《浸沒式液冷冷卻液選型要求》

ICS71.100.45

CCSL60

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CLXXXXX-2024

浸沒式液冷冷卻液選型要求

SelectionrequirementsforImmersionCoolingFluid

（征求意見稿）

xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實施

中國國際科技促進(jìn)會發(fā)布

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浸沒式液冷冷卻液選型要求

1范圍

本文件規(guī)定了數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷系統(tǒng)中液冷熱管理材料（冷卻液）的選型要求，包括使用、維護(hù)、

測試等方面。

本文件適用于數(shù)據(jù)中心企業(yè)部署浸沒式液冷系統(tǒng)或液冷熱管理材料生產(chǎn)廠商參考。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB30000-2013化學(xué)品分類和標(biāo)簽規(guī)范

GB50150-2006電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)

GB/T261-2021閃點(diǎn)的測定賓斯基-馬丁閉口杯法

GB/T507-2002絕緣油擊穿電壓測定法

GB/T3535-2006石油產(chǎn)品傾點(diǎn)測定法

GB/T4945-2002石油產(chǎn)品和潤滑劑酸值和堿值測定法(顏色指示劑法)

GB/T5654-2007液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量

GB/T6540-86石油產(chǎn)品顏色測定法

GB/T7304-2014石油產(chǎn)品酸值的測定電位滴定法

GB/T21805-2008化學(xué)品藻類生長抑制試驗

GB/T21806-2008化學(xué)品魚類幼體生長試驗

GB/T21809-2008化學(xué)品蚯蚓急性毒性試驗

GB/T21812-2008化學(xué)品蜜蜂急性經(jīng)口毒性試驗

GB/T21830-2008化學(xué)品溞類急性活動抑制試驗

GB/T21854-2008化學(xué)品魚類早期生活階段毒性試驗

GB/T24782-2009持久性、生物累積性和毒性物質(zhì)及高持久性和高生物累積性物質(zhì)的判定方法

GB/T27851-2011化學(xué)品陸生植物生長活力試驗

GB/T27855-2011化學(xué)品土壤微生物碳轉(zhuǎn)化試驗

GB/T27861-2011化學(xué)品魚類急性毒性試驗

GB/T35680-2017液體材料微波頻段使用開口同軸探頭的電磁參數(shù)測量方法

GBZ2.1—2019工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分：化學(xué)有害因素

IEC62368-1:2023音頻/視頻、信息和通信技術(shù)設(shè)備—第1部分：安全要求

OSHA1910SAFETYANDHEALTHSTANDARDSFORINDUSTRY

OSHA1915SAFETYANDHEALTHREGULATIONFORSHIPYARDEMPLOYMENT

OSHA1926SAFETYANDHEALTHREGULATIONFORCONSTRUCTION

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3術(shù)語、定義和縮略語

3.1術(shù)語和定義

下列術(shù)語、定義適用于本文件。

3.1.1

液冷liquidcooling

一種采用液體帶走發(fā)熱器件熱量的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品，適用于需提高計算能力、能源效率、部署密度等

應(yīng)用場景。

注：液冷分為接觸式及非接觸式液冷兩種，接觸式液冷是指將冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸的一種液冷實現(xiàn)方式，

包括浸沒式和噴淋式液冷等具體方案。非接觸式液冷是指冷卻液體與發(fā)熱器件不直接接觸的一種液冷實現(xiàn)方式，包括冷

板式等具體方案。

3.1.2

浸沒式液冷Immersionliquidcooling

一種以液體作為傳熱介質(zhì)，將發(fā)熱器件完全浸沒在液體中，發(fā)熱器件與液體直接接觸并進(jìn)行熱交換

的冷卻技術(shù)。按照熱交換過程中傳熱介質(zhì)是否存在相態(tài)變化，可分為單相液冷和相變液冷兩類。

3.1.3

單相液冷single-phaseliquidcooling

作為傳熱介質(zhì)的液體在熱量傳遞過程中僅發(fā)生溫度變化，而不存在相態(tài)轉(zhuǎn)變，過程中

完全依靠物質(zhì)的顯熱變化傳遞熱量。

3.1.4

相變液冷phase-changeliquidcooling

作為傳熱介質(zhì)的液體在熱量傳遞過程中發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變，依靠物質(zhì)的潛熱變化傳遞熱量。

