来源 | International Journal of Heat and Fluid Flow

链接 | https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2026.110282

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背景介绍

全球数字化转型推动数据中心规模爆炸式增长，高密度计算设备导致热负荷激增，过高温度会加速设备老化（缩短寿命）、降低服务器频率（损失算力），且制冷系统辅助功耗显著增加，导致数据中心能效下降。传统空冷技术因热导率、比热容低，散热效率有限，易产生局部热点，难以满足当前散热需求；液冷板技术为间接冷却，存在接触热阻，散热路径长，效率受限。浸没式液体冷却技术直接将电子元件浸没于绝缘冷却液中，具有结构紧凑、散热效率高、温度均匀性好等特点，成为突破传统散热瓶颈的关键方案，目前国内外已在冷却剂选择、系统设计、性能优化等方面开展大量研究。

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成果掠影

近日，贵州电网公司信息通信分部团队对浸没式液体冷却技术进行了全面的分析，研究了冷却剂的分类和选择标准，各种液体冷却结构的工作原理和性能，以及它们的实际应用。评估了油基和氟碳基两种主要冷却液类型，以及浮力驱动单相、泵驱动单相和两相系统这三种主要的浸没式液冷系统配置，每种配置适用于不同的热负载场景。还探讨了包括被动与主动强化技术在内的性能提升策略。结论表明，浸没式液冷技术已进入大规模示范阶段，能显著提升能效，并呈现出向更高密度和模块化发展的明确趋势。然而，成本高昂、运维复杂以及缺乏统一标准等挑战依然存在。未来工作应优先注重技术创新、降低成本及推动标准化，以促进该技术的广泛应用，支持绿色高效数据中心的发展。研究成果以“A review of the immersion liquid cooling technology for high-performance data centers” 为题，发表于《International Journal of Heat and Fluid Flow》期刊。

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图文导读

图1.中国数据中心发展趋势及典型能耗结构：（a）机架数及用电量;（b）用电量构成。

图2.不同冷却方式的示意图。

图3. ILC冷却剂的类型。

图4.冷却剂热物理性质的权衡和相互影响（Luo等人，2022）。

图5.不同ILC系统框架的示意图。（a）浮力驱动单相ILC（Matsuoka et al，2017），（b）泵驱动单相ILC（Parida et al，2012），（c）两相ILC（Zhang et al，2023）。

图6.单相ILC系统中不同对流传热机制的影响。（a）泵驱动型，（b）浮力驱动型（Huang等人，2023）。

图7.单相ILC系统的影响因素：（a）制冷剂类型（Hnayno et al，2023）;（b）运行条件（Cheng et al，2020）;（c）液体冷却结构（Wang et al，2024）。

图8.两相ILC系统的影响因素：（a）涂层类型（Li et al，2021）;（b）表面处理方法（Mohammed et al，2025）。

图9.单相ILC的增强技术：（a）翅片尺寸的优化（Sarangi等人，2022）;（b）进出口布局优化（Muneeshwaran等人，2023年）;（c）流道设计的优化（Ge等人，2024; Liu等人，2024）;（d）射流冲击辅助增强（Yuan等人，2024; Liu等人，2025）。

图10.两相ILC的增强技术：（a）表面处理（Ali，2020; Chuang等人，2021）;（b）添加多孔泡沫（Manetti等人，2020）;（c）表面改性（Khan等人，2019）;（d）射流冲击辅助（Stamps和Weibel，2024）。

图11. ILC技术的应用前景和优势。

图12.国际法委员会技术商业化面临的挑战。