TW201905160A - 用於浸入式冷卻的流體 - Google Patents

用於浸入式冷卻的流體

Info

Publication number
TW201905160A
TW201905160A TW107119448A TW107119448A TW201905160A TW 201905160 A TW201905160 A TW 201905160A TW 107119448 A TW107119448 A TW 107119448A TW 107119448 A TW107119448 A TW 107119448A TW 201905160 A TW201905160 A TW 201905160A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cooling system
immersion cooling
working fluid
heat
alkyl group
Prior art date
Application number
TW107119448A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI781178B (zh
Inventor
麥克 約翰 布林斯其
菲利普 艾瑞克 吐瑪
麥克 喬治 可斯特洛
威廉 馬力歐 拉馬納
尚恩 麥可 史密斯
Original Assignee
美商3M新設資產公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商3M新設資產公司 filed Critical 美商3M新設資產公司
Publication of TW201905160A publication Critical patent/TW201905160A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI781178B publication Critical patent/TWI781178B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/203Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures by immersion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C21/00Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms
    • C07C21/02Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds
    • C07C21/18Acyclic unsaturated compounds containing halogen atoms containing carbon-to-carbon double bonds containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/01Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C211/20Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic unsaturated carbon skeleton
    • C07C211/24Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton having amino groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic unsaturated carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by halogen atoms or by nitro or nitroso groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10Liquid materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208Liquid cooling with phase change
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20809Liquid cooling with phase change within server blades for removing heat from heat source

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

浸入式冷卻系統包括具有內部空間的殼體;產熱組件,該產熱組件設置在該內部空間內;及工作流體液體,該工作流體液體設置在該內部空間內,使得該產熱組件與該工作流體液體接觸。該工作流體包含具有結構式(IA)的化合物
Figure TW201905160A_A0001
各Rf 1及Rf 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全鹵化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全鹵化5至7員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。

