隨著AI伺服器與高效能運算（HPC）的快速發展，在這樣的熱密度下，傳統氣冷技術面臨物理極限，極易導致設備過熱與運算降頻。為了解決散熱問題，並符合企業ESG減碳與降低PUE（能源使用效率）指標的嚴格要求，液冷散熱系統已從過去的備用選項，轉變為資料中心與企業IT基礎架構的標準配置。

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認識液冷散熱系統的運作原理！

液冷散熱系統是以液體作為熱傳導媒介，透過管路循環將設備產生的熱量有效帶離機房。整體運作仰賴水冷板（Cold Plate）與冷卻液分配裝置（CDU泵浦、CDU散熱）的密切協作。低溫冷卻液會先流入貼附於發熱晶片上的水冷板，吸收熱量後，成為高溫液體並流回CDU進行熱交換；降溫後的液體再由泵浦重新送回伺服器端，形成一套穩定且封閉的散熱循環。

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液冷散熱系統與氣冷的差異

傳統氣冷依賴風扇帶動空氣對流來散熱，但空氣的導熱效率有限，當機櫃熱密度過高時，會面臨效率極限。液冷則是利用液體極高的比熱容量與導熱性進行降溫，水的導熱係數約為空氣的25倍，因此液冷可以用更少的能耗帶走更多的熱量。

氣冷散熱系統VS.液冷散熱系統比較表

液冷散熱常見技術一次看！了解直接式液冷與浸沒式冷卻

針對不同的建置規模與散熱需求，液冷散熱技術主要分為直接式液冷與浸沒式冷卻兩大類別。

直接式液冷（DLC／D2C）

直接式液冷散熱系統是透過密封管線引導冷卻液至伺服器內部，並利用水冷板直接接觸高溫晶片帶走熱能。能輕易整合進現有的資料中心，例如：市面上已有多家大廠推出機櫃型D2C方案，將 CDU泵浦與熱交換管線直接內建於標準機櫃中，具備高度模組化和方便快速部署的特點。

浸沒式冷卻（Immersion Cooling）

浸沒式液冷散熱系統是將伺服器主機板等發熱零件完全浸泡在絕緣、不導電的冷卻液中，捨棄傳統散熱片與風扇。浸沒式冷卻進一步還可以細分為單相與兩相，單相浸沒式主要依靠內部泵浦推動冷卻液流動來傳導熱能；兩相浸沒式則利用冷卻液沸點較低的特性，讓液體吸收熱能後，沸騰轉變為氣體，透過物理相變的過程帶走大量熱量。

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液冷散熱系統優勢有哪些？降低碳排放、更符合ESG永續規範

傳統氣冷散熱大約佔據資料中心高達三成的電力消耗，液冷散熱系統能降低資料中心對傳統冰水主機與高耗能空調的依賴，直接改善PUE指標。企業導入液冷散熱系統不僅是為了解決AI設備的熱當問題，更是為了降低整體碳排放量，達到企業ESG永續經營的規範，並省下長期的龐大電費支出，讓製程更具效率與效益。

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冷卻液分配裝置怎麼運作？帶你了解CDU散熱

CDU散熱的主要功能

CDU散熱系統主要負責調節冷卻液的流量、壓力與溫度，實質上隔離了外部設施的冰水管路（一次側）與機櫃內部的冷卻管路（二次側），讓伺服器內部流動的液體保持純淨，避免機房外部水質雜質影響精密的運算硬體，同時提供漏液偵測與壓力異常監控。

CDU運作流程

溫熱的冷卻液從伺服器水冷板流出後進入CDU散熱系統中，並流入內部的板式熱交換器，高溫液體會與來自機房設施的低溫冰水進行熱交換。完成降溫後的冷卻液，再由CDU泵浦重新加壓，以穩定的流量再次輸往伺服器機櫃，維持不間斷的散熱循環。

