当前数据中心规模不断扩大,高功率水平的电子芯片大量集成,芯片的散热问题不可避免的受到关注。传统风冷散热技术冷却能力较低、能耗较高,在数据中心的应用受到了限制。而两相浸没式液冷系统中液体直接接触电子元件,实现了液体显热以及潜热的双重利用,具有结构紧凑、换热热阻低、散热效率高等优点,在电子元件散热领域有良好的应用前景。目前,针对两相浸没式液冷系统的研究主要集中于池沸腾的强化传热以及液体循环工质的性质,对两相浸没式液冷系统中氟化液汽化后在冷凝管外的冷凝传热特性以及冷凝及冷却水循环系统的相关研究较少,而这是两相浸没式液冷系统对电子元件进行稳定和持续散热的基础。因此,本文基于两相浸没式液冷系统,开展冷凝散热与沸腾换热匹配的相关研究具有一定意义。首先,本文搭建了两相浸没式液冷实验平台,以典型的氟化液HFE-7100作为换热介质,测试了其池沸腾曲线,为后续高效、安全的应用两相浸没式液冷系统散热奠定基础。通过实验研究了HFE-7100在不同类型管道的管外冷凝传热性能随冷却水进口温度、冷却水流量的变化规律。实验结果表明,HFE-7100在光滑管外的冷凝传热系数随冷却水进口温度的升高而升高,而三维强化管则与之相反;光滑管和三维强化管的管外冷凝传热系数都随着水流量的增大而增大,但随着水流量增加逐渐趋于稳定。并对HFE-7100在不同形式的冷凝管外的冷凝传热机理进行了分析,为持续强化换热以及系统的冷却水运行参数设置提供参考。然后,实验研究了不同运行工况下单位时间内冷凝及冷却水循环系统换热量与氟化液池沸腾系统的沸腾传热量的匹配度,分析冷凝及冷却水系统散热量明显高于或低于池沸腾系统传热量所带来的不利后果,进而强调系统在传热量匹配条件下运行的重要性。利用性能系数（Coefficient of Performance,COP）及能源利用效率（Power Usage Effectiveness,PUE）对系统能效进行了分析,系统在热量恰好匹配时能获得最高的COP（或最低的PUE）。在系统热量匹配的情况下,系统的COP随着冷却水流量的增加而逐渐减小,而PUE的变化趋势则相反。根据热量匹配条件下的最小冷却水流量,优化冷却水流量可提高系统运行COP。最后,引入（火用）分析方法对系统的可用能进行研究,减少传热过程中的不可逆损失,提高出口冷却水的热回收价值。通过净效率将（火用）效率和标准化平均无故障时间相联系,量化两相浸没式液冷系统在整个运行期间的可用能与理想状态下的可用能的接近程度。基于实验数据研究冷却水运行参数对系统净效率的影响,结果表明,提高冷却水进口温度和流量都有助于提高系统的净效率,其中冷却水进口温度的影响更加显著。然后,分别提出了以PUE和净效率为优化目标的运行策略,并通过经济性分析方法量化不同运行策略下系统的能源成本和（火用）损成本。对于本文所设计的系统,（火用）损成本的降低量显著大于能源成本的增加量,通过增加较小能耗来提高系统整个运行期间的可用能是合理的。