Description

用於浸入式冷卻的流體
本揭露係關於可用於浸入式冷卻系統的組成物。
各種用於浸入式冷卻的流體係描述於,例如P.E.Tuma,「Fluoroketone C2F5C(O)CF(CF3)2 as a Heat Transfer Fluid for Passive and Pumped 2-Phase Applications」,24th IEEE Semi-Therm Symposium,San Jose,CA,pp.174-181,March 16-20,2008;及Tuma,P.E.,「Design Considerations Relating to Non-Thermal Aspects of Passive 2-Phase Immersion Cooling」,即將發布,Proc.27th IEEE Semi-Therm Symposium,San Jose,CA,USA,Mar.20-24,2011。
在一些實施例中,提供一種浸入式冷卻系統。浸入式冷卻系統包括具有內部空間的殼體;產熱組件,該產熱組件設置在該內部空間內;及工作流體液體,該工作流體液體設置在該內部空間內,使得該產熱組件與該工作流體液體接觸。該工作流體包含具有結構式(IA)的化合物
各Rf 1及Rf 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全鹵化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全鹵化5至7員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。
在一些實施例中,提供一種用於冷卻產熱組件的方法。該方法包括至少部分地將產熱組件浸入工作流體中;及使用該工作流體從該產熱組件傳遞熱。該工作流體包括具有結構式(IA)的化合物
各Rf 1及Rf 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全鹵化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全鹵化5至7員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。
本揭露之上述發明內容並非意欲描述本揭露之各實施例。本揭露一或多個實施例之細節亦都在底下的說明中提出。本揭露之其他特徵、目的及優點將由本說明書及由申請專利範圍而為顯而易見。
10‧‧‧兩相浸入式冷卻系統/殼體
10A‧‧‧上部分
15‧‧‧內部空間
15A‧‧‧下部體積
15B‧‧‧上部體積
20‧‧‧液相
20A‧‧‧液面
20B‧‧‧氣相
20C‧‧‧冷凝物
25‧‧‧產熱組件/產熱元件
30‧‧‧換熱器
圖1:顯示一種兩相浸入式冷卻系統。
大型電腦伺服器系統可以執行大量工作負載,並在其操作過程中產生大量的熱。這些伺服器的操作會產生大部分的熱。部分由於產生大量的熱,這些伺服器一般是機架安裝的,並且通過內部風扇及/或附接至機架背面或伺服器生態系統中其他地方的風扇空氣冷卻。隨著為了存取越來越多的處理和存儲資源的需求不斷擴大,伺服器系統的密度(即,放置在單一伺服器上的處理功率及/或存儲量、放置在單一機架中的伺服器數量、及/或部署在單一伺服器場中的伺服器及/或機架數量)持續增加。隨著在這些伺服器系統中所欲增加的處理或存儲密度,導致的熱挑戰仍然是顯著阻礙。習知冷卻系統(例如,基於風扇的)需要大量的功率,並且驅動此類系統所需功率的成本隨著伺服器密度的増加而急劇増加。因此,需要高效、低功率使用系統來冷卻伺服器,同時允許伺服器系統的所欲増加的處理及/或存儲密度。
兩相浸入式冷卻是一種高性能伺服器運算市場的新興冷卻技術,其依賴於將液體(冷卻流體)汽化至氣體過程中所吸收的熱(即,汽化熱)。本申請中使用的流體必須滿足某些要求以在應用中為可行的。例如,操作期間的沸騰溫度應介於例如30℃至75℃之間的範圍內。通常,此範圍容納在足夠冷卻溫度下維持伺服器組件,同時允許熱有效地消散到最終散熱件(例如,外部空氣)。流體必須是惰性 的,以便其與構造材料和電氣組件相容。某些全氟化和部分氟化的材料可滿足此要求。流體應係穩定的,使得其不與常見污染物(諸如水)或與試劑(諸如活性碳或氧化鋁)反應,該活性碳或氧化鋁可能用於在操作期間擦洗流體。母體化合物及其降解產物的全球暖化潛勢(GWP,100yr ITH)和臭氧損耗潛勢(ODP)應低於可接受的限值,例如分別小於250及0.01。流體應該具有小於2.5之介電常數(在室溫(約25℃)下在1KHz下測量),使得高頻電子組件和連接器可以浸沒在流體中而不會顯著損失信號完整性。
單相浸入式冷卻在電腦伺服器冷卻方面有著悠久的歷史。單相浸入式沒有相變。反而,當液體分別流動或被泵送到電腦伺服器和換熱器時,液體變暖和冷卻,從而將熱從電腦伺服器傳遞出去。用於電腦伺服器之單相浸入式冷卻的流體應符合上述關於兩相浸入式冷卻的相同要求,除了它們一般具有超過約40至75℃的較高沸騰溫度以限制蒸發損失。
通常瞭解,全氟化液體可展現2.0或更低的介電常數。然而,這些材料常與高GWP相關,遠遠超出許多工業應用的要求,包括兩相和單相浸入式冷卻。因此,對於滿足產業界介電常數要求(小於2.5)的可用於兩相和單相浸入式冷卻,同時亦展現低於產業界可接受限值(一般小於約250)的GWP(100yr ITH)的工作流體仍然存在需求。