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CDU的主要3種類型

依據機房規模與部署方式，CDU散熱系統可分為三種類型，第一種是機櫃型（In-Rack CDU），直接安裝於單一機櫃內，適合高密度運算且節省機房空間；第二種是列式型（Row-based CDU），設置於機櫃列的末端，可同時供應同列數個機櫃的散熱需求；第三種是機房型（Facility CDU），體積最大，通常設置於獨立區域，負責為整個資料中心的液冷管路提供集中式的熱交換與動力。

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CDU泵浦怎麼選？導入前先評估這3點！

在CDU散熱系統內部，泵浦是推動冷卻液循環的動力。選型時必須精確計算揚程與流量，揚程決定了水壓是否足夠克服管路阻力，將液體順利推送至機櫃最頂層的伺服器；流量則關係到每秒能帶走多少熱量。此外，導入變頻器來調節CDU泵浦轉速，系統能依據伺服器當下的實際運算負載與發熱量，調整冷卻液的輸送量，避免泵浦持續全速空轉，達到實質的節能效果。

企業若想導入液冷散熱系統，也可以參考以下三個方向，進行綜合考量：

• 設備熱密度：確認機櫃內晶片的總功耗，挑選具備足夠熱交換能力與流量的CDU散熱系統。
• 機房改造難度：評估既有冰水主機與管路是否具備連接CDU一次側的擴充能力，並考量高密度機櫃帶來的樓板承重問題。
• 漏液防護與維運：確認供應商是否提供高品質的液冷快接頭，並搭配液體感測器的主動監控機制，讓IT維運團隊能在第一時間掌握管路壓力與漏液風險。

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液冷散熱系統應用有哪些？

液冷散熱系統技術已廣泛應用於多項高能耗領域，以下會介紹幾個主要的產業應用範疇。

AI伺服器

隨著GPU晶片算力不斷提升，AI伺服器的運算效能也變得更講求效率。士林電機在AI伺服器領域提供高效散熱的方案，結合優質電源管理與穩定冷凍控制技術，幫助設備在高負載運算下維持低溫穩定運作，同時提升整體能源效率與系統可靠性，讓AI伺服器的性能發揮更完整、更持久。

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資料中心

大型雲端服務供應商與企業自建資料中心，為了有效降低營運成本與改善PUE數值，正快速將基礎設施從傳統空調機房轉型，大量建置直接式或浸沒式液冷散熱機櫃。這些液冷散熱系統能更精準地控制溫度，提升散熱效率，減少能源浪費，讓資料中心在高效運算的同時，也兼顧節能與永續目標。

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高效能運算（HPC）

高效能運算（HPC）通常用於氣象預測、基因定序與複雜物理模擬等，需要常態性維持滿載運算。液冷散熱系統能將所有運算節點維持在穩定的低溫環境，避免熱累積導致性能下降，保持算力穩定輸出，讓HPC在高負載下也能持續發揮最佳效能。

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高功率運算設備

高功率運算設備常見於工業控制機台、半導體測試設備與邊緣運算中心等場域，通常空間受限且發熱量集中。因此多半採用小型化CDU散熱系統搭配水冷板，進行局部精密散熱，控制熱累積，維持工業設備在高負載下的穩定運作與長壽命。

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讓士林電機協助導入液冷散熱系統，讓製程效率更加倍！

在液冷散熱系統的動力控制中，士林電機的變頻器與PLC系統可以精準控制CDU泵浦運作。這套控制系統能依據伺服器發熱需求，即時調整泵浦轉速與輸出，讓冷卻液的流量與壓力隨時維持穩定，避免過度耗能或水壓異常。士林電機具備多種行業的實務經驗與自動化技術，能提供客製化的動力控制解決方案，隨著智慧化、科技化與數位化競爭愈發激烈，是企業導入高階散熱系統的最佳合作夥伴。

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結論

液冷散熱系統已經是高熱密度機房的重要配備，透過正確選用CDU泵浦、水冷板，以及完善的漏液監控機制，企業不僅能解決運算設備的散熱限制，更能降低不必要的能源損耗。面對日趨嚴格的ESG減碳目標，及早規劃並導入液冷架構，能夠讓IT基礎設施維持穩定與符合永續發展。

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