1、水冷系統
       2005~2009年間互聯網行業高速發展，數據業務需求猛增，原本規模小、功率密度低的數據中心必須要承擔多的IT設備。此時的單機柜功率密度增加至3~5kw，數據中心的規模也逐漸變大，開始出現幾百到上千個機柜的中型數據中心。隨著規模越來越大，數據中心能耗急劇增加，節能問題開始受到重視。
       傳統的風冷直膨式系統能效比COP（Coefficient Of Performance）較低，在北京地區COP約為2.5~3.0，空調設備耗電驚人，在數據中心整體耗電中占比很高。而且，隨著裝機需求的擴大，原來建設好的數據中心建筑中預留的風冷冷凝器安裝位置嚴重不足，噪音擾民問題凸顯，都制約了數據中心的擴容。此時，在辦公建筑中大量采用的冷凍水系統開始逐漸應用到數據中心制冷系統中，由于冷水機組的COP可以達到3.0~6.0，大型離心冷水機組甚至更高，采用冷凍水系統可以大幅降低數據中心運行能耗。
       冷凍水系統主要由冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵以及通冷凍水型專用空調末端組成。系統采用集中式冷源，冷水機組制冷效率高，冷卻塔放置位置靈活，可有效控制噪音并利于建筑立面美觀，達到一定規模后，相對于直接蒸發式系統更有建造成本和維護成本方面的經濟優勢。

水冷系統
 

       冷凍水系統應用多的空調末端是通冷凍水型精密空調，其單臺制冷量可以達到150kw以上。送風方式與之前的風冷直膨式系統變化不大，僅僅是末端內的冷卻媒質發生變化，空調設備仍然距離IT熱源較遠，主要依靠空調風扇輸送空氣維持氣流組織。
        2、板式換熱器和水冷系統自然冷卻
       2010~至今，隨著數據中心制冷技術的發展和人們對數據中心能耗的進一步關注和追求，自然冷卻的理念逐漸被應用到數據中心中。
       在我國北方地區，冬季室外溫度較低，利用水側自然冷卻系統，冬季無需開啟機械制冷機組，通過冷卻塔與板式換熱器“免費”制取冷源，減少數據中心運行能耗。水側自然冷卻系統是在原有冷凍水系統之上，增加了一組板式換熱器及相關切換閥組，高溫天氣時仍采用冷水機組機械制冷，在低溫季節將冷卻塔制備的低溫冷卻水與高溫冷凍水進行熱交換，在過渡季節則將較低溫的冷卻水與較高溫的冷凍水進行預冷卻后再進入冷水機組，也可以達到降低冷水機組負荷及運行時間的目的。

水冷系統自然冷卻系統原理
 

       傳統數據中心的冷凍水溫度一般為7/12℃，以北京地區為例，全年39%的時間可以利用自然冷卻，如果將冷凍水提高到10/15℃，全年自然冷卻時間將延長至46%。同時由于蒸發溫度的提高，冷水機組COP可以提升10%。另一方面，隨著服務器耐受溫度的提升，冷凍水溫度可以進一步提高，全年自然冷卻的時間也將進一步延長。目前國內技術領先的數據中心已經將冷凍水溫度提高至15/21℃，全年自然冷卻時間可以達到70%甚至長。