大致上,本揭露係關於組成物或工作流體,其展現使得它們尤其適合用作兩相和單相浸入式冷卻系統中的冷卻流體之沸點、反應性、穩定性、GWP及介電常數。
如本文中所使用,「鏈中雜原子(catenated heteroatom)」意指碳原子以外之原子(例如氧、氮、或硫),其鍵結至碳鏈(直鏈或支鏈或環內)中之至少兩個碳原子而形成碳-雜原子-碳鍵結。
如本文中所使用,「氟(fluoro-)」(例如,關於基團或部分,諸如在「氟伸烷基(fluoroalkylene)」或「氟烷基(fluoroalkyl)」或「氟碳化合物(fluorocarbon)」情況下)或「氟化(fluorinated)」意指(i)僅部分氟化而使得有至少一個碳鍵結氫原子,或(ii)全氟化。
如本文中所使用,「全氟(perfluoro-)」(例如,關於基團或部分,諸如在「全氟伸烷基(perfluoroalkylene)」或「全氟烷基(perfluoroalkyl)」或「全氟碳化物(perfluorocarbon)」情況下)或「全氟化(perfluorinated)」意指完全氟化使得除了可能另有指示以外,任何碳鍵結之氫都被氟原子置換。
如本文中所使用,「全鹵化(perhalogenated)」意指完全鹵化使得除了可能另有指示以外,任何碳鍵結之氫均被鹵素原子置換。
如本文中所使用,單數形式「一(a/an)」及「該(the)」皆包括複數個被指稱物(referents),除非內文明確地另有指示。如本說 明書及所附實施例中所使用者,用語「或(or)」通常是用來包括「及/或(and/or)」的意思,除非內文明確地另有指示。
如本文中所使用者,以端點敘述之數字範圍包括所有歸於該範圍內的數字(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、及5)。
除非另有所指,否則本說明書及實施例中所有表達量或成分的所有數字、屬性之測量及等等,在所有情形中都應予以理解成以用語「約(about)」進行修飾。因此,除非另有相反指示,在前述說明書及隨附實施例清單所提出的數值參數,可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本揭露的教示而企圖獲得之所欲性質而有所變化。起碼,至少應鑑於有效位數的個數,並且藉由套用普通捨入技術,詮釋各數值參數,但意圖不在於限制所主張實施例範疇均等論之應用。
在一些實施例中,本揭露組成物可包括一種組成物或工作流體,其包括具有以下結構式(IA)的氫氟烯烴化合物: 令人驚訝的是,發現結構式(IA)之伸烷基鏈段(即其中鏈段的各碳與E(或反式)組態中的一個氫原子和一個全鹵化部分鍵結的伸烷基鏈段)提供了小於2.5之令人驚訝的低介電常數。未發現其他氫氟烯烴結構提供類似的低介電常數。因此,已經發現本揭露氫氟烯烴化合物 具有使它們特別適合用作浸入式冷卻系統中的工作流體的所測介電常數,特別是用於高頻(例如,大於2GHz、或大於3GHz、或大於4GHz、或大於5GHz、或大於6GHz、或大於7GHz、或大於8GHz、或大於9GHz,、或大於10GHz)操作之高性能電腦伺服器硬體或裝置的浸入式冷卻。
結構式(IA)的氫氟烯烴化合物表示可以兩種異構形式存在的氫氟烯烴的E(或反式)異構物,另一種異構形式係Z(或順式)異構物,繪示於結構式(IB): 令人驚訝的是,已發現(E)異構物(結構式(IA))具有比其(Z)對應物顯著較低的介電常數,因此富含(Z)異構物的組成物未展現適於用作高性能伺服器浸入式冷卻系統中的工作流體的介電常數。
在一些實施例中,各Rf 1及Rf 2可獨立地係(i)直鏈或支鏈全鹵化非環狀烷基,其具有1至6、2至5、或3至4個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全鹵化5至7員環狀烷基,其具有3至7或4至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。在一些實施例中,各全鹵化Rf 1及Rf 2可以僅經氟原子或氯原子取代。在一些實施例中,各全鹵化Rf 1及Rf 2可以僅經氟原子及一個氯原子取代。
在一些實施例中,各Rf 1及Rf 2可獨立地係(i)直鏈或支鏈全氟化非環狀烷基,其具有1至6、2至5、或3至4個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全氟化5至7員環狀烷基,其具有3至7或4至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。在一些實施例中,Rf 1及Rf 2可係相同全氟化烷基(非環狀或環狀、包括任何鏈中雜原子)。
在一些實施例中,本揭露組成物可富含結構式(IA)(E異構物)的異構物。就此而言,在一些實施例中,以該組成物中具有結構式(IA)與(IB)的氫氟烯烴之總重量計,本揭露組成物可包括至少85、90、95、96、97、98、99、或99.5重量百分比之量的具有結構式(IA)的氫氟烯烴。
在各種實施例中,通式(I)之化合物的代表性實例包括下列:
