数据中心是信息化社会的基石,随着大数据、人工智能、云计算等技术的兴起,信息化进程不断加快,极大地促进了数据中心的蓬勃发展。与此同时,如何解决传统单一风冷数据中心散热系统能耗大、能源利用率低、散热能力不足等缺陷就成为数据中心散热亟待解决的难题。为解决上述问题,基于数据中心发热特征,本文提出一种液/气双通道散热系统,即对数据中心高热流密度高发热元件采用高效、精准的液冷通道散热,对低热流密度低发热元件应用经济、便捷的气冷通道散热,以此来实现数据中心冷量的高效分配和利用。本文以该系统为研究对象,主要从以下几方面开展了研究工作:首先,阐述了液/气双通道散热系统设计原理。两个通道均包括内循环和外循环系统,对于外循环系统,分析了在不同地区外循环系统实现形式,并指出两个通道外循环系统是一致的;同时,对于液冷通道内循环系统,从新型水冷型热管散热器、双环路同程管路、温控单元、机柜分配水等几个方面进行了介绍;对于气冷通道内循环系统,从开放式机柜系统和封闭式机柜系统两个方面进行了介绍。其次,搭建了一个使用该系统的商用示范数据机房,并重点对液冷通道和气冷通道传热路径中关键部件进行了性能验证。发现在进水温度为25℃,流量为0.3L/min的情况下,70个散热器的平均热阻在0.07444℃/W,散热器整体性能一致性较好;同时,机柜分配水单元供水比较均匀。此外,研究了不同时刻、不同机柜高度、不同机柜位置对进风温度的影响,发现进风温度波动非常小,冷通道送风温度均匀稳定。然后,研究了影响液/气双通道散热系统性能的因素,并对液/气双通道散热系统液冷通道备份的可靠性进行了验证。通过机房现场实验,研究了服务器负载率、行级空调出风温度、新增服务器机柜、内循环供水压差及供水温度几个因素对该系统的影响。并通过实验测试了该系统能效水平,采用该系统后,数据中心机房小时平均PUE(Power useage effectiveness,电源使用效率)可达1.17,整体PUE在1.2以下。最后,针对气冷通道,采用缩短传热路径的方法进行了优化。通过经验公式对表冷器进行了计算校核,利用Icepak对两种气冷流道进行仿真分析,并选取了全国典型城市的湿球温度对优化后系统应用区域进行了分析,此外,利用合理的参数简化,估算了优化后系统PUE在1.1左右。基于此,以期能为优化后系统大规模应用研究奠定基础。