一. 冷板式液冷数据中心
1.1 通用架构
(1)室内侧(二次侧):冷却分配单元(CDU)、液冷机柜(服务器、冷板、快接头UQD、分流器Manifold)、管路/冷却液。
(2)室外侧(一次侧):冷源(冷机/冷却塔/干冷器)、管路/冷却液。
1.2 室内/外侧循环路径
室内侧、室外侧管路为两个独立循环系统,冷却液通过CDU实现热量交换,但物理隔离。
(1)室内侧冷却液路径:冷板吸热→Manifold→CDU换热→冷板。
(2)室外侧冷却液路径:CDU吸热→冷机/冷却塔/干冷器散热→CDU。
1.3 室外侧散热路径
(1)自然冷却:冷却塔/干冷器,通过空气对流传递热量,气温低时较高效。
(2)机械制冷:冷水机组,通过压缩机驱动制冷剂循环散热,支持不间断运行。
二. 压缩机概览
冷水机组负责热交换,压缩机为其核心动力源:通过压缩制冷剂,推动制冷循环(压缩→冷凝→膨胀→蒸发),实现热量转移。
2.1 压缩机分类
(1)涡旋式压缩机:由动静涡旋盘啮合形成压缩腔,结构紧凑,适用于小型IDC。
(2)螺杆式压缩机:通过阴阳螺杆啮合压缩气体,适用于中型IDC。
(3)离心式压缩机:利用叶轮高速旋转产生离心力,满负荷效率高,适用于大型IDC(国内主流)。
(4)磁悬浮压缩机:采用磁悬浮轴承,能效比高,适配超低PUE需求。
三. 磁悬浮压缩机
3.1 优势
(1)高效节能:无摩擦损耗和传动损失,能效比显著高于传统压缩机。
(2)低噪稳定:无润滑油系统,维护成本低;使用寿命久,振动和噪音大幅降低。
3.2 组成与应用
(1)组成:磁悬浮轴承系统、高速永磁电机、控制系统、叶轮与气动结构。
(2)分类:中小冷量段、大冷量段(丹佛斯)、集成冷站(维谛技术)。
(3)应用:数据中心、工业制冷/工艺冷却、中央空调、环保与能源、气动系统。
四. 国内供应格局
磁悬浮压缩机呈寡头垄断格局,丹麦丹佛斯(Danfoss)占据全球70%份额,其余包括西门子、三菱电机等。
磁谷科技:供应磁悬浮压缩机/冷水机组/真空泵,轴承、变频器等部件自主研发。
冰轮环境:磁悬浮离心式冷水机组/制冷系统参与多个算力枢纽项目。
佳力图:自主研发磁悬浮压缩机冷水机组,获华为、字节认证。
鑫磊股份:供应磁悬浮冷水机组/离心热泵机组,参与多个东数西算项目。