[發明專利]一種組合物、浸沒式液冷劑及其應用以及浸沒式液冷系統

有效

• 申請號: 202110711779.8
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113604202B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 張廣欣;王金明;李昊;汪星平;雷志剛;姜文軍;茅淑英
• 申請（專利權）人: 浙江巨化技術中心有限公司
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10;G06F1/20;H05K7/20
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 李慧

本申請公開了一種組合物、浸沒式液冷劑及其應用以及浸沒式液冷系統，涉及液態冷卻介質技術領域。組合物為具有以下結構通式的全氟聚醚化合物：Rfsubgt;1/subgt;?(CYF(CFsubgt;2/subgt;)subgt;x/subgt;O)subgt;n/subgt;?(CFsubgt;2/subgt;O)subgt;m/subgt;?(CFsubgt;2/subgt;)subgt;z/subgt;?Rfsubgt;2/subgt;；(CYF(CFsubgt;2/subgt;)subgt;x/subgt;O)和(CFsubgt;2/subgt;O)基團隨機分布；Rfsubgt;1/subgt;為?H，–F，–CFsubgt;3/subgt;，CFsubgt;3/subgt;CFsubgt;2/subgt;–，CFsubgt;3/subgt;–O–，CFsubgt;3/subgt;CFsubgt;2/subgt;–O–、CFsubgt;3/subgt;CFsubgt;2/subgt;CFsubgt;2/subgt;–O–、A或B基團；Rfsubgt;2/subgt;為–CFsubgt;3/subgt;、?CF(CFsubgt;3/subgt;)CFsubgt;3/subgt;、A或B基團；Y為–F，–CFsubgt;3/subgt;或?CFsubgt;2/subgt;CFsubgt;3/subgt;基團；x為1?3之間的整數，z為0?2之間的整數，m為0?20的整數，n為1?20的整數。本申請解決了現有液冷劑組分與電子設備材料的兼容性較差的問題，本申請提供的液冷劑具有良好的流動性及極佳的散熱功能，并提高了液冷劑組分與電子設備材料的兼容性，保護電子設備不被破壞。

技術領域

本申請涉及液態冷卻介質技術領域，具體涉及一種組合物、浸沒式液冷劑及其應用以及浸沒式液冷系統。

背景技術

隨著高性能計算機、數據中心服務器和新能源汽車等科技產業的升級和發展，設備能耗問題日益凸顯。計算機設備和動力電池在運行過程中往往會產生大量熱量從而降低運行效率，如無法得到有效的處理，必然會影響其運行。目前現在數據中心的電能耗主要集中在全年運轉的服務器以及配套的散熱設備上。若設備采用有效的散熱方式，可以轉化熱量并且大幅降低電能耗。散熱設備有兩種方式，一種是普遍采用的風冷散熱系統，但風冷系統能效比較低，散熱設備耗能居高不下；另一種是液冷散熱系統，分為間接接觸式液冷和直接浸沒式液冷。直接浸沒式液冷是將發熱元件直接浸沒在吸收熱量的非導電冷卻液中，依靠液體的流動循環帶走服務器等設備運行產生的熱量。由于發熱元件與冷卻液直接接觸，散熱效率更高，噪音更低。如數據中心浸沒式冷卻通過直接將IT硬件浸沒在液體中，可幫助改進其散熱設計。電子元件產生的熱量直接高效地傳遞到液體中，從而減少了對導熱界面材料、散熱器和風扇等主動冷卻組件的需求。這些改進提高了能源效率同時允許采用更高的封裝密度，降低服務器冷卻的能耗，幫助打造一個更環保的數據中心，減少需要維修與更換的活動部件。

浸沒式液冷劑這種絕緣冷卻液通常是硅油、礦物油、氟化液等物質，它的特殊之處在于：完全絕緣且無腐蝕性，即使浸沒元器件20年以上，也不會對電子元器件產生任何影響；而高效的散熱效率，可使機房無需空調等大型制冷設備，節省75％空間以上，其接近1.0的PUE可以將有限的電力發揮出最大的計算能力。根據冷卻劑類型又可分為單相或兩相，單相冷卻劑僅為液態，兩相冷卻劑可以產生液態和氣態兩種狀態。散熱方式可以采用干冷器和冷卻塔等形式。液冷在國際市場上已經有運行十年的歷史，在數據中心的浸入式冷卻領域廠商中，3M公司的產品以兩相冷卻劑為主導(主打氟化物液體)，這種冷卻劑在高功率密度的加密貨幣挖礦應用中得到了早期應用。CN108351674A提供了一種采用3M公司的氟化液的浸沒冷卻系統，這些氟化液是由完全氟化物(全氟化合物)構成的氟素類惰性液體，主要為全氟胺類化合物。CN112135811A公開的通式為CFY＝CXN(Rf)CF₂Rf’的全氟氨基烯烴化合物，可用于浸沒冷卻。CN111475002A公開的冷卻液的主成分為全氟胺類化合物，其為全氟三乙胺、全氟三丙胺、全氟三丁胺、全氟三戊胺和全氟N-甲基嗎啉中的一種或兩種以上混合物，其可用于電子設備的冷卻系統。