3.1.5

液冷機(jī)柜liquidcoolingcabinet

承載數(shù)據(jù)中心電子信息設(shè)備和冷卻液，實現(xiàn)電子信息設(shè)備冷卻的容器。

3.1.6

浸沒液冷冷卻液Immersionfluid

用于電子設(shè)備元件的浸沒液冷工作液體。

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3.2縮略語

下列縮略語適用于本文件。

OEL職業(yè)暴露限值OccupationalExposureLimit

OSHA職業(yè)安全與健康管理局OccupationalSafetyandHealthAdministration

IARC國際癌癥研究機(jī)構(gòu)InternationalAgencyforResearchonCancer

LC50半數(shù)致死濃度LethalConcentration50%

LD50半數(shù)致死劑量LethalDose50%

EC50半數(shù)效應(yīng)劑量EffectConcentration50%

NOEC無觀察效應(yīng)濃度NoObservedEffectConcentration

ODP臭氧消耗潛能值OzoneDepletionPotential

GWP全球變暖潛能值GlobalWarmingPotential

VOC揮發(fā)性有機(jī)物VolatileOrganicCompounds

IEC國際電工委員會InternationalElectrotechnicalCommission

FOM品質(zhì)因子FigureOfMerit

Dk介電常數(shù)Dielectricconstant

Df介質(zhì)損耗因數(shù)DissipationFactor

ASTM美國材料實驗協(xié)會AmericanSocietyofTestingMaterials

4環(huán)境安全選型要求

冷卻液在選型中必須對其安全性和環(huán)境影響進(jìn)行評估。應(yīng)力求低持久性、毒性和生物積累特性。這

些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在冷卻液的整個生命周期內(nèi)加以考慮，即冷卻液的運(yùn)輸、存儲，使用、維護(hù)和回收處置。

4.1毒性

a)人體毒性：根據(jù)GB30000-2013《化學(xué)品分類和標(biāo)簽規(guī)范》系列國家標(biāo)準(zhǔn)，冷卻液所含物質(zhì)應(yīng)

屬于“非危險物質(zhì)”，冷卻液應(yīng)屬于“無需分類”的范疇，在慢性毒性吸入測試中的表現(xiàn)應(yīng)歸

類為“實用無毒”物質(zhì)；同時必須根據(jù)GBZ2.1—2019《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1

部分：化學(xué)有害因素》對職業(yè)暴露限值(OEL)一起考慮，以確定可能進(jìn)行人體暴露的工作場所

的安全性。

b)致癌性：必須沒有已知的致癌物?；瘜W(xué)品的致癌性列在OSHA標(biāo)準(zhǔn)1910,1915和1926。對于添

加添加劑以增強(qiáng)性能的冷卻液，必須遵循由國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)提供的指南。該液體中任

何含量大于或等于0.1%的成分均未被確定為可能、可能或確認(rèn)的人類致癌物。

c)水生毒性：通過測量藻類（按照GB/T21805-2008《化學(xué)品藻類生長抑制試驗》）、溞類（按

照GB/T21830-2008《化學(xué)品溞類急性活動抑制試驗》）、魚類（按照GB/T27861-2011《化

學(xué)品魚類急性毒性試驗》、GB/T21854-2008《化學(xué)品魚類早期生活階段毒性試驗》、GB/T

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21806-2008《化學(xué)品魚類幼體生長試驗》）的LC50(致死濃度)、EC50(抑制生長濃度)和NOEC(最

大無影響濃度)衡量對水生生物的毒性。LC50/EC50/NOEC較低的化學(xué)品對水生生物具有較高的

毒性風(fēng)險，不建議使用。

d)陸生毒性：通過測量蚯蚓(按照GB/T21809-2008《化學(xué)品蚯蚓急性毒性試驗》)、土壤微生物

(按照GB/T27855-2011《化學(xué)品土壤微生物碳轉(zhuǎn)化試驗》)、植物(按照GB/T27851-2011《化

學(xué)品陸生植物生長活力試驗》)和蜜蜂(按照GB/T21812-2008《化學(xué)品蜜蜂急性經(jīng)口毒性試驗》)

