[發(fā)明專(zhuān)利]一種液冷用全氟化合物組合物及其在浸沒(méi)式冷卻中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211247602.8
• 申請(qǐng)日: 2022-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115572579B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路建美;徐慶鋒;馮文武
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 澳江(無(wú)錫)網(wǎng)絡(luò)能源有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K5/04
• 分類(lèi)號(hào): C09K5/04;H05K7/20
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強(qiáng)

本發(fā)明屬于液冷技術(shù)，具體涉及一種液冷用全氟化合物組合物及其在浸沒(méi)式冷卻中的應(yīng)用。本發(fā)明將PFBE與氟代烷烴制冷劑混合，得到液冷用全氟化合物組合物，將服務(wù)器的電子器件浸入其中完成冷卻。液冷技術(shù)可提高散熱密度、節(jié)能減排、降低數(shù)據(jù)中心的碳足跡，開(kāi)展數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)的應(yīng)用研究具有積極的科學(xué)意義與工業(yè)意義。現(xiàn)有技術(shù)都聚焦于冷卻液的冷卻能力以及安全性能，期望達(dá)到降低碳排放、節(jié)能的效果，但是沒(méi)有研究者提出冷卻劑對(duì)電子器件的劣化影響。本發(fā)明不僅提供了冷卻性能好的氟組合物，更主要的是意外的發(fā)現(xiàn)該組合物對(duì)電子器件沒(méi)有性能影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液冷技術(shù)，具體涉及一種液冷用全氟化合物組合物及其在浸沒(méi)式冷卻中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足需求，液冷技術(shù)正在取而代之。液冷散熱是通過(guò)液體熱循環(huán)帶走散熱器的熱量，與風(fēng)冷相比，具有安靜、降溫穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境依賴(lài)小等等優(yōu)點(diǎn)。液冷技術(shù)由于液體的熱容量大，升溫慢，有利于計(jì)算機(jī)在出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)確保不會(huì)瞬間燒毀CPU，主要分類(lèi)有噴霧式、噴淋式、浸沒(méi)式三種：噴霧式是指冷卻液加壓后在噴頭噴出后霧化為粒度很小的液滴，噴淋到電子元器件表面沸騰換熱，將熱量帶走；噴淋式是利用了高速?gòu)?qiáng)制對(duì)流換熱強(qiáng)化換熱密度的特點(diǎn)，原理與噴霧式類(lèi)似；浸沒(méi)式是指將電子元器件浸沒(méi)在冷卻液內(nèi)換熱，根據(jù)換熱過(guò)程是否發(fā)生相變分為單相浸沒(méi)式與相變浸沒(méi)式兩種。數(shù)據(jù)中心浸沒(méi)式冷卻通過(guò)直接將IT硬件浸沒(méi)在液體中，幫助改進(jìn)其散熱設(shè)計(jì)。電子元件產(chǎn)生的熱量直接高效地傳遞到液體中，從而減少了對(duì)導(dǎo)熱界面材料、散熱器和風(fēng)扇等主動(dòng)冷卻組件的需求。這些改進(jìn)提高了能源效率和封裝密度。

CN108089679 A公開(kāi)了一種浸沒(méi)式液冷系統(tǒng)，包括：冷卻槽，冷卻槽內(nèi)部填充有絕緣的冷卻劑、并設(shè)置有冷凝盤(pán)管，冷凝盤(pán)管設(shè)置在冷卻劑的液面上方；其中，冷凝盤(pán)管的至少部分表面為超疏水表面，該技術(shù)通過(guò)對(duì)冷凝盤(pán)管的表面進(jìn)行超疏水處理，能夠強(qiáng)化凝結(jié)換熱的效果，但是沒(méi)有給出冷卻劑的組成。現(xiàn)有技術(shù)為取代氯氟烴、氫氯氟烴而開(kāi)發(fā)新的用于空調(diào)或者熱泵的傳熱流體，包括多種氟化物，但是直接將IT硬件浸沒(méi)在液體中冷卻的需求與常規(guī)流體傳熱不同，提出來(lái)新的技術(shù)以及應(yīng)用要求，比如液體冷卻劑對(duì)芯片工作溫度的影響，液體組成對(duì)電路板運(yùn)行的影響，尤其對(duì)電性能、介電性能的影響，當(dāng)然還需考慮毒性。縱觀現(xiàn)有技術(shù)，并未查閱到用于浸沒(méi)式服務(wù)器冷卻的全氟化合物組合物冷卻劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明氟化冷卻液熱傳導(dǎo)性能出色，絕緣性能良好及與其類(lèi)似物互溶性好，可成為主流半導(dǎo)體、液晶制造過(guò)程中蝕刻、曝光、離子注入、封裝測(cè)試等電子制造設(shè)備所采用的冷媒，以及超級(jí)計(jì)算機(jī)、云計(jì)算服務(wù)器機(jī)組的直、間接冷卻解決方案。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種液冷用全氟化合物組合物，包括PFBE與氟代烷烴制冷劑；所述氟代烷烴制冷劑中，烷烴的碳原子數(shù)為2～8，優(yōu)選2～5，最優(yōu)選2～4，為短鏈氟代烷烴制冷劑；優(yōu)選的，所述氟代烷烴制冷劑的主鏈含有氧原子，即所述氟代烷烴制冷劑為氟代醚制冷劑；優(yōu)選的，所述液冷用全氟化合物組合物的共沸點(diǎn)為40～60℃，優(yōu)選45～55℃。

本發(fā)明中，將PFBE與氟代烷烴制冷劑混合，得到液冷用全氟化合物組合物。

本發(fā)明中，氟代烷烴制冷劑為以下化合物中的一種或幾種，優(yōu)選一種或兩種：1-（二氟甲氧基）-1,2,2-三氟乙烷、2-氟甲氧基-1,1,1,2-四氟乙烷、2-甲氧基-1,1,1,2-四氟乙烷、1-甲氧基-1,1,2,3-四氟乙烷、1-二氟甲氧基-2,2-二氟乙烷、2-甲氧基-1,1,2-三氟乙烷、1,1-二氟-2-甲氧基乙烷、1,1,1,3,3,3-六-2-（氟甲氧基）丙烷、1,1,2-三氟-1-甲氧基-2（三氟甲氧基）乙烷、1,1,1,2,3,3-六氟-3-甲氧基丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲氧基丙烷、1,1,2,2,3,3-六氟-3-甲氧基丙烷、1-乙氧基-1,1,1,2-四氟乙烷、2-乙氧基-1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1-三氟-2-乙氧基乙烷、1,1,1-三氟-3-甲氧基丙烷、1,1,1-三氟-2-甲氧基丙烷、1-乙氧基-1,2,2-三氟乙烷、2,3-二氟-4-（三氟甲基）氧雜環(huán)丁烷。