數(shù)據(jù)中心作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心，正面臨能耗和散熱的雙重挑戰(zhàn)。在全球可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的推動(dòng)下，數(shù)據(jù)中心能效監(jiān)管趨嚴(yán)。特別是在新建大型數(shù)據(jù)中心的能效標(biāo)準(zhǔn)上，政策已經(jīng)明確規(guī)定PUE（Power Usage Effectiveness，能源效率比）不得高于1.3，這一新要求對(duì)數(shù)據(jù)中心的冷卻技術(shù)提出了更高挑戰(zhàn)。

液冷技術(shù)，憑借其高散熱效率，成為滿足新標(biāo)準(zhǔn)的有力技術(shù)支撐。目前，液冷技術(shù)主要包含冷板式、浸沒(méi)式和噴淋式等技術(shù)路線。冷板式液冷以其技術(shù)成熟度、可靠性及通用性，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。在采用浸沒(méi)式液冷技術(shù)的數(shù)據(jù)中心中，PUE值可降至1.04左右，相較于傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)，能效比提升超過(guò)30%，顯著降低運(yùn)營(yíng)成本，提升環(huán)保性能。

作為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，ifm為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)了針對(duì)液冷應(yīng)用的解決方案，涵蓋溫度、流量、液位、溫濕度、振動(dòng)監(jiān)測(cè)等，適用于多種技術(shù)路線，滿足不同數(shù)據(jù)中心的需求。

冷板式液冷系統(tǒng)

冷板式液冷系統(tǒng)采用間接冷卻方式，核心部件冷板由高導(dǎo)熱材料（如銅或鋁）制成，與需冷卻設(shè)備直接接觸。系統(tǒng)通過(guò)液體循環(huán)、熱量傳遞、熱交換和冷卻液再循環(huán)，實(shí)現(xiàn)高效冷卻。

基本原理

1.液體循環(huán)：冷卻液（通常是去離子水或特殊冷卻液）在泵的驅(qū)動(dòng)下循環(huán)流動(dòng)。

2.熱量傳遞：冷卻液流經(jīng)冷板，吸收與其接觸的電子組件產(chǎn)生的熱量。

3.熱交換：加熱后的冷卻液被輸送到熱交換器，熱量在此被傳遞給另一介質(zhì)，通常是空氣或另一種液體。

4.冷卻液冷卻：在熱交換器中釋放熱量后，冷卻液重新冷卻后再次循環(huán)回到冷板。

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

●靈活性：可針對(duì)特定熱源進(jìn)行定制設(shè)計(jì)

●維護(hù)簡(jiǎn)便：組件易于更換和維護(hù)

●可靠性：間接冷卻減少了冷卻液與電子元件直接接觸的風(fēng)險(xiǎn)

關(guān)鍵監(jiān)測(cè)點(diǎn)

01溫度監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★★

監(jiān)測(cè)冷板和熱交換器的溫度，以確保冷卻效果，并調(diào)整冷卻液的流量或溫度。溫度的異常升高可能指示冷卻不足或熱源負(fù)載增加。

ifm解決方案：TCC系列溫度變送器

●集成漂移監(jiān)測(cè)和診斷功能

●高達(dá)±0.2K的精度，快速的反應(yīng)時(shí)間

●設(shè)計(jì)堅(jiān)固，具備IP68/IP69K高防護(hù)等級(jí)，保障嚴(yán)苛環(huán)境下的精密測(cè)量

●可視化和數(shù)字化指示：傳感器上LED顏色可簡(jiǎn)單明了地顯示當(dāng)前狀態(tài)

? 綠色：表示運(yùn)行可靠

? 藍(lán)色：表示溫度偏差超出公差范圍

? 紅色：表示嚴(yán)重故障

憑借改良的在線校準(zhǔn)過(guò)程，TCC系列溫度變送器可在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)±0.2K的精度，這使其非常適合在溫度敏感過(guò)程中使用。此外，它還可持續(xù)監(jiān)測(cè)自身的可靠性，從而確保平穩(wěn)的過(guò)程和高產(chǎn)品質(zhì)量。若傳感器偏離預(yù)定義公差或出現(xiàn)故障，則可通過(guò)易于查看的LED和診斷輸出發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。

此外，TCC還可通過(guò)IO-Link自動(dòng)保存所有數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)一致的存檔：安裝日期、運(yùn)行小時(shí)數(shù)、溫度直方圖以及事件消息日志（運(yùn)行小時(shí)數(shù)和事件編號(hào)）和校準(zhǔn)檢查狀態(tài)日志（運(yùn)行小時(shí)數(shù)、溫度值、漂移值、限值和狀態(tài)）。