的致死劑量濃度(LD50)和NOEC(最大無影響濃度)來衡量對陸生生物的毒性。較低的化學(xué)品具

有較高的毒性風(fēng)險，不建議使用。

e)生物累積性：根據(jù)國家《新化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理登記管理辦法》中的管理方法，對未列入《中國

現(xiàn)有化學(xué)物質(zhì)名錄》的物質(zhì)，參照GB/T24782—2009評估其生物累積性。

f)持久性：根據(jù)國家《新化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理登記管理辦法》中的管理方法，對未列入《中國現(xiàn)有

化學(xué)物質(zhì)名錄》的物質(zhì)，參照GB/T24782—2009評估長期存在于環(huán)境抗光解性、化學(xué)分解和

生物降解性的能力。

4.2環(huán)保性能要求

a)冷卻液的臭氧消耗潛值（ODP）應(yīng)為0；

b)冷卻液的全球變暖潛值（GWP）應(yīng)較低，考慮到浸沒液冷系統(tǒng)部署都有多個影響氣候的來源，

必須全面考慮，而冷卻液的選擇是其中之一；

c)冷卻液應(yīng)不含生態(tài)環(huán)境部頒發(fā)的《有毒有害大氣污染物名錄》中限制使用的有機(jī)化合物（VOC）

物質(zhì)；

d)冷卻液應(yīng)不含生態(tài)環(huán)境部頒發(fā)的《重點(diǎn)管控新污染物清單》中限制使用的物質(zhì)。

5消防安全選型要求

a)閃點(diǎn)（閉口）：在1個大氣壓0海拔條件下冷卻液的閃點(diǎn)（閉口）宜大于150℃。在1個大氣

壓1500米海拔條件下冷卻液的閃點(diǎn)（閉口）宜大于155℃。

b)自燃點(diǎn)：在1個大氣壓0海拔條件下冷卻液的自燃點(diǎn)宜大于300℃。在1個大氣壓1500米海

拔條件下冷卻液的自燃點(diǎn)宜大于305℃。

6物理化學(xué)穩(wěn)定性型要求

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6.1高溫穩(wěn)定性

所選冷卻液應(yīng)通過高溫穩(wěn)定性測試，詳細(xì)方法如下。對于業(yè)務(wù)可靠性需求選擇不同分級要求。

6.1.1方法簡述

浸沒式液冷冷卻液的高溫穩(wěn)定性評價采用高溫加速老化試驗法，在150℃高溫、空氣環(huán)境下，對材

料進(jìn)行模擬加速試驗驗證，測試材料的分子結(jié)構(gòu)、酸值和氟離子等變化情況。

6.1.2測試裝置及儀器

回流冷凝加熱裝置、核磁共振儀（282MHz，19FNMR，或更高分辨率）、電位滴定儀（電極i-Solvotrode

PlugK智能電極非水相酸堿）、離子色譜儀（DionexIonPacAS18陰離子交換柱）、試驗樣品30ml。

6.1.3高溫加速老化試驗步驟

在空氣氛圍下，量取液冷熱管理液體材料測試樣品，加入到回流冷凝加熱裝置的燒瓶中。將燒瓶放

入油浴中，并加熱至溫度150℃（油浴溫度），在此溫度下保持192小時?；蛘邔y試樣品直接加入水

熱反應(yīng)釜中并擰緊密封，之后，水熱反應(yīng)釜放入150℃的恒溫烘箱，并保持此溫度192小時。液冷熱

管理液體材料冷卻至室溫后，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)、酸值和氟離子的測定。

6.1.4分析測試方法

核磁共振法（氟譜19F-NMR）可以對含氟類材料進(jìn)行定性及定量測定。在核磁管中加入待測液體樣

品（高溫加熱前、高溫加熱后的液冷熱管理材料）（約1mL），以CFCl3為外標(biāo)（高場為負(fù)），放入核

磁共振儀中測試。通過核磁共振圖譜分析樣品高溫加速老化試驗前、后，分子中的端基和主鏈結(jié)構(gòu)情況，

監(jiān)測其它分解降解的雜質(zhì)峰。

6.1.5酸值測定

酸值：即滴定1g試樣到終點(diǎn)時所需要的堿量，以mgKOH/g表示。測定高溫加熱后的液冷熱管理

材料酸值，當(dāng)發(fā)生爭議時，以GB/T7304-2014或GB/T4945-2002為仲裁方法，應(yīng)注意對于含氟類液

冷熱管理材料，所用到的稀釋溶劑應(yīng)為含氟類溶劑，替代甲苯和異丙醇混合溶劑。

