文章目錄（Table of Contents）
一、什麼是浸沒式冷卻（Immersion Cooling）
浸沒式冷卻透過將伺服器直接浸泡在不導電的冷卻液體中，直接將伺服器零組件產生的熱能傳導給冷卻液體。溫度上升的液體透過循環冷卻方式再回流繼續吸收熱能。浸沒式液冷分為兩種類型，各自有不同的運作原理：
單相浸沒冷卻(Single Phase Immersion Cooling)
- 定義：在單相浸沒冷卻中，冷卻液始終保持液態，不會發生相變（即不會沸騰或凝固）。
- 工作原理：冷卻液通過泵系統循環，將熱量從伺服器帶到外部的熱交換器，然後通過冷卻水系統將熱量散發出去 (Submer) (Engineered Fluids Blog)。
- 優勢：結構簡單、維護容易、成本較低，適合多種應用場景。
兩相浸沒冷卻(Two Phase Immersion Cooling)
- 定義：兩相浸沒冷卻利用冷卻液的相變熱效應，當冷卻液接觸到熱源時，會發生蒸發汽化，帶走大量熱量。
- 工作原理：冷卻液在接觸熱源後汽化，並在冷凝器中重新凝結回液態，實現高效散熱。這種方法的冷卻效率極高，但系統結構更複雜，維護難度較大 (MIDAS Immersion Cooling) (Lubrizol)。
- 優勢：冷卻效率高，適合需要高效散熱的高性能計算環境。
二、什麼是直接冷卻（Direct Cooling）
直接冷卻（Direct Cooling）是一種通過將冷卻液直接引導到伺服器芯片上的冷卻板來進行散熱的方法。這些冷卻液通常是冰水，通過管道系統循環，直接吸收並帶走熱量。
- 定義：直接冷卻系統使用冷卻液（通常是冰水）來直接冷卻伺服器芯片和其他高熱量元件。
- 工作原理：冷卻液通過管道系統循環，將熱量從伺服器芯片帶走並散發到外部環境。這種方法特別適合高密度和高性能的計算環境，能夠迅速而有效地冷卻高熱量設備 (Lubrizol)(MIDAS Immersion Cooling)
- 優勢：冷卻效率高，適合高性能計算環境；但相對成本較高，系統結構也較為複雜。
三、冷卻介質比較（浸沒式 vs 直接）
浸沒式冷卻和直接冷卻適用的冷卻水分析
浸沒式冷卻和直接冷卻在冷卻介質的選擇上有顯著差異。浸沒式冷卻系統通常使用冷卻水。冷卻水系統相比於冰水系統，具有更低的能耗和更環保的優勢。
直接冷卻系統則通常使用冰水進行冷卻。這種方法通過將冷卻液直接引導到伺服器芯片上的冷卻板進行散熱，適合高密度和高熱量的計算環境。冰水系統能夠迅速吸收並帶走大量熱量，確保伺服器在高負載下的穩定運行(Lubrizol) (MIDAS Immersion Cooling)。
四、為什麼現代資料中心需要高效冷卻
ESG和節能訴求下的冷卻技術
隨著ESG（環境、社會和公司治理）要求的增加以及對節能的訴求，浸末式冷卻在能源效率方面展現出顯著優勢。根據最新的研究，浸沒式冷卻可以將數據中心的能源使用量減少高達60%，同時最小化用水量，這符合組織的可持續發展目標(Lubrizol) (Corporate Home。此外，單相浸沒冷卻系統能夠達到更高的能源效率（例如pPUE接近1.03-1.07），使其成為現代數據中心的理想選擇 (Arcadis. Improving quality of life
雖然直接冷卻系統使用冰水，但與傳統的風冷空調相比，它在節能方面仍有顯著提升。直接冷卻系統能夠提高冷卻效率，減少對電力的需求，從而降低總體能源消耗 (Corporate Home)。傳統空調系統的PUE值通常在1.5左右，而直接冷卻系統可以將PUE降低到1.1以下，這表明其在能源利用方面的顯著改進 (Arcadis. Improving quality of life)。
五、晉惠冷卻機械的服務優勢
晉惠冷卻機械專注於生產密閉式冷卻水塔和冰水機，提供高效、可靠的冷卻解決方案。
5.1 浸沒式冷卻（Immersion Cooling）的配套設備需求
浸沒式冷卻系統使用普通的開放式冷卻水系統會導致管道中形成水垢，堵塞管道，進而影響到晶片的散熱，造成系統當機。因此，密閉式冷卻水系統是浸沒式冷卻的理想選擇，密閉式冷卻水塔能夠確保冷卻水的清潔和穩定，讓系統長時間穩定運行，延長系統的使用壽命並降低維護成本。(Engineered Fluids Blog) (MIDAS Immersion Cooling。
5.2 直接冷卻（Direct Cooling）的對應用設備
對於直接冷卻系統，我們提供高效的冰水機。這些冰水機能夠提供持續、強勁的冷卻能力，適用於高密度、高性能的伺服器環境。我們還提供能源管控系統，幫助客戶優化冰水的使用效率，降低能源消耗，實現可持續發展。
六、結論與建議冷卻系統策略
浸沒式冷卻和直接冷卻各有其應用場景和優勢。浸沒式冷卻更適合使用冷卻水的系統，尤其是在避免水污染方面，而直接冷卻則在高性能計算環境中通過使用冰水實現更高效的散熱。晉惠冷卻機械通過提供密閉式冷卻水塔和冰水機，能夠為不同需求的客戶提供最佳的冷卻解決方案，確保其設備的穩定高效運行。
七、常見問答（FAQ）
Q1：什麼是浸沒式冷卻？與傳統空冷差在哪？
浸沒式冷卻是將伺服器浸泡在不導電的冷卻液中，讓液體直接吸收熱量再循環散熱。相較空冷，它具有更高熱移除效率並能處理高密度運算熱源。
Q2：單相與兩相浸沒式冷卻差別？
- 單相： 冷卻液保持液態，系統簡單、維護容易
- 兩相： 液體蒸發－冷凝吸熱，效率更高但系統較複雜
Q3：什麼是直接冷卻（Direct Cooling）？
冷卻液（通常冰水）直接導入伺服器冷卻板進行散熱，快速帶走芯片熱量，適用於 HPC 與 AI 伺服器。
Q4：浸沒式冷卻與直接冷卻用的冷卻介質不同嗎？
- 浸沒式： 多使用冷卻水，節能效果佳
- 直接冷卻： 使用冰水，控溫更精準
Q5：為什麼資料中心需要高效冷卻？
AI、GPU 等高效能設備散熱負載大，若冷卻不足會造成效能下降及能源浪費，因此需導入先進冷卻架構確保穩定性。
Q6：晉惠設備如何搭配浸沒式或直接冷卻？
- 浸沒式冷卻： 搭配密閉式冷卻水塔，確保水質與節能
- 直接冷卻： 搭配冰水機，提供穩定低溫冷源給冷板
Q7：冷卻技術在 ESG 上有哪些優勢？
浸沒式冷卻能降低能耗與用水量，提高熱回收效率，比起單一冷卻水塔價格，降低長期維護成本所帶來價值，是最具 ESG 價值的資料中心冷卻方案之一。
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如需了解更多信息或獲取定制的冷卻解決方案，歡迎隨時聯繫我們的專業團隊。晉惠冷卻機械致力於提供全方位的冷卻方案，確保您的伺服器在各種需求下穩定、高效地運行。
我們將根據您的需求提供最適合的冷卻技術和設備，幫助您達成最高效的運行效果。
