從工廠的鍋爐、汽車的引擎一直到家裡的電腦，許多會產熱的設備都需要使用到冷卻設備以確保維持在正常運作溫度，避免發生異常。

常見的冷卻技術可分為氣冷與水冷兩種，氣冷指的是單純利用風扇或機房空調（CRAC/CRAH）來帶走內部熱量，是傳統散熱最常用的技術，成本低並且容易建置，例如一般家用電腦、小型公司的伺服器機房通常都採用這種技術。
最早的水冷技術為冷板 ( Cold Plate ) 水冷技術，藉由在CPU、GPU或記憶體等待散熱物體上安裝傳熱佳的冷卻板，並於另一側流過冷卻液，冷卻液再經過熱交換器降溫保持連續散熱。
水冷板技術的優點為相對氣冷散熱效率更佳，並且設備維護簡單，缺點則是需要將冷水管線整合在設備中，安裝設計上較複雜。

然而隨著 AI、高效能運算（HPC）等技術如火如荼的發展，伺服器的功耗與發熱量持續增加，使用傳統的氣冷方式已難以應對，因此新的冷卻技術也隨之不斷開發，以提高效率並降低能耗。

_{水冷板範例 (圖源：https://www.youtube.com/watch?v=G6Ys4qQuYPw)}

除了傳統水冷板以外，目前最新的水冷技術為浸沒式冷卻 ( Immersion Cooling )，正如其名，浸沒式冷卻藉由將待降溫物體 (例如伺服器) 完全浸泡在液體中，不經過其他媒介直接降溫，達到更高的熱交換速率。
依照設計的不同又可分成單相 ( Single-phase )、( Two-phase ) 雙相浸沒式冷卻兩種。

單相浸沒式冷卻：
單相指的是冷卻液在冷卻過程保持在液體狀態，再經由封閉管路送到熱交換器將冷卻液降溫。

_{單相浸沒式冷卻示意圖 (圖源：https://2crsi.com/single-phase-immersion-cooling)}

雙相浸沒式冷卻則是採用沸點較低的冷卻液，在冷卻的過程蒸發為氣體，再經由冷凝器液化後回收。

_{雙相浸沒式冷卻示意圖 (圖源：https://2crsi.com/two-phase-immersion-cooling)}

單相浸沒式冷卻的優點是設置簡單，維護成本相對較低，雙相浸沒式冷卻則是藉由汽液轉換獲得更佳的散熱效率，但必須要將汽化的冷卻液保持在密閉空間中以避免流失，因此相對建置成本會更高。

在水冷技術中最重要的就是採用的液體介質。
正如其名，「水」是在水冷技術中最常使用的介質之一，具有易取得、無汙染、低成本與良好的導熱性等特質，依照應用不同有時也會加入乙二醇等添加物以避免過冷凝結。
冷卻水中所使用的水質目前也需要一定的管控，以避免腐蝕、長菌、水垢等問題影響冷卻系統，例如最早推出商用伺服器的 IBM 公司就對冷卻水規格有明確的規範：
https://www.ibm.com/docs/en/power8?topic=cooling-water-system-specification-requirements

另外像是 美國採暖、製冷與空調工程師學會 (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, ASHRAE) 也在 TC 3.6 中定義了如何採用正確的水質以避免影響散熱效能與設備安全。

至於浸沒式冷卻，由於必須要把設備直接浸泡在液體中，為了確保設備能夠正常運行，目前主流則是使用不導電的礦物油、氟化物等介電質作為冷卻液。超純水 ( Ultrapure Water ) 本身雖不導電又具有極佳熱傳性質，但容易腐蝕部分金屬，並且一旦水質受到環境汙染後產生導電性就會造成短路，目前沒有直接使用於浸沒式冷卻應用，但仍有像是在電子產品上塗層絕緣物以達到直接由純水冷卻的研究 。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931019336002

除了直接用做冷卻液/配置冷卻液以外，冷卻槽與管路的清潔一般也需要使用純水進行以確保不會殘留損壞汙染物導致設備鏽蝕、損壞。

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