6.1.6

樣品處理：量取5mL的高溫加熱后液冷熱管理材料樣品于50mL塑料離心管中，加入超純水5mL

（體積比1:1），快速震蕩3分鐘，采用臺式離心機(jī)進(jìn)行離心萃取分離（離心力10000G），分液后獲

得水相（a1）。樣品中再次加入5mL的超純水，震蕩，離心后，取出水相（a2）。樣品中再次加入5mL

的超純水，震蕩，離心后，取出水相（a3），合并上述三次分離獲得的水相（a1、a2、a3），得到待測

水相樣品。經(jīng)過試驗驗證，材料樣品中的氟離子通過三次萃取分液后，能夠完全轉(zhuǎn)入水相樣品中。

離子色譜儀參數(shù)設(shè)置：溫度：25度；流速：1mL/min；進(jìn)樣量：25μl；檢測器：電導(dǎo)檢測器；運(yùn)行

時間：20分鐘。

氟離子標(biāo)準(zhǔn)工作曲線：取氟離子標(biāo)準(zhǔn)液（1000ppm）配置成0.1ppm、0.5ppm、1ppm、2ppm、3ppm濃

度的氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別進(jìn)樣，按照上述測試條件進(jìn)行分析測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

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測試流程：配置氟離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線；打開儀器電源，按照操作手冊執(zhí)行至離子色譜儀穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)

定基線；按照上述的方法處理材料樣品，得到待測水相樣品；首先進(jìn)樣測試超純水空白溶液中的氟離子

濃度，然后測試水相樣品中的氟離子濃度。每個樣品至少進(jìn)行兩次平行試樣測試。

材料樣品中氟離子的含量按照下列方式計算：

X=3*(C1-C0)

式中：

X——材料樣品中氟離子的含量，單位為ppm；

C1——三次萃取合并水相樣品中氟離子的濃度，單位為ppm；

C0——超純水空白中氟離子的濃度，單位為ppm。

取兩次平行樣品測試結(jié)果的算術(shù)平均值作為樣品中氟離子含量的測定結(jié)果。

6.1.7高溫穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)高溫加熱試驗及測試后，冷卻液的高溫穩(wěn)定性推薦采用下述的測試指標(biāo)進(jìn)行判定，見表1：

表1浸沒式液冷冷卻液高溫穩(wěn)定性評價

高溫穩(wěn)定性判定分級分子結(jié)構(gòu)（核磁共振法）酸值（mgKOH/g）氟離子濃度（ppm）

A類（優(yōu)秀）位移值、峰形無變化≤0.04≤1

通過B類（良好）位移值、峰形無變化0.04＜X≤0.081＜X≤5

C類（及格）位移值、峰形無變化＜0.08＜X≤0.155＜X≤15

不通過D類（不合格）位移值或峰形有變化＞0.15＞15

說明：

參考標(biāo)準(zhǔn)T/CI208-2023《液冷熱管理材料高溫穩(wěn)定性及基材兼容性測試方法》或SH/T0719、ASTM

E928壓差掃描量熱法(PDSC)測試浸沒式產(chǎn)品的氧化感應(yīng)時間的試驗方法

6.2化學(xué)穩(wěn)定性

冷卻液應(yīng)為惰性液體，不與空氣中常見的水、氧氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

6.3耐久性

在10年的正常工作使用條件下，冷卻液應(yīng)滿足性能規(guī)格和要求。

7傳熱性能選型要求

由于電子設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜性和隨機(jī)性，浸沒液冷系統(tǒng)的冷卻液傳熱性能選型通常需要大量的計算資

源和時間消耗。為了提前定量評估不同型號冷卻液的熱性能，建議采用品質(zhì)因子（FOM）來對不同冷卻

液的傳熱性能比較：

a)單相浸沒自然對流場景；冷卻液的傳熱性能選型比較通過以下品質(zhì)因子來比較

勻?

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