無論是單相還是相變式浸沒液冷，其核心制冷要素是將帶電狀態(tài)下的完整服務(wù)器或其組件浸沒在冷卻液中，因此充當(dāng)換熱介質(zhì)的冷卻液必須是導(dǎo)熱能力強但不導(dǎo)電（或具有足夠低導(dǎo)電性）的介電液體，這樣的介電液體通常不溶（或難溶）于水及其它離子性介質(zhì)，可最大限度保障其絕緣性不被輕易破壞。同時，其本身在氣味、毒性、降解難易、可維護(hù)性等方面特性對環(huán)境和操作人員應(yīng)盡可能友好?；谝陨峡紤]，目前在浸沒液冷領(lǐng)域應(yīng)用討論最廣泛的冷卻液主要分為碳?xì)浼坝袡C硅化合物類和碳氟化合物類。

液冷冷卻液種類

1.碳?xì)浼坝袡C硅類冷卻液

碳?xì)浠衔铮℉ydrocarbon）冷卻液和有機硅類冷卻液一樣，常溫下呈黏稠狀，因此這一類被業(yè)內(nèi)統(tǒng)稱為“油類冷卻液”，在數(shù)據(jù)中心液冷應(yīng)用之前，工業(yè)上常用作變壓器冷卻劑。它們普遍具有沸點高不易揮發(fā)、不腐蝕金屬、環(huán)境友好、毒性低等共性，且成本較低；但由于具有閃點，油類冷卻劑使用中有可燃助燃風(fēng)險。常見的油類冷卻液可以分為天然礦物油、合成油、有機硅油3大類。

天然礦物油從石油中蒸餾而來，并可能經(jīng)過深度氫化處理，成本較低，在室外變壓器冷卻場景中應(yīng)用悠久。但在使用中難以避免烴類分子的分解氧化，會造成酸性增強和污染物產(chǎn)生，影響冷卻液特性甚至導(dǎo)致被冷卻器件的腐蝕。合成油是在人工合成的烷烴類或酯類化合物的基礎(chǔ)上加入添加劑制成的，常見冷卻劑類型有聚α烯烴（Poly Alpha Olefins，PAO）、天然氣合成油（Gas to Liquid Base Oil，GTL）、合成酯等。合成油的生成工藝更加精細(xì)，雜質(zhì)含量、抗氧化性、材料兼容性與礦物油相比有較大改善，但是作為碳?xì)漕愅ú〉拈W點問題依然存在。有機硅油主要依賴人工合成，可以設(shè)計出高閃點的產(chǎn)品，但其閃點同樣與粘度正相關(guān)，可燃風(fēng)險降低的同時導(dǎo)致了流動困難，設(shè)計時需協(xié)調(diào)好兩者之間平衡。另外，硅油還可能發(fā)生水解和氧化沉積影響接觸性能等問題。

2.碳氟類冷卻液

碳氟化合物（Fluorocarbon）是將碳?xì)浠衔镏兴囊徊糠只蛉繗鋼Q為氟而得到的一類有機化合物，普遍具有良好的綜合傳熱性能，可以實現(xiàn)無閃點不可燃。同時，由于C-F鍵能較大，碳氟化合物惰性較強，不易與其它物質(zhì)反應(yīng),是良好的兼容材料。根據(jù)碳氟化合物的組成成分和結(jié)構(gòu)不同，可再分為氯氟烴（Chlorofluorocarbons，CFC）、氫代氯氟烴（Hydrochlorofluorocarbon，HCFC）、氫氟烴（Hydrofluorocarbon，HFC）、全氟碳化合物（Perfluorocarbon，PFC）、氫氟醚（Hydrofluoroether，HFE）等種類。

其中，CFC和HCFC問世較早，是20世紀(jì)廣泛被應(yīng)用的制冷劑，但因為對大氣環(huán)境尤其是臭氧層的破壞性，這兩類已在《蒙特利爾議定書》中被認(rèn)定為禁止使用的制冷劑。HFC最常見的應(yīng)用是家用冰箱和空調(diào)中的R410A制冷劑，其沒有臭氧層破壞作用，但會帶來溫室效應(yīng)。PFC包含全氟烷烴（Perflroroalkane）、全氟胺（Perfluoroamine）、全氟聚醚（Perfluoropolyethers，PFPE）等類型，在沸點和介電常數(shù)方面的特性較為適合半導(dǎo)體設(shè)備冷卻場景，其應(yīng)用歷史可以追溯到半個世紀(jì)前的大型機時代，和HFC一樣在導(dǎo)致溫室效應(yīng)方面的缺陷較大。HFE的溫室效應(yīng)影響較小，對臭氧層無破壞，但通常具有較高的介電常數(shù)，和PCB微帶線或連接件直接接觸時對信號傳輸影響較大。

面向愈發(fā)嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求，氟化學(xué)公司正致力于研究開發(fā)超低溫室效應(yīng)碳氟化合物（Ultra Low GWP），爭取對環(huán)境友好的同時兼顧商用需求、適宜的生產(chǎn)成本和穩(wěn)定工藝，3M、科慕、霍尼韋爾等企業(yè)均有所涉獵。

3.液冷冷卻液應(yīng)用場景差異

對于單相浸沒液冷，碳?xì)浼坝袡C硅類化合物和碳氟類化合物均可作為冷卻液，為確保冷卻液在升溫狀態(tài)下始終處于液相狀態(tài)，減少揮發(fā)，必須選擇有較高沸點的液體介質(zhì)。同時，在使用中需盡可能選擇粘度值低的冷卻液，以增加流動性和減少對泵的壓力，形成良好的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。而相變浸沒式液冷通常會選用較低沸點、適宜沸程的碳氟冷卻液，以便于吸熱汽化和散熱液化循環(huán)。因大多數(shù)碳?xì)浜陀袡C硅化合物具有閃點，均可燃或易燃,所以通常不用于相變浸沒式液冷系統(tǒng)，僅用于單相應(yīng)用。

實際浸沒液冷系統(tǒng)設(shè)計確定冷卻液時的考慮因素包括：熱物理性能、長期穩(wěn)定和清潔度、材料兼容性、對傳輸信號影響、易燃性或可燃性、安全性、環(huán)境影響、可維護(hù)程度，以及一次投入及后期運行的總體成本等，后續(xù)章節(jié)將就其中的重點問題進(jìn)一步剖析。

本文標(biāo)題：液冷冷卻液種類有哪些？

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