开放数据中心标准推进委员会 ODCC 2025年9月 基于预制模块化数据中心场景的冷却 系统智能调优技术报告 [编号 ODCC-2025-06005] 版权声明 ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受《著 作权法》保护，编制单位共同享有著作权。 转载、摘编或利用其它方式使用 ODCC 成果中的文字或 者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会 ODCC”。 对于未经 目标纲要》、工信部印 发《“十四五”工业绿色发展规划》和《中共中央国务院发布关于加 快经济社会发展全面绿色转型的意见》等政策背景下，数据中心数 字化转型速度加快，节能降碳需求越来越迫切。 传统数据中心冷却系统大多依靠经验设定运行参数，采用人工 调优和局部反馈调节方法实现控制；存在着设定值固定，不随负载、 环境条件变化；各设备之间缺乏信息沟通，运行参数不协同；未考 虑设备的运行效率问题，导致运行能耗高等问题。即便预制模块化 更好地指导此场景下的能效调优。 通过数字化技术，可大量收集数据中心现场环境和能耗数据， 运用基于 AI 和云计算的能效优化技术，提高制冷系统整体效率，持 续优化数据中心 PUE。本技术在预制模块化场景下，以冷却调优内 容为主，建立系统层面的全局智能调优方法，从而更大程度上起到 节约系统能耗、降低运行成本之的作用。 目 录 一、 概述.................................

冷板式液冷系统面临的挑战 .............................................................................. 9 3.1 冷却液老化与管道腐蚀 ............................................ 9 3.2 泄漏风险 ................................ ............................ 21 六、 液冷新技术探索 ......................................... 22 1. 相变冷板冷却技术 .......................................................................................... 22 2 呈现更高的单体算力性能、更高的算力部署密度。作为算力承载的芯片模组，单芯片 功率已突破 1000W，单机柜部署功率密度突破 120kW。传统的风冷技术已经无法支持 如此高功耗的芯片，而液冷技术采用高比热容的液体取代空气作为冷却介质，其比热 容约是空气的 4 倍，热传导能力约是空气的 25 倍，散热效率远高于风冷可有效解决 高功耗芯片的散热问题。 冷板式液冷是将液冷散热冷板紧贴在服务器的发热器件，通过冷板式换热器内的

........................................................................................... 8 图 6 冷却液领域................................................................................................ 一次侧系统领域........................................................................................ 16 图 10 冷却介质槽领域...................................................................................... 18 图 11 地制宜推动液冷、蒸发冷却、热管、氟泵等高效制冷散热技术，提高 自然冷源利用率”。工业和信息化部等六部门联合印发的《算力基础 设施高质量发展行动计划》提到，“支持液冷、储能等新技术应用”。 （二）液冷系统重构智算中心散热新范式 液冷技术可显著降低智算中心运营成本。液冷是一种新兴的智算 中心散热形式，其相较于传统风冷散热方案更为简化，取消了冷水机 组、空调末端等高能耗设备。借助冷却工质较高的比热容与优异的导

技术迅猛发展，极大增加了相关产业对高性能算力的需求，进而对设备散热冷却提出了更高要求。目前来看，液冷更适用于高密度功率的数据中 心，其中浸没式液冷具有明显优势。根据《中国液冷数据中心发展白皮书》，保守估计 2025 年中国液冷数据中心市场规模将达 1283.2 亿元，其 中浸 没式液冷占 526.1 亿元。氟化液是浸没式液冷的理想冷却液，目前我国仍处于发展初期阶段，未来大有可为。涉及标的： 1) 1) 氟化液： I. 巨化股份（ 5000 吨 / 年巨芯冷却液（一期 1000t/a ），一期实施 1000 吨 / 年现已投入运营。项目产品主要有 JHT 电子流体系列、 JHLO 润 滑油系 列以及 JX 浸没式冷却液等产品） 、 II. 新宙邦（六氟丙烯下游的含氟精细化学品，含氟冷却液（氟化液）顺利通过行业知名客户认证，实现批量交付）、 III. 永和股份（ 1 万吨 / 年全氟己酮项目副产六氟丙烯三聚体可以应用于冷却液领域）、 IV. 润禾材料（公司硅油和改性硅油可用于冷却液生产）等。 u AI 芯片是人工智能核心，推动半导体材料大发展 AI 芯片系 AI 的核心，将在 AI 浪潮下获得快速发展和应用。半导体材料是芯片的基石，受益于 AI 需求拉动，半导体材料将获得更大发展空间，技

