CN106569566A - 氟碳介质在超级计算机和数据中心处理器冷却系统中的应用 - Google Patents

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程思聪
吴永明
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Xiamen Megafluo Technology Co ltd
Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
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Xiamen Megafluo Technology Co ltd
Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
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Abstract

本发明公开了氟碳介质在超级计算机和数据中心处理器冷却系统中的应用。其氟碳介质为C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O，将超级计算机和数据中心处理器冷却系统的主机的CPU浸没于氟碳介质C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O中即可。具有安全、降温效果好，稳定的蒸发冷却效果。

Description

氟碳介质在超级计算机和数据中心处理器冷却系统中的应用
技术领域
本发明涉及冷却介质领域，尤其涉及氟碳介质在超级计算机和数据中心处理器冷却系统中的应用。
背景技术
当今社会，随着大数据时代的来临，对计算机的性能和数据的存储容量要求越来越高。随着国家大力推广大数据的应用，各地都在加快各种规模的数据中心建设。在超级计算机和数据中心的运行过程中，会产生大量的热量，所以如何将这些热量带走成了超级计算机和数据中心设计和建设过程中的瓶颈问题，在设计制造超级计算机过程中，往往只能牺牲一点运算速度，来满足其散热的要求。
目前在超级计算机和数据中心中常用的散热手段是通过强制排风和在整个房间装配大量大功率空调的办法来解决，但这样的手段能耗非常巨大，与国家的节能降耗和低碳经济政策不符。后来利用在CPU周围绕上热管，热管内通冷却水，将热量带走。但这两种方法都是通过非接触的形式来进行散热的，所以其散热效率低下，散热效果也不理想。而且在利用热管水冷却系统中，如果热管渗漏，会引起整个系统的故障，影响计算机和数据中心的运行。
近年来，一种新的浸没式蒸发冷却方法被推广到了计算机和数据中心的冷却过程中，还提交了专利申请(浸没式液冷服务器、用于服务器的浸没式液冷方法，CN 104571420A；一种超级计算机冷却系统，CN 101794165 A)。在浸没式蒸发冷却系统中，将超级计算机和数据中心的处理器介质浸没在一种冷却介质中，利用这种介质流动和蒸发过程吸收热量，达到冷却和散热的目的。
因此，找到适合条件的冷却介质迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全、降温效果好，稳定的蒸发冷却变压器氟碳介质。
为实现上述目的，本发明提供一种氟碳介质C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O用于超级计算机和数据中心处理器冷却系统的用途。
进一步，将超级计算机和数据中心处理器冷却系统的主机的CPU浸没于氟碳介质C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O中即可。
为了满足浸没的需要，对该介质要求如下：1)有很大的介电常数，从而保证电子器件浸没在该介质中，带电工作不会引起短路；2)该介质要有合适的沸点，在冷却过程中，希望有一个从液相到气相的相变过程，由于相变过程中的汽化热比单纯的由于温度变化所吸收的比热大很多，所以其冷却效率大大提高；3)该介质要有足够的安全性能，要求不燃、不爆、无毒、与电子元器件的相容性好、对环境友好等。
氟碳化合物是一类非常特殊的有机化合物，由于氟原子的取代，使它们具有了一些非常独特和优异的性能。本发明氟碳介质的一些基本性能如表1所示：
表1：氟碳冷却介质(FCM)的基本性能
表1中的氟碳冷却介质按照结构分为三类，一类是含氟醚类：C3H4F4O、C4H4F6O、C5H3F9O和C6H4F10O；第二类是全氟烯烃：C6F12；第三类是全氟酮：C6F12O。这些化合物具有无毒、不燃、不爆、对环境友好(ODP＝0)等优点，而且有很大的击穿电压和介电常数。电子器件浸没在它们中间时，还能保持正常工作。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：
将普通的台式PC机的主机，拆掉机壳，在主机的CPU表面接上温度传感器，直接浸没在上述氟碳介质中。介质内装上热交换管，内通普通自来水冷却。让主机运行，检测CPU表面温度变化。结果如下：
表2：氟碳介质的冷却效果
编号 FCM-38 FCM-47 FCM-49 FCM-54 FCM-72 FCM-103
分子式 C3H4F4O C6F12 C6F12O C4H4F6O C5H3F9O C6H4F10O
CPU温度℃ 40 41 40 42 40 43
在该实验中，本发明利用介质FCM-47，使电脑连续运行了4个月，电脑性能保持稳定。
对比实验：
同样条件下，将PC主机在相同的室温条件下，利用自带风扇的强制排风，进行运行，CPU表面检测温度为70度。
由此可以看出，本发明提供的氟碳冷却介质在超级计算机和数据中心处理器冷却系统中使其冷却且保证正常工作的用途。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.氟碳介质C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O用于超级计算机和数据中心处理器冷却系统的用途。
2.权利要求1所述的用于蒸发冷却变压器的用途，其特征在于，将超级计算机和数据中心处理器冷却系统的主机的CPU浸没于氟碳介质C3H4F4O或C6F12C6F12O或C4H4F6O或C5H3F9O或C6H4F10O中即可。
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