液選擇宜按照GB/T29629-2013的要求進行選擇；乙二醇水明，無油污，與進液水質(zhì)相同，無明顯顆粒物用粗糙度測量儀或相似功能設(shè)備測量冷板底部表面的粗糙度是否符驗，接口密封程度符合要求。模塊結(jié)構(gòu)一致性。測試方法：給待測處理器施加的功耗值以及流經(jīng)冷板的 式中：R——冷板熱阻，單位為攝氏度每瓦(℃/WTc——待冷卻處理器的殼溫，單位為攝氏度(℃);TL——冷板入口液體溫度，單位為攝氏度(℃); 溫度(℃)型頻率范圍初始激勵加持續(xù)時間隨機振動隨機振動通過目視法進行外觀檢查，檢查和關(guān)注的主75℃、貯存和運輸溫濕度-40℃~75℃、20%RH～放在高低溫箱中的帶水容器中（設(shè)置溫度100℃),持續(xù)72h，試驗結(jié)束后，冷卻水溫降至常溫，目測樣品是否有損的扭轉(zhuǎn)使得軟管扭轉(zhuǎn)180°再沿相反方向扭轉(zhuǎn)軟管180°,重復扭轉(zhuǎn)測試目的：按照標準《UL94-2018垂直同時開始記錄余焰時間t2和余暉時間t3。序號1單個試樣余焰時間（t1和t2）234否否否5否否是30min。開始及結(jié)束后對去離子水進行分析。測試方法：軟管應滿足系統(tǒng)隨機振動適應性要求，頻譜要求5性質(zhì)的改變；連接系統(tǒng)材質(zhì)應具備良好的耐熱劑性能測試》進行冷卻工質(zhì)浸泡測試，橡膠材質(zhì)按照《GB/T1690-2010硫化橡膠或熱塑性橡膠耐液體試驗方法》進行冷卻工質(zhì)浸泡測測試目的：驗證CDU內(nèi)不銹鋼管路系統(tǒng)、二次管路系統(tǒng)、測試分類測試參數(shù)采用以下任一方式檢②浸水后內(nèi)腔加氣壓1Mpa。浸水后需過溫箱烘干至表面無殘留水①氦氣檢驗以氦檢設(shè)備自動告警②浸水檢驗以不保壓測試壓力350Kpa，保壓則為合格。動過程中的熱傳遞將熱源的熱量通過非直接接觸的方式傳遞到冷量性的液體工質(zhì)，以及殺菌劑，防銹劑，防凍劑等添加劑共計（分度值0.1℃),分析天平（最小顯示精度0.1毫克）。用液體沸點>90℃;溫度，要求使用液體傾點<-40℃;燃的最低溫度，要求使用液體閃點>80℃或無閃（3）測試設(shè)備：克利夫蘭開口杯閃點測試儀適用于閃點高于度變化量的負值；測量通過樣品的熱流、測試樣品的厚度、熱板/冷板間的溫度梯度，然后得出不同厚度下對應的熱阻數(shù)據(jù)作直線擬合得出樣品的導熱系后測量探頭本身和與探頭相隔一定距離的圓球面上的溫度隨時間上（1）液體需要具有一定絕緣能力，要求初始液體體電阻系數(shù)a）操作安全性要求參照化學品危害分類及主要接觸途徑（管路中乙二醇、丙二醇等添加劑除外液體中各組分急性毒性估計續(xù)暴露于受試樣品后，在短期內(nèi)出現(xiàn)的健康毒性來表征）的最大染毒劑量或濃度NOAEL（NoObserveda）職業(yè)安全及廢棄物管理要求，使用液體要求無皮膚接觸，無求測試后所接觸材質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變化不超過5%，且體積變化不超過液體，浸泡試驗樣品，在高溫烘箱中80℃下放置7天。對模擬測試四、冷板式液冷系統(tǒng)級測試驗證技術(shù)器鏈路、每個機房的完整測試需求，進行分級側(cè)的水是開始循環(huán)，水的消耗相對偏大，一般方案的節(jié)能優(yōu)勢。點測試、一鍵啟停測試、自動加減機測試、是否完整無缺損。具體的安裝檢查和測試方法可能會隨著設(shè)備型號和廠商的不同洗液和清洗工具將冷卻塔清洗干凈，并觀察其清洗效級計等工具來測量冷水機組產(chǎn)生的噪音，并與正常范使用漏水檢測器等工具來檢測冷水機組和管道是否存常工作?？梢阅M主CDU故障，然后觀察備工作?？梢阅M主水泵故障，然后觀察備用等工具來測量水泵產(chǎn)生的噪音，并與正常范等工具來測量水泵的震動情況，并與正常范這些測試有助于確保數(shù)據(jù)中心的水泵系統(tǒng)能夠在需要時正常運手動或自動控制系統(tǒng)來控制閥門的開關(guān)，并觀察漏水檢測器等工具來檢測管道和閥門是否存在漏這些測試旨在確保數(shù)據(jù)中心的管道和閥門系統(tǒng)能夠在需要時正機房線路用電安全，為機房系統(tǒng)的可用性提供構(gòu)進行校準。具體參見第三章第一節(jié)液冷模擬負載校準（2）管道流量計、水表等儀表儀器的測量消防、監(jiān)控等系統(tǒng)提供電力支撐。數(shù)據(jù)中心電氣系統(tǒng)設(shè)計不盡相同，維護性等幾方面來進行驗證。測試對象測試要點100%負載率下壓載測試，檢查熱點（不少于操作開關(guān)。驗證電氣系統(tǒng)不同工況的切換邏輯、電氣聯(lián)鎖液冷數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)主要是對機房所有設(shè)備及環(huán)境進行集中測試對象測試要點冷量分配單元轉(zhuǎn)速，核對本地控制器及遠程控制設(shè)備運行參數(shù)控制器并機運行時，驗證控制器之間的主備切換管路系統(tǒng)監(jiān)控核對遠程監(jiān)控設(shè)備和本地控制器是否能夠感知管冷卻工質(zhì)監(jiān)控量、有機物污染物、緩蝕劑濃度、介電強度、菌手動運行方式和自動運行方式兩種。自動控制測試對象測試要點水泵控制邏輯驗證二次服務器所需流量邏輯控制優(yōu)先順序是水泵控制邏輯驗證節(jié)能模式下一次側(cè)溫控調(diào)節(jié)優(yōu)先順序是否控制系統(tǒng)溫度調(diào)控邏輯應確保系統(tǒng)二次側(cè)供液某數(shù)據(jù)中心，設(shè)計有2個冷板式液冷機房，每個液系統(tǒng)的冗余測試、液冷系統(tǒng)故障模擬測試、液冷五、冷板式