数据中心高密度机柜的大规模应用,导致其能源消耗不断提升。降低数据中心的能耗、提高高热密度机柜的散热效率、减小数据中心平均PUE是目前数据中心冷却技术发展的主要方向。传统的风冷散热方式冷却密度低,已经不能有效解决高热密度机柜的散热问题,而浸没式液冷的散热方式其技术还远未成熟,因此采用液冷和风冷耦合的冷却散热方式是目前解决高热密度机柜较为适用的一种有效措施。针对目前数据中心冷却技术存在的问题,结合不同冷却模式的特点,设计了一种用于通信机柜冷却的液冷散热装置,该装置置于机柜隔板,与机柜发热芯片外部直接接触,将芯片散热量通过导热方式导出并送至液冷散热系统,同时利用风冷却方式将机柜剩余热量对流散出,减少了数据中心空调系统的能耗,同时还可对液冷系统带出的热量进行回收利用。通过建立的实验测试平台,对不同热源功率工况下液冷式高热密度机柜的散热性能进行了对比测试分析;分析了不同热源功率、不同冷却液温度、不同冷却液流量、不同风速下散热量、散热效率、装置COP、模拟机柜内部温度等的变化情况与其相关影响因素,建立了装置散热模型,为实际工程应用提供了依据。在实验中,当机柜内部模拟热源的由800W升高到2200W时,平板式液冷与风冷的耦合散热量呈现线性增加的趋势,同时散热系统的散热效率也随着功率的增加而大幅度下降;当冷却液的初始温度由24℃增加到28℃时,液冷与风冷散热装置的累计散热量和其散热效率随之降低;当冷却液循环流量由0.58m~3/h提高至0.98m~3/h时,散热装置的累计散热量不断增加;当通信机柜内部的空气流动速度由4m/s上升至6m/s时,散热装置的散热能力和散热效率随着风速的提升而增加,但其增加的幅度较小。通信机柜采用直接接触式平板液冷与风冷耦合散热装置进行散热,在不同工况下运行4小时后,该装置的累计散热量范围在8689.23k J～20855.55k J之间,散热效率在62.52%～91.52%之间,最大散热性能系数（COP）能达到1.64。根据实验可知,直接接触平板式液冷与风冷耦合散热装置的散热性能较好,有助于电子元件能够在一个相对安全稳定的环境中运行。