AI液冷系統選型指南：丙二醇冷卻液的優勢與限制
2026
AI液冷市場快速成長
隨著 AI 運算需求持續攀升，GPU、CPU 與高密度伺服器所產生的熱量也大幅增加。傳統風冷系統逐漸面臨散熱瓶頸，因此液冷技術正快速成為資料中心的重要解決方案。
相較於空氣，液體具有更高的熱傳導能力與熱容量，能更有效率地將熱量從晶片帶走。無論是冷板式液冷（Direct-to-Chip Cooling）或浸沒式液冷（Immersion Cooling），冷卻液的選擇都直接影響系統效率、設備壽命與運行安全。
什麼是丙二醇（Propylene Glycol, PG）
丙二醇（PG）是一種無色、低揮發性且具有吸濕性的有機化合物。
由於其毒性較低（相對乙二醇），廣泛應用於：
- 食品加工
- 製藥產業
- 化妝品
- HVAC 冷凍空調系統
- 工業冷卻循環系統
在液冷應用中，PG 通常不會單獨使用，而是與去離子水依照一定比例混合，形成 PG 水溶液作為熱傳遞介質。
為何液冷系統常採用 PG 水溶液，不能用純水？
純水雖然有優異的散熱能力，但存在問題：
- 易結冰
- 易腐蝕金屬
- 易滋生微生物
- 缺乏長期防護能力
實際液冷系統多採用添加防腐蝕劑、緩蝕劑及其他添加劑的 PG 水溶液。
其主要目的包括：
- 降低冰點
- 提高系統可靠性
- 保護金屬材質
- 延長冷卻液使用壽命
丙二醇冷卻液的三大優點
1. 安全性較高、毒性低
與乙二醇（EG）相比，PG 的毒性明顯較低。
即使發生洩漏，對操作人員及環境造成的風險也相對較小，因此連食品廠、醫藥廠以及人員密集場所都優先採用 PG 冷卻液。
2. 良好的防凍性能
PG 可有效降低冷卻液冰點。
例如約 30% 的 PG 水溶液即可提供一定程度的防凍保護，避免低溫環境造成管路凍結或設備損壞。
3. 優異的材料相容性
搭配適當配方時，PG 冷卻液可與多種材料相容，包括：
- 鋁合金
- 銅
- 不鏽鋼
- 黃銅
- EPDM 橡膠
有助於降低系統腐蝕與洩漏風險。
丙二醇冷卻液的缺點
1. 散熱能力低於純水
PG 的熱傳導率與比熱容均低於純水。
當 PG 濃度提高時，冷卻效率通常會下降，因此需要在防凍需求與散熱性能之間取得平衡。
2. 黏度較高
相較於乙二醇與純水，PG 具有較高黏度。
可能導致：
- 流動阻力增加
- 幫浦負載提高
- 系統壓降增加
3. 高溫下可能產生劣化
若長時間處於高溫環境，冷卻液中的添加劑可能逐漸消耗，進而影響：
- 防腐蝕能力
- pH 穩定性
- 使用壽命
因此需定期檢測與更換。
液冷系統選用 PG 冷卻液的注意事項
選擇 PG 冷卻液時，不應只關注 PG 含量。
還需評估：
- 腐蝕抑制劑配方
- 金屬材質相容性
- 電導率控制
- 微生物控制能力
- 長期氧化穩定性
對於 AI 資料中心而言，冷卻液不僅是散熱介質，更是確保設備長期穩定運作的重要環節。
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- 熱傳導功能
- 防凍保護
- 防腐蝕保護
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適合作為封閉式液冷迴路（Closed Loop Cooling System）的冷卻介質。
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