02流量監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★★

監(jiān)測(cè)冷卻液的流動(dòng)速率，確保超純水或冷卻液能夠持續(xù)且均勻地流過(guò)冷板，可有效計(jì)算相應(yīng)服務(wù)器的冷卻效果，避免局部過(guò)熱。流量的異常變化可能指示泵的故障或管路堵塞。

ifm解決方案：SU系列超聲波流量傳感器

●可精確測(cè)量最高達(dá)1000L/min的超純水或冷卻液的流量，集成溫度測(cè)量功能

●全通316L不銹鋼測(cè)量管，無(wú)壓力損失，具有高介質(zhì)耐受性和長(zhǎng)期防護(hù)性能

●高度準(zhǔn)確的在線測(cè)量過(guò)程，可消除壁厚和管道材料變化的任何影響

SU Puresonic系列超聲波流量傳感器可精確檢測(cè)高達(dá)1000 L/min的流量。由于采用超聲波技術(shù)，它也能精確檢測(cè)反滲透設(shè)備中生產(chǎn)的低電導(dǎo)率超純水或乙二醇水溶液。另外，它還可持續(xù)檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，并將其用作質(zhì)量和維護(hù)指標(biāo)，用戶可根據(jù)提示進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。當(dāng)管路內(nèi)液體不滿或者有劇烈氣泡摻雜時(shí)，可傳輸報(bào)警信號(hào)，且傳感器LED指示燈會(huì)亮紅色。

03壓力監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★☆

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的壓力，以檢測(cè)泄漏或堵塞，并確保系統(tǒng)在安全的壓力范圍內(nèi)運(yùn)行，防止冷卻液流失。壓力的異常升高或降低可能指示系統(tǒng)組件的損壞（如管道破裂、接頭松動(dòng)或密封失效等），甚至繼而引發(fā)安全事故。

ifm解決方案：PT系列精巧型壓力變送器

●緊湊耐用的一體式不銹鋼外殼，體積小巧

●測(cè)量精度< ±0.5%，重復(fù)性< ±0.05%

●采用金屬膜片檢測(cè)元件，具有非常高的抗沖擊和振動(dòng)能力，可滿足高于六千萬(wàn)次壓力周期的使用壽命

04電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★☆

監(jiān)測(cè)冷卻液的電導(dǎo)率，以防止電化學(xué)反應(yīng)和腐蝕，確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。電導(dǎo)率的變化可能指示冷卻液的污染或需要更換。

ifm解決方案：LDL101電導(dǎo)率傳感器

●可檢測(cè)水中低至0.04μS/cm的電導(dǎo)率

●采用一體式不銹鋼外殼設(shè)計(jì)，且探頭無(wú)需更換，可靠耐用

●支持IO-Link通信，可進(jìn)行高分辨率且無(wú)損的測(cè)量值信號(hào)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻液質(zhì)量的連續(xù)精準(zhǔn)分析

05柜內(nèi)溫濕度監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★☆

監(jiān)測(cè)服務(wù)器柜內(nèi)的溫度和濕度水平，以維持設(shè)備的最佳運(yùn)行條件。溫濕度的異常變化可能指示環(huán)境控制的不足或設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題。

ifm解決方案：LDH290溫濕度傳感器

●輕松監(jiān)測(cè)溫度和空氣濕度，從而保護(hù)電氣設(shè)施、控制柜或生產(chǎn)過(guò)程

●利用螺釘或?qū)к壈惭b以及M12連接，實(shí)現(xiàn)即插即用

●通過(guò)模擬量信號(hào)輸出數(shù)據(jù)

06振動(dòng)監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★☆

監(jiān)測(cè)液冷系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備（如水冷機(jī)組、冷卻循環(huán)泵、冷卻塔）的振動(dòng)狀態(tài)，以預(yù)防機(jī)械故障和延長(zhǎng)設(shè)備壽命，避免設(shè)備意外停機(jī)，確保系統(tǒng)持續(xù)可靠運(yùn)行。振動(dòng)幅度的增大可能指示不平衡、未對(duì)心、松動(dòng)、軸承磨損、氣蝕、共振等情況。

ifm的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以其出色的重復(fù)精度、低線性度偏差和緊湊堅(jiān)固的不銹鋼外殼，為工業(yè)自動(dòng)化提供全面的設(shè)備保護(hù)和性能優(yōu)化，適用于監(jiān)測(cè)多種振動(dòng)類型：

ifm解決方案：

① VSA系列振動(dòng)傳感器

●使用MEMS（微電子機(jī)械系統(tǒng)）原理加速計(jì), 靈敏度高

●具有自檢功能，可以自動(dòng)檢測(cè)傳感器內(nèi)部損壞、電纜斷線等故障

●全不銹鋼316L金屬外殼，堅(jiān)固耐用，防爆等級(jí)IP67/IP68/IP69K

② VSE系列振動(dòng)分析模塊

●精確診斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備振動(dòng)的深度監(jiān)控和基于條件的維護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)行效率