故障预案，实现电力不断供保障 HVAC 系统 | 基于模型和运行数据反馈，实时优化系统运行设置点 冷冻水供回水 冷却水供回水 温度 冷冻水流量 冷却水流量 流量 冷冻 / 却水泵 冷却塔风机 转速 冷机参数、水压差室 外温湿度等 其他参数 冷机 动态模型 冷冻水泵 动态模型 冷却水泵 动态模型 冷却塔 动态模型 管路水力 动态模型 台数启停或变频控制 冷冻水供水温度优化 冷机控制 台数启停或变频控制 冷却水温度优化 冷却水泵控制 台数启停或变频控制 冷却水出塔温度优化 冷却塔风机控制 用电节约 30%-30% ， Cop （制冷率）提升 10%-20% HVAC 系统 | 提升空调运行效率，节能降耗，降低运营成本 通过优化冷机、冷冻水泵、冷却水泵、 冷却塔风机的控制来提升冷站能效。 提升 冷站能效 定期处理空调系统水质，保持冷却水和冷 冻水的清洁，避免末端风机盘管脏堵或冷

解决了大 功率芯片的应用问题。而大规模改造或新建数据中心，冷板式液冷和浸没式液冷的应用和试 点，使液冷的方式更为多样化。 浸没式液冷采用工质与发热器件直接接触，实现了发热器件的 100%液体冷却，促成数 据中心更低的 PUE，但对芯片等器件的材料兼容性有更为复杂的要求，需要定制化处理。同 时，维护难度、成本方面投资较高。 冷板式液冷则采用工质与发热器件间接接触的方式，可以无缝兼容风冷器件，材料兼容 ➢ 一次侧包含：冷却塔、水泵、冷水机组、一次侧管路、液冷门。 ➢ 二次侧包含：CDU、二次侧管路、液冷机柜和服务器节点。 智算液冷整机柜服务器支持各种场景的数据中心应用，典型新建场景下可以根据机房实 际条件选择如图3-4的混合式液冷，也可以选择能效更高的图3-5 液冷门式全液冷。 13 对于一次侧液冷冷源，可以选择新增闭式冷却塔作为冷源，也可以和机房空调共用冷冻 15 3-1 散热系统组件说明 名称 说明 冷却塔 ⚫ 用于将液体回路的热量散到室外大气中的设备，一般放置在建筑物的室 外，出水温度取决于当地气温条件，通常出水温度范围为 5℃～35℃。 ⚫ 推荐采用闭式冷却塔。 水泵 输送液体或使液体增压的设备。 CDU ⚫ 用于液冷电子设备间的冷却液体流量分配，提供二次侧流量分配、压力 控制、物理隔离、防凝露等功能。CDU

间的关系 加热能力 室外温度 更多的损失或更少的收益 更少的损失或 更多的收益 设计温度下需要的最大功率 无加热需求的温度 情况决定了舒适或所需的房间条件。 加热和冷却系统的设计取决于系统所需的加热和冷却功 率。通常情况下，建筑物的最大采暖功率是以能量平衡 和室外温度的函数形式给出的，以简化形式显示在图7 中。这个函数使得推导出配置整个能源系统所需的参数 成为可能。首先，在最低设计温度下需要的最大功率（ 仅决定了能源系统的必要供应温度，而且还决定了建筑 物内传热系统的规模和结构设计。 该清单显示了影响建筑物能量平衡的各种因素。如果一 个房间的能量平衡不平衡，就需要额外的能量来提供舒 适的房间参数。提供热舒适所需的额外能量（即加热或 冷却）可以通过两种不同的方式引入建筑。 • 静态供暖/制冷。通过房间内的水引导热交换器进行 供暖或制冷 • 动态供暖/制冷。通过有条件的空气通风来供暖或制 冷 在静态供暖中，传热面被安装在房间里（如散热器）， 率。这样的系统也被称为 “LowEx”（低能量），以保 持引入房间的能量的能量含量尽可能低。 由于必要的高温差，散热器只能部分地用于冷却房间。 必要的低温会引起一些问题，如形成冷凝水，甚至温度 接近冰点。表面加热系统也可用于冷却。冷却和空间之 间的温差通常比供暖要小，这意味着冷却的输出要低。 40 静态供暖/制冷系统得到了室内空气技术系统的补充： 动态供暖/制冷系统。主要的区别在于向空间的动力转 移

