LIQUID COOLING · WESTERN INNER MONGOLIA
风从沙上来
热往液路去
全液冷智算中心建设方案 · 研究引导演示 — 蒙西风沙环境下，散热为什么要改道
研讨用 · 非立项文件
汇报人 王钢
2026 年 10 月
呼和浩特 · 气象部门口径
大范围沙尘暴/扬沙 年均 5.8 次
春季 6–7 级大风 · 阵风 8 级以上
扬沙 15–20 天/年 · 浮尘 20–25 天
而芯片正在变热
单芯片 TDP 已达 1400W · 超节点柜超 100kW
问题背景 · ENVIRONMENT
蒙西建设智算中心的天然短板：风沙与粉尘——
冷凉气候的优势与空气的敌意，是同一件事的两面
5.8 次
大范围沙尘暴/扬沙过程
年均（常年值，气象部门）
15–20 天
扬沙日数 / 年
另有浮尘 20–25 天
沙尘的季节规律
3—5 月集中爆发，与大风正相关、与降水负相关；颗粒以矿物粉尘（SiO₂ 为主）与盐尘混合，粒径跨 PM2.5—PM10，可在机房外围形成持续沉降。
对风冷数据中心的含义
只要散热依赖“移动的空气”，沙尘就会进入散热链路——过滤器只能延缓，不能豁免；沙尘季滤网压差快速上升是内蒙园区运维的常态问题。
①室外空气 = 散热介质 = 输尘介质
风冷路线下，每 kWh 散热约要翻动 3–4 m³ 空气；沙尘季空气含尘浓度骤增数个量级，机房越大，"搬运的尘埃"越多。
②细颗粒穿透滤网
初/中效滤网拦截大颗粒；PM2.5 级矿物粉尘穿透率高，随气流直达服务器风道与散热齿。
③板面积灰·三重损伤
导热绝缘垢层（散热恶化）/ 回潮后漏电与电化学迁移（绝缘失效）/ 磨蚀与静电吸附（器件与轴承磨损）。
④风机补偿·恶性循环
风道阻力上升 → 转速提高 → 吸入更多尘、功耗上升、轴承加速磨损，故障率与清洗频次同步走高。
⑤规范要求本来就严
GB 50174—2017 明确主机房区应无导电异物、无磁性粉尘；沙尘区要稳定满足该条，代价最终都回到"进风的空气"上——除非不再依赖空气带走芯片热。
资料来源：呼和浩特市气象局 2026 年第一季度新闻发布会（沙尘过程常年值 5.8 次/年）；《内蒙古气象》呼和浩特地区沙尘天气特性（1971—2010 资料）；GB 50174—2017《数据中心设计规范》；NVIDIA GB300 TDP 公开报道。翻动空气量为工程常识量级估算
机理拆解 · 空气冷却的进尘链路
风冷路径：从沙漠边缘到 GPU 散热齿，空气走了六站——每一站都是风险点
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2过滤段
初/中效滤网逐级堵塞，压差攀升；PM2.5 级仍穿透
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5服务器风道
散热齿垢层→结块→回潮导电；风扇补偿高转速
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失效形态
垢层使热阻上升（性能损失）；吸湿后粉尘中盐分形成漏电通道（可靠性损失）；磨蚀轴承与镀层（寿命损失）。
运维代价
沙尘季滤网更换与翅片清洗频次显著上升；单台服务器进风量 1–2 m³/min 量级，万台园区即是"尘埃筛选厂"。
功率密度墙
HBM/GPU 单芯片 700–1400W、GB200 NVL72 级别机柜超 100kW：风冷在气流组织与噪声上已到极限——与沙尘无关也须改道，叠加沙尘则是双重否定。
结论：要同时解开"沙尘"与"高热"两道锁，芯片热就不该再经过空气——改由液体在封闭回路里带走。
注：链路图为机理示意（拆块动画），非工程风系统图。资料来源：GB 50174—2017；ASHRAE 液冷分级；NVIDIA GB200/GB300 公开参数；中国经营报（2025-11-28，风冷瓶颈表述）
方案核心 · 冷板液冷 + 干冷器双回路
液体在封闭回路里把芯片热送出去：室内二次侧隔绝空气，室外一次侧全自然冷却
