液体冷却简介

在机柜冷却中，低温冷却液通入热交换器，借助热交换器风扇驱动机柜内部空气循环，从而冷却机柜内空气。与接触冷却类似，机柜冷却可从设施用水、循环冷水机或其他热交换器获取低温冷却液。

液体冷却的优势

与风冷相比，液体冷却有两项主要优势。一是性能更高，因为液冷常用流体的导热系数远高于空气。二是运行噪音通常更低，占用空间也小于风冷方案。由于所需风量更小，电子器件可以实现更高密度布置。

液体冷却技术

伊顿可设计制造液冷回路中的各种热管理部件，提供完整的热管理系统。伊顿的液体冷却产品包括标准和定制冷板、机箱、冷水机、冷却系统和热交换器。该系列液体冷却产品可适配多种流体，包括水、去离子水、乙二醇、油、聚 α 烯烃以及介电液体。如需使用其他流体，请联系伊顿进行讨论。

液体冷却行业应用

液体冷却广泛应用于医疗、军工国防、激光、数据中心、半导体、交通运输、印刷等众多行业，为大功率电子设备散热。

热负载较低时，循环冷水机安装简便，通常是最简单的方案。热负载较高时，液‑液冷却系统更具成本效益。不过，该系统的使用仅限于现场具备冷冻设施用水的场景。需要接入设施用水管路，所以会限制设备的使用场地与便携性。

如果热负载较高，并且需要向设施用水排热，那么选择液冷系统 (LCS) 还是带水冷冷凝器的循环冷水机，取决于设定温度。如果设定温度高于设施用水最高温度，选用 LCS 更具成本效益。但是，如果需要将温度降至接近或低于设施用水温度，则需要使用带水冷冷凝器的冷媒式冷水机组。

液体冷却相关链接

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定制液冷系统的成本分析

如果标准冷却系统或小幅改型的标准冷却系统即可满足需求，相比全新定制方案通常可以节约成本。但如果确实需要改型或者全新定制冷却系统，应当在设计早期就让制造商参与，评估主要成本动因，因为定制方案成本波动幅度较大。

对于定制冷却系统，为满足技术规格产生的一次性工程开发工作，会带来一笔可观的前期投入。可能增加工程、材料和装配成本的规格条件包括：冷却系统类型、内部元件选用标准件还是定制件、内部元件布置位置与间距、多传感器仪表配套控制器、特殊供电需求、与特定冷却液兼容性以及机构认证。

环境冷却系统、液-液冷却系统、循环冷水机

标准 LCS 与循环冷水机的成本相近，具体取决于所选尺寸和选配项。不过，标准 LCS 的冷却容量最高可达 20 kW，而标准循环冷水机的冷却容量范围为 825 W–95 kW。无论选择哪种冷却系统，如果您确认需要改型或全新定制冷却系统，需要注意制造商可能会设置起订量。

定制内部元件

即便是定制冷却系统，内部绝大多数元件依然采用标准件。市面上热交换器、泵、储液罐和风扇品类丰富，几乎都可以找到适配冷却系统的现成成熟元件。如果需要定制内部元件，则会增加额外工程设计与生产工序，带来额外成本（有关定制热交换器的更多信息，请参阅“热交换器制造成本动因”）。

内部元件布置位置与间距

定制内部元件属于较为少见的需求，定制冷却系统更常见的需求是在越来越小的空间内实现越来越大的散热能力。可通过更加紧凑地布置元件和/或选择体积更小且效率更高的元件来实现。不过，机箱或冷却系统模块内的元件越紧凑密集，设计和制造就越具有挑战性。有时，结构越紧凑，维护难度也会越高。元件越密集，空气流通就越差，因此性能也会下降。这时就需要选用功率更大的风扇或者性能更高的热交换器。此外，调整元件位置与间距后，需要重新考虑压降、管路连接以及其他设计要素，保障产品可靠，满足甚至超出设计预期。

传感器与仪表控制器

控制器可通过本机显示屏或向远端计算机输出数据，实现多维度冷却系统状态监控。标准循环冷水机控制器具备数字温度显示、校准偏移、低流量停机、自动重启、摄氏度/华氏度切换、声音报警、报警静音、数字化压力感测、液位过低指示、高低温指示、压力显示、故障停机（可开关）和继电器触点输出。LCS 冷却系统控制器具备数字温度显示、摄氏度/华氏度切换、超温指示、校准偏移、液位过低指示、低流量指示以及模拟量输出。如果需要增加额外传感器与仪表，控制器成本会显著上升。在定制冷却系统中，非标准控制器往往是成本最高的部件之一。强烈建议针对每一项传感器和仪表需求进行成本和收益权衡评估。例如，在去离子监测中，是需要读取精确数值，还是仅达到阈值时触发报警即可？ 仅需阈值报警，成本低于输出精确数字读数。流量、压力和温度也是同样的道理。在某些应用中，增加传感器和仪表的额外投入具备很高价值。可以为冷却系统以及价值数千甚至数百万的被冷却设备提供额外防护。

特殊供电需求

与控制器的选择方式类似，需要评估应用的特殊供电需求是否值得承担额外成本。标准冷却系统提供的电气配置可以满足大多数应用需求。可提供更通用供电配置的选项（例如支持双频率运行）通常成本更高。与制造一套通用系统相比，制造两种或以上可在不同地点使用的定制冷却系统可能更具成本效益。

与特定冷却液的兼容性

标准模块化冷却系统可兼容多种冷却液，包括水、去离子水、油和乙二醇溶液。标准 LCS 可兼容水、去离子水和乙二醇溶液。标准循环冷水机可兼容水、去离子水、乙二醇溶液和聚α烯烃 (PAO)。标准 XT 冷水机组可根据运行温度兼容 HFE‑7100、HFE‑7500、Baysilone® Fluid M 20、洁净水/乙二醇水溶液 (EGW)/丙二醇水溶液 (PGW) 等多种流体。标准 XL 和 RM 循环冷水机可兼容洁净水、乙二醇水溶液和丙二醇水溶液。如需使用其他冷却液，必须评估系统全部过流部件材质，以便最大限度避免腐蚀，保障系统性能最优。如需设计兼容其他冷却液的冷却系统，可能需要额外的工程开发，采用特种管路、泵等非标准部件。兼容水或者乙二醇水溶液的设计难度最低，而兼容 PAO 和 Fluorinert™ 的设计更具挑战性，成本也更高。

机构认证

定制冷却系统为满足机构认证要求，也会带来一笔不小的成本。大多数标准冷却系统已获得 CE 认证，经 ITSNA 检测符合 UL 61010‑1，或经 MET 检测符合 UL 1995 标准。不过，要确保全新设计获得机构认证，还需要增工程设计和质量控制环节，包括对定制系统进行重新测试。

冷却系统需求越复杂、越特殊，所需开发工作量就越大，成本也越高。对于定制系统，为满足规格要求投入的工程时间通常是一项较大的前期成本，而非标准控制器是占比最高的持续性成本项。改型或定制冷却系统的成本差异可达数千美元，因此了解影响成本的设计规格至关重要。充分了解现有冷却系统类型、标准件如何加快设计和生产、哪些场景下空间节省不值得投入额外成本，以及区分传感器和仪表的必选配置与可选配置，会对项目产生重大影响。此外，冷却液的选择、供电需求和机构认证同样是不可忽略的影响因素。

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