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UVC LED：主动冷却系统高效运作的关键助力
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在制造企业广泛引入人工智能（AI），以推动高级分析与自动化决策的当下，数据中心对于高效冷却技术的需求愈发迫切。伴随处理能力的持续提升，数据中心的总能量损耗也随之增加，这使得机架内部的工作温度不断攀升。于是，如何实现高效、节能的热量管理，进而提升整个系统的运行效率，成为了行业关注的焦点。
为有效应对不断增多的热量，数据中心正积极行动，逐步摒弃单纯依赖风冷机架的传统冷却系统，转而采用液冷技术，或是将液冷与风冷相结合。相较于传统风冷，液冷技术的效率可提升 50 至 1000 倍之多。
液冷技术在不同场景的流速表现
长期以来，液冷技术在大型机以及游戏领域的应用成效显著，如今这一技术正逐步推广至全球数据中心的机架式服务器。部分先进的液冷系统，不仅能够将能源成本降低 40%，还能把数据中心的噪音减少 55%，甚至使电力基础设施成本降低 89%。
在人工智能数据中心内，冷却系统中的水流量因多种因素而有所不同，这些因素涵盖冷却系统的设计方案、数据中心的规模大小、服务器产生的热负荷强度，以及所采用冷却技术的实际效率等。
冷却塔系统：大型数据中心通常会借助冷却塔来实现散热。在这类系统中，水流量每分钟可达数百至数千加仑（GPM）。以典型的大型数据中心为例，依据运营规模以及当地气候条件，其水流量可能处于 500 至 5000GPM，甚至更高的水平。
冷冻水系统：冷冻水系统通过热交换器，使水不断循环，进而冷却空气，冷却后的空气再用于服务器散热。这类系统的水流量同样存在差异，对于大型数据中心而言，其流量大概在 1000 至 10000GPM 的区间内。
直接液体冷却（DLC）系统：一些数据中心选用直接液体冷却系统，在该系统中，水（或其他冷却液）会直接在服务器组件间循环。与冷却塔系统相比，这里的流速相对较低，一般每个冷却单元或者服务器机架的流速为 10 至 100GPM。
然而，要想充分发挥液冷技术的高效性，也面临着一系列维护难题。其中，冷板上生物膜的滋生，便是影响液冷系统效率的关键因素之一。生物膜实际上是附着在固体表面的微生物群落，在用于加热水的水库或者循环水箱中较为常见。
生物污垢对水效率的负面效应
水因其出色的导热性能以及广泛的可用性，成为冷却系统的理想介质。但与此同时，水也极易受到微生物污染。尤其是当水将热量从机架传输至再循环和冷却水箱的过程中，若水中含有机物，或者暴露于环境污染物之下，便会迅速成为细菌和藻类的繁衍温床。这些微生物会在冷却系统的表面逐渐形成生物膜，不仅极大地降低了传热效率，还可能引发管道堵塞等问题。
对于直接液体冷却系统而言，水质的重要性更是不言而喻。此类冷却方法所使用的水中，可能混杂着矿物质、颗粒以及生物污染物等杂质。这些杂质会引发诸多麻烦，例如导致系统内部腐蚀、管道堵塞，以及促使冷却系统内生物滋生。这些问题不仅会削弱冷却过程的效率，增加维护成本，严重时甚至可能造成硬件故障。
随着水在整个系统中持续循环，生物膜形成的概率大幅增加，进而对系统整体效率产生负面影响。而在再循环过程中引入紫外线（UV）消毒技术，能够有效维持系统内的水处理水平，确保系统性能达到最佳状态。
紫外线消毒的工作原理剖析
波长处于 250 至 280 纳米（nm）的杀菌紫外线（UVC），能够通过破坏细菌、病毒以及其他微生物 DNA 内的遗传信息，使其失去活性。这些微生物一旦失活，便无法形成生物膜基质，从而从根源上杜绝了生物污染的产生。UVC 辐射作为一种非化学的消毒方式，具备可定制性，能够根据实际需求维持特定的水质水平，因此在饮用水处理领域应用广泛，无论是在集中式的市政供水层面，还是在用户端的使用点，都能看到它的身影。
基于 UVC LED 的解决方案，为主动冷却系统中的水质维护提供了绝佳选择。作为固态光源，UVC LED 能够以占空比的模式运行，在实现高效消毒的同时，优化功耗并延长使用寿命。
达到消毒效果所需的 UVC 辐射量，被称为紫外线剂量。处理未经净化的水时所需的剂量，明显高于维持已处理水一定消毒水平所需的剂量。此外，尽管在流动水的处理过程中，连续照射较为常用，但研究发现，脉冲紫外线在控制生物膜方面的效果更为显著。这也就意味着，基于 LED 的系统能够在长达数年的时间里，稳定、可靠地进行水处理，且对功耗和维护成本的影响微乎其微。
无论是直接冷却还是间接冷却，液冷技术凭借其诸多优势，正逐渐成为数据中心冷却的主流趋势。随着每一代 IT 设备的更新换代，液冷技术的优势愈发凸显。因此，设施经理、数据中心经理以及热工程师们纷纷认识到液冷技术的价值，其在 IT 环境中的应用范围也在不断扩大。
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