AI 伺服器與資料中心液冷系統量測方案

AI 伺服器與資料中心液冷系統量測方案

AI 伺服器與資料中心液冷系統量測方案


液冷量測架構圖


AI 伺服器與資料中心液冷系統量測方案

 

隨著 AI、GPU 與高效能運算(HPC)伺服器的運算密度持續提升,單一機櫃的發熱量大幅增加,資料中心散熱架構也逐步由傳統氣冷延伸至液冷系統。液冷透過冷卻液直接或間接帶走 CPU、GPU 等高發熱元件產生的熱量,再經由冷卻液分配單元、熱交換器與設施冷源完成冷卻循環,已成為高熱密度 AI 資料中心重要的熱管理方式。

 

液冷系統涵蓋設施冷源、熱交換區、冷卻液分配單元、供回液主管、支路管線與液冷伺服器機櫃等多個環節。當供回液溫度、循環流量、泵浦壓力、設備差壓或儲液槽液位出現異常變化時,可能反映冷卻能力、循環條件或設備狀態正在改變。若缺乏即時且連續的量測資料,維運人員往往需要在冷卻效能下降或異常發生後,再逐步排查問題來源。

 

eyc-tech 針對 AI 伺服器與資料中心液冷系統,提供涵蓋溫度、流量、壓力、差壓、液位與現場顯示等多項量測產品,可依不同系統區段、管徑與安裝條件配置對應量測點,協助建立從設施冷源一路延伸至液冷伺服器機櫃的量測架構。透過不同區段的數據持續記錄與相互比對,可作為異常判斷、設備維護與系統調整的重要依據。

 

設施冷源量測

設施冷源位於液冷系統最上游,通常由冰水主機、冷卻水塔或其他冷卻設備提供冷卻能力,再透過一次側冷卻水將冷量傳送至熱交換器。當供回水溫度、循環流量或儲水設備液位發生變化時,可能進一步影響後續熱交換與伺服器端的冷卻條件,因此溫度、流量與液位皆是設施端的重要量測參數。

可於供回水管路配置 TP05 溫度傳感器,持續量測冷卻水溫度變化;針對較大管徑的冷卻水主管,則可採用 FUM06 超音波流量傳感器進行流量量測。若系統包含冷卻水塔集水槽、補水槽或其他儲水設備,也可配置 L051 水位傳感器持續監測液位。透過溫度、流量與液位的連續量測,可更完整掌握冷源供應、冷卻水循環及補水狀態,作為後續設備檢查與系統調整的量測依據。

 

熱交換區量測

熱交換器位於設施冷源與資料中心液冷迴路之間,負責將伺服器端吸收的熱量傳遞至設施冷卻水。熱交換狀態除了受到進出口溫度影響,也與設備內部流道阻力及冷卻液循環條件有關,因此溫度與差壓是此區域的重要量測參數。

 

透過在熱交換器前後端管路配置 TP05 溫度傳感器,可持續量測進出口溫度;同時使用 P063 差壓傳感器量測設備前後端的液體差壓。將溫度與差壓的趨勢變化進行交叉比對,可持續觀察熱交換條件與流體阻力變化。當溫差或差壓出現異常趨勢時,可作為熱交換器檢查、清潔與預防性維護的參考。

 

冷卻液分配單元量測

冷卻液分配單元(CDU)是連接設施冷源與伺服器液冷迴路的重要設備,內部通常整合熱交換器、循環泵浦、過濾器、儲液槽及供回液管路,因此需要同步掌握溫度、流量、壓力、差壓與液位等關鍵參數,建立完整的設備量測基礎。

 

在 CDU 的供回液管路上,可採用 TP05 溫度傳感器搭配 DPM03 多功能訊號顯示控制器,進行供回液溫度量測與現場數值顯示,並可依需求進行警報、訊號處理及再傳送。二次側或較小管徑冷卻液管路可配置 FUM03 夾鉗式超音波流量計監測循環流量;泵浦出口可使用 P048 壓力傳感器量測供液壓力;過濾器前後端則可配置 P063 差壓傳感器觀察流體阻力變化;儲液槽可透過 L051 水位傳感器掌握液位。透過不同量測參數相互比對,可為 CDU 的循環、過濾、供液與儲液狀態提供較完整的量測資訊。