▸ 分步动画：按回路顺序逐块出现（↻ 重播）
1芯片冷板
铜/铝冷板直接贴合 GPU/CPU 与 HBM，冷板腔内湍流带走 >70–90% 芯片热
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2分集液器 + 快接头 QD
机柜尾管盲插，带压干式断接；供液 W40（40℃），回液 W50（约 50℃）
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3CDU 冷量分配单元
板式换热器隔离两侧压力与水质；循环泵 N+1、定压膨胀、电导率监测、漏液检测绳
⎯ 机房围护界：热量经 CDU 板换"过墙"，空气不过墙 ⎯
4闭式干冷器
翅片管 + 变频风机外温降换热；冰点 ≤ −35℃ 防冻液覆盖漠南冬季
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5喷淋辅助（少数时段）
室外干球 >29℃ 午后启用；补水用园区再生水，耗水集中在极少数小时
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6余热回收（冬季）
47℃ 回水经换热站/热泵升温入园区供热；单栋机楼可供热约 36 万 m²（和林格尔案例）
W40 供液：室外干球 ≤29℃ 即可全自然冷却 → 呼和浩特/乌兰察布/鄂尔多斯全年绝大多数时段免开冷机
机房内无冷空气气流组织问题 → 沙尘与腐蚀性气体被物理隔绝
资料来源：GB/T 48023—2026《数据中心冷板式液冷系统技术规范》；ASHRAE 液冷温度分级；中国日报/和林格尔新区公开报道（余热 36 万 m²）；原方案测算口径（CDU 逼近 3K、干冷器逼近 8K）。示意图，非工程比例
原设计图对照 · SOURCE BLUEPRINT
冷板液冷与干冷器系统 · 原图
▶ 与本演示对应页：第 4 页「液冷双回路」拆块动画看两侧：室内二次侧 / 室外一次侧在 CDU 板换处"过墙"看温度：W40 供液 / W50 回液 / 37–47℃ 一次侧看边界：喷淋仅高温时段 · 冰点 ≤−35℃
图源：《银川灵武绿电液冷智算中心建设方案》（2026-10-18，王健瑞）原图纸；本页为原图对照，配套拆块动画见本演示对应页。图中"银川灵武"相关判定条件（干球 ≤29℃ 全自然冷）同样适用于呼和浩特—乌兰察布—鄂尔多斯。
设备构成 · 全液冷系统关键部件
一条回路上只有六个关键角色：每个部件的选型，都是一道待研究的工程题
机柜侧（室内）
冷板 Cold Plate
真空钎焊微通道；覆盖率决定 PUE 上限
manifold 分集液管 + QD
盲插阀泄漏率、插拔寿命是关键指标
余热风冷侧
电源/网卡等 10–30% 残热仍需间接蒸发/小风墙
机房侧（转换）
CDU（泵+板换+控制）
N+1 冗余；二次侧水质：电导率/pH/缓蚀剂包管理
漏液检测与应急
检测绳+接液盘+自动隔断；漏液演练入运维规程
室外侧（排热）
闭式干冷器阵列
逼近温差 8K 设计；沙尘区翅片间距与清洗工艺待定
防冻液（乙二醇）
冰点 ≤−35℃；缓蚀兼容铜/铝/焊料；年度全分析
喷淋 + 热泵模块
高温时段喷淋；冬季 47℃ 回水热泵升温供园区采暖
注：部件体系按冷板液冷通用架构整理（GB/T 48023—2026、ODCC 液冷实践）；残热比例、逼近温差为原方案测算口径。
适配论证 · 五个理由 + 两道政策线
液冷不是"更高级的选择"，而是蒙西条件下唯一同时满足防沙、能效、节水三约束的路线
1隔绝尘路
芯片热不经空气：机房可全封闭正压运行，进风量降至人员新风级别，滤网从"散热部件"退化为"卫生部件"——GB 50174 无磁性粉尘要求第一次变得"轻松达标"。
2吃冷源不吃电
W40 供液 + 三城干球 ≤15℃ 年 5000 小时以上（呼和浩特 5700h，居主要算力城市之首）→ 接近全年自然冷却；设计 PUE ≤1.15，浸没路线向 1.05–1.10 探索。
3少用水
