[发明专利]一种浸没式液态相变冷却介质及其在电子设备的冷却系统中的应用

说明书

本发明公开了一种浸没式液态相变冷却介质及其在电子设备的冷却系统中的应用，所述冷却介质为全氟‑4‑甲基‑2‑戊烯、六氟丙烯三聚体、全氟己酮、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟‑2‑甲基‑2,3‑环氧戊烷、全氟己烷、全氟戊烷中的一种、两种或三种混合而成的混合物。本发明提供的浸没式相变冷却介质具有高电绝缘性能、低粘度、较低沸点、高气化潜热、良好的兼容性和稳定性、不可燃且可抑制燃烧、低全球变暖潜能值（GWP）、零臭氧消耗潜能值（ODP）等特点。

技术领域

本发明属于液态冷却介质领域，特别涉及一种浸没式低能耗、高安全性相变冷却介质及其在电子设备的冷却系统中的应用。

背景技术

在数字经济时代，随着人工智能、云计算、区块链、大数据技术、超级计算机的迅速发展，使得对IT基础设备的性能要求越来越高，使用频率也越来越快，直接导致服务器等基础设施的功耗不断增加。在单机柜服务器数量不变的情况下，数据中心整机柜的功耗呈现快速增长的趋势，给机房散热带来前所未有的挑战，导致安全隐患，过热的服务器也成为了制约数据中心发展的重大瓶颈。

目前数据中心主要使用空气冷却技术，通过降低环境温度并进行强制通风的手段对服务器进行散热，从而减少因热过载而导致硬关机的可能性，保护服务器的损坏。但这种方法具有能耗大，效率相对较低，空间要求大，噪声大等缺点，制约着其进一步的发展。为降低能耗，某些单位将数据中心建在环境温度较低的地区或位置，这些方案虽然能降低一部分能耗，但建设成本高昂，选址较复杂，同时受到环境要求的限制，不具有普遍的适用性。后来发展到使用热管和冷板冷却，这两种冷却方式都是通过导热材料间接地将热量带走，但由于冷却液没有直接接触发热器件，因此换热效率较低。目前新兴的冷却技术是浸没式冷却技术。浸没式冷却技术是一种以液体作为传热介质，将发热器件完全或部分浸没在液体中，发热器件与液体直接接触并进行热交换的冷却技术。液体浸没式冷却技术直接从热源（核心处理单元、内存模块等）中吸收热量，消除了安全因素，同时能降低能耗与节省空间。浸没冷却按照热交换过程中传热介质是否存在相变，可分为单相浸没和相变浸没。

浸没式冷却介质按性质分类主要可分为三种：水、矿物油、氟碳介质。由于水容易引入杂质离子使其电绝缘性下降，从而容易造成设备短路。矿物油具有较高的电绝缘性能，但矿物油具有可燃性，一旦设备产生电火花或有外来火源、静电等都容易发生燃烧爆炸。氟碳介质冷却液具有高绝缘性、低粘度、低/无毒、良好的兼容性和稳定性、不可燃性、低全球变暖潜能值（GWP）、零臭氧消耗潜能值（ODP）等特点，得到了普遍认可并广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色环保、安全、高效的浸没式相变氟碳冷却介质，其能够应用于数据中心服务器、超级计算机、矿机或集成处理服务器的冷却系统中。

所述的一种浸没式液态相变冷却介质，其特征在于所述冷却介质为全氟-4-甲基-2-戊烯、六氟丙烯三聚体、全氟己酮、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟-2-甲基-2,3-环氧戊烷、全氟己烷、全氟戊烷中的一种、两种或三种混合而成的混合物。

所述的一种浸没式液态相变冷却介质，其特征在于所述冷却介质是由三种组分混合而成的混合物，所述三种组分的组成配比为质量占比4%-70%的第一组分、质量占比4%-80%的第二组分和质量占比4%-90%的第三组分；其中，所述第一组分为全氟-4-甲基-2-戊烯，所述第二组分为六氟丙烯三聚体、全氟己酮、全氟庚烷、全氟辛烷中的任意一种，所述第三组分为全氟-2-甲基-2,3-环氧戊烷、全氟己烷、全氟戊烷中的任意一种。包含上述三种组分的冷却介质，其组分的质量占比分别在上述范围内的，具有更优的制冷能力以及能效性能。

所述的一种浸没式液态相变冷却介质，其特征在于所述冷却介质的制备方法为：按照原料配方比，将所述三种组分在常温常压液相状态下进行物理混合而成。

所述的浸没式液态相变冷却介质在电子设备的冷却系统中的应用，其特征在于所述电子设备为数据中心服务器、超级计算机、矿机或集成处理服务器。