●支持最多4個(gè)振動(dòng)傳感器的同時(shí)檢測(cè)，具備預(yù)報(bào)警和主報(bào)警功能，以及模擬輸入用于監(jiān)控額外測(cè)量變量

●基于邊緣計(jì)算控制器，集成時(shí)域分析、頻譜FFT/包絡(luò)頻譜H-FFT分析等算法，自動(dòng)分析診斷設(shè)備常見(jiàn)故障

ifm提供的全套傳感器，如溫度、流量、壓力和液位等，均支持IO-link接口。使用IO-Link數(shù)字通信可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字無(wú)損傳輸，同時(shí)可獲取底層傳感器的參數(shù)和診斷信息，確保了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性和完整性。

更進(jìn)一步，ifm IO-Link主站獨(dú)有的Y型鏈路功能，融合了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的靈活性與工業(yè)總線的可靠性。集成化的解決方案不僅提升了數(shù)據(jù)中心液冷系統(tǒng)的監(jiān)控效率，更有效賦能智能、高效的遠(yuǎn)程故障診斷和維護(hù)。

浸沒(méi)式液冷系統(tǒng)

浸沒(méi)式液冷是一種更為直接的冷卻方式，電子設(shè)備被完全或部分浸沒(méi)在冷卻液中進(jìn)行散熱。

基本原理

1.設(shè)備浸沒(méi)：服務(wù)器或其他電子設(shè)備被放置在一個(gè)充滿冷卻液的容器中。

2.熱量吸收：電子組件產(chǎn)生的熱量直接傳遞給與其接觸的冷卻液。

3.自然對(duì)流或強(qiáng)制循環(huán)：冷卻液通過(guò)自然對(duì)流或通過(guò)泵強(qiáng)制循環(huán)來(lái)增強(qiáng)熱量的傳遞。

4.熱交換：加熱后的冷卻液被輸送到外部的熱交換器，熱量在此被釋放到環(huán)境中。

5.冷卻液再循環(huán)：冷卻后的冷卻液再次回到浸沒(méi)容器，繼續(xù)吸收設(shè)備產(chǎn)生的熱量。

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

●高效散熱：冷卻液與熱源直接接觸，散熱效率較高

●空間節(jié)?。菏∪チ藗鹘y(tǒng)的風(fēng)扇和散熱器，可節(jié)省空間

●低噪音操作：由于沒(méi)有風(fēng)扇，運(yùn)行時(shí)噪音較低

工藝過(guò)程關(guān)鍵監(jiān)測(cè)點(diǎn)

01溫度監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★★

由于電子設(shè)備直接浸沒(méi)在冷卻液中，溫度監(jiān)測(cè)尤為重要，以確保設(shè)備不超過(guò)其工作溫度范圍。監(jiān)測(cè)冷卻液和設(shè)備表面的溫度，以便調(diào)整冷卻策略。

02液位監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★★

監(jiān)測(cè)冷卻液的液位，確保所有設(shè)備都被充分浸沒(méi)，避免空氣泡導(dǎo)致的局部熱點(diǎn)。

03冷卻液質(zhì)量監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★★

定期監(jiān)測(cè)冷卻液的化學(xué)性質(zhì)，如pH值、氧化還原電位等，以確保冷卻液不會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成損害。

04熱交換效率監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★☆

監(jiān)測(cè)熱交換器的效率，以確保熱量能夠有效地從冷卻液傳遞到外部環(huán)境。

05系統(tǒng)完整性監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★☆

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的密封性，確保沒(méi)有冷卻液泄漏，并防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響熱傳遞效率。

06關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)

重要程度：★★★★☆

監(jiān)測(cè)水冷機(jī)組、冷卻循環(huán)泵和冷卻塔風(fēng)扇的運(yùn)行狀態(tài)，確保冷卻液的流動(dòng)和熱交換器的散熱效果。

前文所述的ifm監(jiān)測(cè)解決方案，同樣在浸沒(méi)式液冷設(shè)備中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，針對(duì)氟化液或者各種合成油，ifm超聲波流量傳感器也可以進(jìn)行穩(wěn)定測(cè)量，保障設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

得益于精確的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)機(jī)制，ifm的液冷監(jiān)測(cè)解決方案將有效賦能數(shù)據(jù)中心的高效穩(wěn)定，不僅可以符合嚴(yán)格的能效要求，更在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約和成本效益，為數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展提供了一個(gè)節(jié)能、可靠、易于管理的冷卻系統(tǒng)。

如果您渴望深入了解該領(lǐng)域的前沿技術(shù)，點(diǎn)擊右下角的「在看」，催更小易為大家?guī)?lái)更多關(guān)于浸沒(méi)式液冷監(jiān)測(cè)方案的分享。用戶的需求是我們的追求，馬上安排！期待下期再見(jiàn)啦~