AI 伺服器与资料中心液冷系统量测方案

AI 伺服器与资料中心液冷系统量测方案

AI 伺服器与资料中心液冷系统量测方案


液冷量测架构图


AI 伺服器与资料中心液冷系统量测方案

 

随着 AI、GPU 与高效能运算(HPC)伺服器的运算密度持续提升,单一机柜的发热量大幅增加,资料中心散热架构也逐步由传统气冷延伸至液冷系统。液冷透过冷却液直接或间接带走 CPU、GPU 等高发热元件产生的热量,再经由冷却液分配单元、热交换器与设施冷源完成冷却循环,已成为高热密度 AI 资料中心重要的热管理方式。

 

液冷系统涵盖设施冷源、热交换区、冷却液分配单元、供回液主管、支路管线与液冷伺服器机柜等多个环节。当供回液温度、循环流量、泵浦压力、设备差压或储液槽液位出现异常变化时,可能反映冷却能力、循环条件或设备状态正在改变。若缺乏即时且连续的量测资料,维运人员往往需要在冷却效能下降或异常发生后,再逐步排查问题来源。

 

eyc-tech 针对 AI 伺服器与资料中心液冷系统,提供涵盖温度、流量、压力、差压、液位与现场显示等多项量测产品,可依不同系统区段、管径与安装条件配置对应量测点,协助建立从设施冷源一路延伸至液冷伺服器机柜的量测架构。透过不同区段的数据持续记录与相互比对,可作为异常判断、设备维护与系统调整的重要依据。

 

设施冷源量测

设施冷源位于液冷系统最上游,通常由冰水主机、冷却水塔或其他冷却设备提供冷却能力,再透过一次侧冷却水将冷量传送至热交换器。当供回水温度、循环流量或储水设备液位发生变化时,可能进一步影响后续热交换与伺服器端的冷却条件,因此温度、流量与液位皆是设施端的重要量测参数。

可于供回水管路配置 TP05 温度传感器,持续量测冷却水温度变化;针对较大管径的冷却水主管,则可采用 FUM06 超音波流量传感器进行流量量测。若系统包含冷却水塔集水槽、补水槽或其他储水设备,也可配置 L051 水位传感器持续监测液位。透过温度、流量与液位的连续量测,可更完整掌握冷源供应、冷却水循环及补水状态,作为后续设备检查与系统调整的量测依据。

 

热交换区量测

热交换器位于设施冷源与资料中心液冷回路之间,负责将伺服器端吸收的热量传递至设施冷却水。热交换状态除了受到进出口温度影响,也与设备内部流道阻力及冷却液循环条件有关,因此温度与差压是此区域的重要量测参数。

 

透过在热交换器前后端管路配置 TP05 温度传感器,可持续量测进出口温度;同时使用 P063 差压传感器量测设备前后端的液体差压。将温度与差压的趋势变化进行交叉比对,可持续观察热交换条件与流体阻力变化。当温差或差压出现异常趋势时,可作为热交换器检查、清洁与预防性维护的参考。

 

冷却液分配单元量测

冷却液分配单元(CDU)是连接设施冷源与伺服器液冷回路的重要设备,内部通常整合热交换器、循环泵浦、过滤器、储液槽及供回液管路,因此需要同步掌握温度、流量、压力、差压与液位等关键参数,建立完整的设备量测基础。

 

在 CDU 的供回液管路上,可采用 TP05 温度传感器搭配 DPM03 多功能讯号显示控制器,进行供回液温度量测与现场数值显示,并可依需求进行警报、讯号处理及再传送。二次侧或较小管径冷却液管路可配置 FUM03 夹钳式超音波流量计监测循环流量;泵浦出口可使用 P048 压力传感器量测供液压力;过滤器前后端则可配置 P063 差压传感器观察流体阻力变化;储液槽可透过 L051 水位传感器掌握液位。透过不同量测参数相互比对,可为 CDU 的循环、过滤、供液与储液状态提供较完整的量测资讯。

 

供回液主管量测

冷却液离开 CDU 后,会经由供液主管输送至不同区域与伺服器机柜,吸收热量后再透过回液主管返回 CDU。由于主管承担液冷系统主要的冷却液输送,因此主管流量是掌握整体冷却液循环变化的重要参数。

 

针对较大管径的供液主管与回液主管,可采用 FUM06 超音波流量传感器进行流量量测,并将主管流量与既有温度、压力资料相互比较。当主管流量下降时,可进一步检查泵浦、过滤器、阀件或管路阻力是否发生变化;若主管流量维持正常,但特定区域的冷却条件出现异常,则可再往下游支路或伺服器机柜进一步比对量测数据,协助缩小设备检查范围。

 

支路流量监测

大型资料中心通常会由主管再分流至不同区域或伺服器机柜,因此主管总流量正常,并不代表每一条支路都能取得适当的冷却液。当单一支路流量下降时,主管端的流量变化可能并不明显,因此透过支路流量量测,可进一步掌握不同区域之间的冷却液分配状态。

 

FUM03 夹钳式超音波流量计适合应用于较小管径的液冷支路,采用管外夹钳式量测方式,可降低切管、停机与冷却液泄漏等施工需求与风险。对于既有资料中心,可应用于系统扩充、新增量测点、流量调校及维护检查,透过不同支路的流量数据比较,协助确认各区域或伺服器机柜之间的冷却液分配状况。

 

液冷伺服器机柜量测

冷却液进入伺服器机柜后,会经由供液歧管分配至 CPU、GPU 或其他高发热元件的冷却板,再透过回液歧管将吸收热量后的冷却液送回主管。由于此区域最接近伺服器实际热源,即使 CDU 与主管流量维持正常,个别机柜仍可能因阀件开度、管路阻力或冷却板流道变化而产生流量不足,因此流速与温度是机柜端的重要量测参数。

 

在供回液歧管或其他关键液冷支路,可配置 FTC06 温度 & 水 / 空气流量传感器搭配 DPM04 瞬间量累积量显示控制器。 FTC06 可同步量测冷却液流速与温度,DPM04 则可于现场显示瞬间量与累积量,并提供警报、讯号处理及再传送功能。若需要进一步掌握机柜供回液温度,也可配置 TP05 温度传感器进行温差比对。透过流速、流量与温度数据相互参照,可作为管路、阀件、配液歧管及冷却板循环状态检查的量测依据。

 

从冷源到机柜,eyc-tech 提供 AI 资料中心液冷关键量测

AI 资料中心液冷系统涵盖设施冷源、热交换器、冷却液分配单元、液冷主管、支路与伺服器机柜等不同环节。 eyc-tech 提供涵盖温度、流量、压力、差压、液位及现场显示的量测产品,可依不同管径、设备位置与实际应用需求进行配置,建立从设施端一路延伸至伺服器机柜的量测架构。

 

各项量测数据除了可供现场巡检与数值确认,也可依产品规格透过类比讯号、Relay 或 RS-485 通讯进一步整合至既有 BMS、SCADA、PLC、DCIM 或资料撷取系统;若现场有警报、讯号处理或再传送需求,也可依实际应用搭配相对应的显示控制器。

 

透过在不同系统区段建立连续且可追踪的量测点,可将温度、流量、压力、差压与液位数据进一步应用于异常比对、趋势追踪、设备巡检与预防性维护,为 AI 资料中心液冷系统建立完整且持续可追踪的量测基础。