 

供回液主管量測

冷卻液離開 CDU 後,會經由供液主管輸送至不同區域與伺服器機櫃,吸收熱量後再透過回液主管返回 CDU。由於主管承擔液冷系統主要的冷卻液輸送,因此主管流量是掌握整體冷卻液循環變化的重要參數。

 

針對較大管徑的供液主管與回液主管,可採用 FUM06 超音波流量傳感器進行流量量測,並將主管流量與既有溫度、壓力資料相互比較。當主管流量下降時,可進一步檢查泵浦、過濾器、閥件或管路阻力是否發生變化;若主管流量維持正常,但特定區域的冷卻條件出現異常,則可再往下游支路或伺服器機櫃進一步比對量測數據,協助縮小設備檢查範圍。

 

支路流量監測

大型資料中心通常會由主管再分流至不同區域或伺服器機櫃,因此主管總流量正常,並不代表每一條支路都能取得適當的冷卻液。當單一支路流量下降時,主管端的流量變化可能並不明顯,因此透過支路流量量測,可進一步掌握不同區域之間的冷卻液分配狀態。

 

FUM03 夾鉗式超音波流量計適合應用於較小管徑的液冷支路,採用管外夾鉗式量測方式,可降低切管、停機與冷卻液洩漏等施工需求與風險。對於既有資料中心,可應用於系統擴充、新增量測點、流量調校及維護檢查,透過不同支路的流量數據比較,協助確認各區域或伺服器機櫃之間的冷卻液分配狀況。

 

液冷伺服器機櫃量測

冷卻液進入伺服器機櫃後,會經由供液歧管分配至 CPU、GPU 或其他高發熱元件的冷卻板,再透過回液歧管將吸收熱量後的冷卻液送回主管。由於此區域最接近伺服器實際熱源,即使 CDU 與主管流量維持正常,個別機櫃仍可能因閥件開度、管路阻力或冷卻板流道變化而產生流量不足,因此流速與溫度是機櫃端的重要量測參數。

 

在供回液歧管或其他關鍵液冷支路,可配置 FTC06 溫度 & 水 / 空氣流量傳感器搭配 DPM04 瞬間量累積量顯示控制器。FTC06 可同步量測冷卻液流速與溫度,DPM04 則可於現場顯示瞬間量與累積量,並提供警報、訊號處理及再傳送功能。若需要進一步掌握機櫃供回液溫度,也可配置 TP05 溫度傳感器進行溫差比對。透過流速、流量與溫度數據相互參照,可作為管路、閥件、配液歧管及冷卻板循環狀態檢查的量測依據。

 

從冷源到機櫃,eyc-tech 提供 AI 資料中心液冷關鍵量測

AI 資料中心液冷系統涵蓋設施冷源、熱交換器、冷卻液分配單元、液冷主管、支路與伺服器機櫃等不同環節。eyc-tech 提供涵蓋溫度、流量、壓力、差壓、液位及現場顯示的量測產品,可依不同管徑、設備位置與實際應用需求進行配置,建立從設施端一路延伸至伺服器機櫃的量測架構。

 

各項量測數據除了可供現場巡檢與數值確認,也可依產品規格透過類比訊號、Relay 或 RS-485 通訊進一步整合至既有 BMS、SCADA、PLC、DCIM 或資料擷取系統;若現場有警報、訊號處理或再傳送需求,也可依實際應用搭配相對應的顯示控制器。

 

透過在不同系統區段建立連續且可追蹤的量測點,可將溫度、流量、壓力、差壓與液位數據進一步應用於異常比對、趨勢追蹤、設備巡檢與預防性維護,為 AI 資料中心液冷系統建立完整且持續可追蹤的量測基礎。