闭式干冷为主，喷淋仅高温时段、补水用园区再生水——黄河流域水资源约束下的唯一稳妥解（对比：开式冷却塔蒸发损失大且携尘）。
4高功率密度就绪
单柜 35–75kW 超节点已成主流形态，100kW+ 机柜在导入：风冷物理极限已到，液冷是唯一兼容下一代芯片的散热底座。
5余热变资产
冬季 47℃ 回水是低品位热源，园区采暖/生活热水可回收——"算力废热、城市取暖"已在呼和浩特信息园运行（单栋 36 万 m²）。
政策线 · PUE 红线
970 号文：2025 年底新建大型/超大型 ≤1.25、国家枢纽节点 ≤1.2，并要求"因地制宜推动液冷、蒸发冷却等高效散热技术"——风冷+蒸发的组合已贴不住红线。
市场线 · 液冷已是主流答案
工信部能效审查公示 2025：48 个获批新建项目中 31 个采用液冷（64.6%）；三大运营商白皮书自 2025 年起 50%+ 项目部署液冷；上海要求新建智算中心液冷机柜占比 >50%。
本地已验证
中国移动呼和浩特数据中心：全球运营商最大单体液冷智算中心，约 2 万张加速卡、国产化率 89%、PUE 1.15；B09 机房浸没设计 PUE 1.14；东方国信基地实测 1.05–1.1（华北最大液冷基地）——蒙西做全液冷，不是实验室假设，是已跑通的工程。
PUE 1.15 实测浸没 1.14 设计1.05–1.1 基地
资料来源：发改环资〔2024〕970号；《电信运营商液冷技术白皮书》（2023-06）；上海市"算力浦江"方案；工信部能效审查结果公示（经行业转引，2026-05）；中国信通院（2026-08）；中国移动/东方国信公开信息；原方案气候测算（中国气象局 1991—2020 标准值）
工程落位 · 园区总图（沿能量主轴布置）
一条主轴：绿电 → 变电站 → 动力中心 → 智算楼 → 干冷器场 → 换热站——热量顺流程送出，管线最短
园区用地（示意，非比例）· 一期地块
5一期智算楼（冷板液冷 · 高密机柜）
IT 20MW 模块 · 管廊穿心布置
6干冷器场
喷淋辅助（高温时段）· 防冻闭式回路 · 占屋顶/场地阵列
1绿电直连专线
688 号文多用户直连 · 公网备用
→ 电力流
热量 →
为什么"沿主轴"而不是按防火分区常规排布
液冷园区的主线是能量：外电/绿电进站→变压→动力中心→智算楼→管廊→干冷器一次排向外风区。主轴化把电缆与管网长度、压降与温升一次锁定。
风沙环境下的场地细节（待研究）
干冷器阵列主导风向布置、翅片间距与高压水枪清洗通道、进排风百叶防沙构造、场区硬化抑尘与绿化阻沙带——总图阶段就要预留，而非运营后改造。
分期
变电站与主干管廊按远期容量一次建成；智算楼按 20MW 模块分期；储能与喷淋随负荷滚动配置。虚线区仅为预留，不摊入一期投资。
注：拆块自原方案园区总图（s15 鸟瞰示意）改绘；选址与总图以场地勘察、规划条件和电网接入批复为准。示意图，非比例
原设计图对照 · SOURCE BLUEPRINT
园区总图鸟瞰 · 原图
▶ 与本演示对应页：第 8 页「园区总图」拆块动画看主轴：变电站→动力中心→智算楼→干冷器场一线布置看紫色：一期范围；紫色线框为远期扩容预留看右侧：干冷器+换热站集中布置，便于清洗与防沙分区管理
图源：《银川灵武绿电液冷智算中心建设方案》（2026-10-18，王健瑞）原图纸；本页为原图对照，配套拆块动画见本演示对应页。
工程落位 · 供配电单线（2N + 绿电直连）
任一路故障，另一路带全部负载：2N 骨架 + 分层平抑 + 800V 直流预留
A风电·光伏场站
绿电直连专线（650/688号文）
B公共电网
110kV 双回路（蒙西 500kV 环网）
↓
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D110kV I 段 ｜ 母联(常开) ｜ II 段
A/B 两路完全独立
T1 主变 110/10kV
任一台可带全部负载 · 按海拔系数降容校核
↓
E10kV A 段 / B 段