15-20 通风系统 10-20 门窗 10-15 墙体 30-35 墙体 5-10 表 9：按建筑组成部件划分的热损失范围 情况决定了舒适或所需的房间条件。 加热和冷却系统的设计取决于系统所需的加热和冷却功 率。通常情况下，建筑物的最大采暖功率是以能量平衡 和室外温度的函数形式给出的，以简化形式显示在图 7 中。这个函数使得推导出配置整个能源系统所需的参 数 成为可能。首先，在最低设计温度下需要的最大功 率。这样的系统也被称为 LowEx”（低能量），以保 持引入房间的能量的能量含量尽可能低。 由于必要的高温差，散热器只能部分地用于冷却房间。 必要的低温会引起一些问题，如形成冷凝水，甚至温度 接近冰点。表面加热系统也可用于冷却。冷却和空间之 间的温差通常比供暖要小，这意味着冷却的输出要低。 图 7 ： 室外温度、加热能力 和内 无加热需求的温度 39 40 静态供暖/制冷系统得到了室内空气技术系统的补充： 量的流动）引入房间的。因此，传输介质不再是水而是 空气。其优点包括控制遵守新鲜空气供应的最小空气流 量，以及引入高冷却负荷的可能性。除了温度之外，室 内空气技术系统还可以用来调整其他空气质量特性，包 括湿度、二氧化碳含量（通过新鲜空气供应）和房间内 的流速。重要的操作模式是冷却和加热（供应空气的温 度和插入加热和冷却负荷），以及加湿和除湿（空气处 理）。空气处理需要额外的能源。例如，某些通风技术 设计还需要加热能量，以便在夏季对空气进行除湿。

心内部所有再循环的空气。颗粒物污染的优化控制也应纳入整体空气 处理系统设计中。 在污染水平较低的地区运营的数据中心，可能还需要对气态和 颗粒污染物进行强化空气净化处理，尤其是在使用大量外部空气进行 “自由冷却”并导致数据中心内污染物水平升高的情况下。作为最低 要求，数据中心内的空气应通过气相 / 颗粒空气组合过滤器进行再循 环，以去除这些污染物以及数据中心内部产生的污染物，从而将污染 物水平保持在规定的限度内。 的可靠 性和稳定性。良好的空气质量是保障设备正常运行的重要因素之 一，因此，数据中心运营企业需要采取必要的空气治理措施，确 保设备的长期稳定运行。 1.5 能效与可持续性优化需求 自由冷却技术（如间接蒸发冷却）的普及使室外空气引入量增 加 30%-50%，但未加处理的室外空气可能携带高浓度污染物，导致 过滤系统负荷激增，能耗上升 15%-20%。因此，精准治理可平衡节 能与设备保护。 二、数据中心空气治理现状 织造纤维介质（ALNF）的过滤器。 2.6.3 数据中心污染控制 数据中心的设计并无统一标准，因此，数据中心空气净化技术的 应用可能涉及多种不同的技术，这取决于空气处理系统是使用室外空 气来提供通风、增压和 / 或自由冷却，还是使用计算机房空调（CRAC） 机组作为 100% 再循环空气系统。 对气态分子级污染物的最优控制将允许在机械系统中为颗粒物 和气态污染物控制设置单独的部分。如果从设计或成本角度考虑， 这不可

生活热水供给节能系统 5. 电梯节能系统 6. 余热回收节能系统 主页 冷源 系统 通过对冷却塔进行水力平衡改造，提升冷却塔的散热能力，结合中 央空调群控系统，根据末端负荷变化，自动匹配主机、水泵、冷却 塔的运行台数及运行频率，保障机房综合运行 COP 在 4.0 以上。 中央空调冷热源群控系统 进入净东水二次某系施 进人 次泉应控乡牍 %, 本 备防 款 Chliadwer tow and rocun 开式冷却塔直接供冷系统 开式冷却塔间接供冷系统 在常规空调水系统基础上适当增设部分管路及设备，当室外湿球温度低至某个值以下时， 关闭制冷机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，可很大程度上节 省制冷时空调机组压缩机产生的能耗。 种形式。 智慧照明节能 系统 15*g: 薪 tu 开失 本地描草 器租监 R 板式 换热器 水水热泵 冷却塔 冷冻水回一 冷冻泵 冷却泵 热水回 采用水水热泵机组提升本应通过冷却塔散失的冷凝热，提升后的冷凝 热可以直接应用于供热或生活热水。热泵机组的综合 COP 达到 6.0 以 上， 运行成本远低于冷机与锅炉独立运行的方式。