园区储能 + 柴发 N+1 分段挂接
▸
FUPS-A / UPS-B（锂电）
第一级平抑：秒级功率摆动
G母线槽 A/B → 机柜双电源架
电源架电容缓冲（毫秒级）· N+N 架构
HSST 800V 直流（预留升级）
10kV 一步变换至直流，效率约 98.5%；按下一代超节点供电需求预留管位与仓间
▸
I液冷机柜（超节点）
35–75kW/柜 · 按机型峰值预留 · 柜内直流母排
与散热解耦的启示：液冷机柜把 70–90% 热交给液体，配电损耗同步下降——供电侧也要为 800VDC 留门。
资料来源：GB 50174—2017（A级机房 2N 要求）；发改能源〔2025〕650号、〔2026〕688号；秦淮数据 SST 直流供电项目（科技日报 2026-07-03）；原方案供配电单线示意改绘
原设计图对照 · SOURCE BLUEPRINT
供配电单线 · 原图
▶ 与本演示对应页：第 10 页「供配电单线」拆块动画看双路：110kV I/II 段母联常开，任一台主变带全部负载看底部：SST 800V 直流为预留升级路径（效率约 98.5%）
图源：《银川灵武绿电液冷智算中心建设方案》（2026-10-18，王健瑞）原图纸；本页为原图对照，配套拆块动画见本演示对应页。
总体框架 · 五层架构（自下而上生长动画）
能源—设施—算力—平台—应用：液冷方案在设施层定型，在算力层兑现
01 能源层
绿电直连 · 电网备容 · 园区储能 · 余热回收
02 设施层
110kV 变电 · 2N 供电 ｜ 冷板液冷 · 干冷器
03 算力层
国产超节点为基准 · 兼容多路线 GPU · RDMA 高性能网络与存储
04 平台层
资源管理 · 模型服务 · 多租户隔离 · 接入内蒙古算力监测调度平台
05 应用层
政务 · 医疗 · 能源化工 · 气象遥感 · 智能制造 · 数据标注
液冷在架构中的位置
设施层不是"配套系统"而是"产能定义"：供液温度等级决定芯片选型自由度，CDU 容量决定单机楼功率上限，干冷器场面积决定园区总规模——先定散热，再定算力。
与机房工程的其他界面
承重（液冷系统满水载荷）、净高（管廊与盲插维护空间）、消防（漏液与电气火灾协同）、BMS/DCIM（二次侧水质在线监测点位）在初设阶段一次对表。
引导问题
如果三园区都走全液冷，是否统一 CDU 与 QD 接口标准（同一集团多园区互换维护）？是否共用工勘与备件库？——这正是本方案要共同研究的。
注：五层架构沿用原方案 s13 示意改绘为拆块动画。资料来源：《银川市算力产业发展规划》架构方法；GB/T 48023—2026
原设计图对照 · SOURCE BLUEPRINT
五层总体架构 · 原图
▶ 与本演示对应页：第 12 页「五层架构」自下而上生长动画看主轴：左侧电力/冷量上行，算力服务下行看 03 层：紫色为算力核心层——设施层液冷能力决定其上限
图源：《银川灵武绿电液冷智算中心建设方案》（2026-10-18，王健瑞）原图纸；本页为原图对照，配套拆块动画见本演示对应页。原图"接入宁夏算力调度平台"，内蒙语境对应"接入内蒙古多云算力资源监测与调度平台"（已投运、与京芜黔渝苏五地互联）。
外部佐证 · 行业数据
液冷渗透率三年爬坡：从可选项到新建项目的默认答案
AI 数据中心液冷渗透率
TrendForce：2024 14% → 2025 33%（AI 数据中心）；2026 年 AI 芯片液冷渗透率预计 47%
2025 新批项目技术选择
工信部新建数据中心能效审查公示：48 项目中 31 项明确采用液冷（行业转引口径）
中国智算中心液冷市场（亿元）
中国信通院：2024 年 184 亿元（+66%）→ 2029E 约 1300 亿元
冷却路线 PUE 区间 × 内蒙古案例
红线为国家枢纽 1.2；案例为移动呼和浩特（1.15/B09 设计 1.14）与东方国信（1.05–1.1）
资料来源：TrendForce 集邦咨询液冷产业研究（2025-11）；中国经营报（2025-11-28）；中国信通院；雪球转引工信部能效审查公示（2026-05，二手口径需以原始公示复核）；Vertiv 冷却白皮书（2020）
横向比较 · 四种冷却路线在蒙西的适配度
防沙、能效、节水、密度四项记分，全液冷是唯一四项全绿的路线
| 维度 | 传统风冷（冷冻水） | 间接蒸发冷却 | 冷板全液冷 + 干冷器（推荐） | 浸没式液冷 |
|---|
| 沙尘/腐蚀隔离 | 空气直触芯片，滤网延缓不豁免 | 湿帘/翅片即尘床，新风量最大 | 机房封闭正压，芯片热不经空气 | 全封闭，最优 |
| PUE（蒙西气候） | 1.30–1.45 | 约 1.25（风冷残热仍靠空气） | 设计 ≤1.15，标杆实测 1.05–1.15 | 1.03–1.10 |
| 水耗 | 开塔路线水耗高 | 蒸发为主，黄河流域敏感 | 干冷为主 + 再生水喷淋，近零蒸发 | 同左（一次侧一致） |
| 功率密度适配 | <20kW/柜，超节点不可行 | 中低密度为宜 | 35–75kW/柜起步，兼容 100kW+ | 密度上限最高，但机型生态受限 |
| 工程成熟度/风险 | 最成熟 | 成熟，结霜与水质管理 | 快接头/漏液/工质运维为新课题 | 液体成本、维护笨重、标准未完备 |
| 本地实证 | 存量机房普遍 | 宁夏/中卫多例 | 移动呼和浩特 6.7EF 液冷基地、东方国信 1.05–1.1 | B09 机房（设计 1.14）等试点 |
建议主路线：冷板全液冷为主干，预留浸没试点模块
残热处理：电源/网卡小风墙或间接蒸发兜底
关键决策点：供液温度等级（与芯片厂锁定）
资料来源：原方案 PUE 区间测算；Vertiv 白皮书；GB/T 48023—2026；中国信通院；公开项目信息。综合评分为研讨示意，非招标评审结论
研究引导 · 八个开放议题
方案能立起来，取决于这八道题的共同答案——请各位按角色认领
① 机型与供液温度
国产超节点允许供液温度？W40/W45 之争决定自然冷却时长与浸没必要性。→ 芯片厂商确认
② 冷板:浸没配比
主干冷板+孤岛浸没试点？浸没工质成本与消防审批的边界。→ 设备方+消防
③ 干冷器+喷淋联合水耗
逐时气象下喷淋启用小时数与再生水用量；WUE 指标如何定。→ 设计院测算
④ 沙尘防护工程包
翅片间距/涂层、清洗工艺与窗口、阻沙带设计参数、滤网压差报警阈值。→ 园区运维+气象
⑤ 漏液应急与 QD 维护
漏液检测覆盖率标准、带压断接演练、备件互换体系（三园区统一接口？）。→ 运维规程
⑥ 余热消纳用户
园区采暖/温室/工业热水的负荷曲线与管网投资分摊；热泵 COP 冬季修正。→ 市政+招商
⑦ 分期与试点模块
首个 2MW 液冷试点舱的验证清单（性能/漏液/清洗/能耗四张表）。→ 项目组
⑧ 监测与结算指标
块级 PUE、单卡结温、滤网压差、工质年检入 DCIM；与绿电溯源数据打通。→ 平台方
议题由本方案研讨目标导出；各项结论将回填至可研与初设。
原设计图对照 · SOURCE BLUEPRINT
建设流程与关键路径 · 原图
▶ 与本演示对应页：第 16 页「开放议题」之 ⑦ 分期与试点模块看紫色：外电线为关键路径（110kV 约 12–18 个月）看菱形：送电、先行段投运两个里程碑看先行：存量设施改造先行段，绕开外电周期
图源：《银川灵武绿电液冷智算中心建设方案》（2026-10-18，王健瑞）原图纸；本页为原图对照，配套拆块动画见本演示对应页。原方案按先行段 2027 年底投运安排；蒙西三园区可沿用"审批、外电、工程三线并行 + 存量先行"的框架另行排程。
FULL LIQUID COOLING · DISCUSSION
沙尘挡不住，热可以改道
在蒙西，全液冷不是追逐新技术——它是让智算中心与风沙、水资源、PUE 红线同时和解的工程答案。
欢迎各位从自己的专业位置，认领这八个开放议题。
敬请指正 · 2026 年 10 月 · 汇报人 王钢
冷板全液冷 + 干冷器设计 PUE ≤1.15防沙 · 节水 · 达标
园区鸟瞰手绘示意（源自原方案）