在一些實施例中,本揭露之氫氟烯烴化合物可係疏水性、相對不具化學反應性、且熱穩定的。該等氫氟烯烴化合物可對環境具有低衝擊。就此而言,本揭露氫氟烯烴化合物可具有零或幾乎為零的臭氧損耗潛勢(ODP)和小於500、300、200、100或小於10的全球暖化潛勢(GWP,100yr ITH)。如本文中所使用,GWP係基於化合物結構之化合物全球暖化潛勢相對量值。化合物的GWP如政府間氣候變遷委員會(IPCC)於1990年所定義及2007年更新,係計算為經指定積分時程(integration time horizon,ITH)由於釋出1公斤化合物造成的暖化相對於由於釋出1公斤CO2造成的暖化。
在此方程式中,ai為大氣中每單位質量化合物增加所對應之輻射強迫(由於此化合物之IR吸收所產生之穿透大氣之輻射通量變化),C為化合物之大氣濃度,τ為化合物之大氣壽命,t為時間,且i為所關注之化合物。通常接受之ITH為100年,代表短期作用(20年)與長期作用(500年或更久)之間的折衷。假定有機化合物i在大氣中之濃度符合準一級動力學(亦即指數衰減)。CO2在此相同時間間隔內之濃度結合了針對大氣中CO2交換及移除之更複雜模型(伯恩碳循環模型(Bern carbon cycle model))。
在一些實施例中,根據ASTM D-3278-96 e-1測試方法(「藉由小量封杯設備測量之液體閃點(Flash Point of Liquids by Small Scale Closed Cup Apparatus)」),本揭露之氫氟烯烴化合物中的氟含量可足以使得該化合物不易燃。
在一些實施例中,結構式(IA)所示的氫氟烯烴化合物可藉由WO2009079525、WO 2015095285、US8148584、J.Fluorine Chemistry,24(1984)93-104、及WO2016196240所述方法合成。
在一些實施例中,本揭露組成物或工作流體可包括以該組成物之總重量計至少25重量%、至少50重量%,至少70重量%、至少80重量%、至少90重量%、至少95重量%、或至少99重量%之上述氫氟烯烴。除了氫氟烯烴以外,以工作流體之總重量計,組成物可包括總共至多75重量%、至多50重量%、至多30重量%、至多20重量%、至多10重量%、至多5重量%、或至多1重量%的以下組分之一或多者(單獨或以任何組合):醚類、烷烴、全氟烷烴、烯烴、鹵烯烴、全氟碳化物、全氟化三級胺、全氟醚、環烷烴、酯類、全氟酮類、酮類、環氧乙烷類、芳烴、矽氧烷類、氫氯碳化物、氫氯氟碳化物、氫氟碳化物、氫氟烯烴、氫氯烯烴、氫氯氟烯烴、氫氟醚、或其混合物;或烷烴、全氟烯烴、鹵烯烴、全氟碳化物、全氟化三級胺、全氟醚、環烷烴、全氟酮類、芳烴、矽氧烷類、氫氯碳化物、氫氯氟碳化物、氫氟碳化物、氫氟烯烴、氫氯氟烯烴、氫氟醚、或其混合物,以工作流體之總重量計。可選擇此等額外組分以修飾或增強用於特定用途之組成物之性質。
在一些實施例中,本揭露組成物或工作流體可具有在室溫下根據ASTM D150測量之小於2.5、小於2.4、小於2.3、小於2.2、小於2.1、小於2.0、或小於1.9之介電常數。
在一些實施例中,本揭露組成物或工作流體可具有介於30至75℃、或35至75℃、40至75℃、或45至75℃之間的沸點。在一些實施例中,本發明組成物或工作流體可具有大於40℃、或大於50℃、或大於60℃、大於70℃、或大於75℃的沸點。
在一些實施例中,本揭露可關於浸入式冷卻系統,其包括上述含氫氟烯烴之工作流體。浸入式冷卻系統可係單相或兩相浸入式冷卻系統。
在一些實施例中,浸入式冷卻系統可操作為兩相汽化冷凝冷卻系統,以用於冷卻一個或多個產熱組件。如圖1所示,在一些實施例中,兩相浸入式冷卻系統10可包括具有內部空間15的殼體10。在內部空間15的下部體積15A中,可設置具有上部液面20A(即液相20的最高水平面)的含氫氟烯烴之工作流體的液相20。內部空間15亦可以包括從液面20A延伸至殼體10的上部分10A的上部體積15B。
在一些實施例中,產熱組件25可設置在內部空間15內,使得其至少部分地浸入(並且至多完全浸入)工作流體的液相20中。亦即,儘管產熱組件25繪示為僅部分地浸沒在上部液面20A的下方,但是在一些實施例中,產熱組件25可以完全浸沒在液面20A 的下方。在一些實施例中,產熱組件可包括一個或多個電子裝置,諸如運算伺服器。
在各種實施例中,換熱器30(例如,冷凝器)可設置在上部體積15B內。通常,換熱器30可經組態使得其能夠冷凝工作流體的氣相20B,該氣相係由於由產熱元件25產生的熱所產生。例如,換熱器30可以具有維持在低於工作流體之氣相的冷凝溫度的溫度的外表面。就此而言,在換熱器30處,當上升氣相20B與換熱器30接觸,工作流體的上升氣相20B可藉由釋放潛熱至換熱器30而冷凝回到液相或冷凝物20C。然後可將所得冷凝物20C返回到設置在15A的下部體積中的液相20。
在一些實施例中,本揭露可關於浸入式冷卻系統,其藉由單相浸入式冷卻來操作。大致上,單相浸入式冷卻系統類似於兩相系統,因為其可以包括設置在殼體之內部空間內的產熱組件,使得其至少部分地浸入(並且至多完全浸入)工作流體的液相中。單相系統可進一步包括泵和換熱器,該泵操作以將工作流體移入並移出產熱組件及換熱器,並且該換熱器操作以冷卻該工作流體。換熱器可設置在殼體內或外部。
雖然本揭露描述合適的兩相和單相浸入式冷卻系統的實例,但應當理解,本揭露含氫氟烯烴之工作流體的好處及優點可在任何已知的兩相或單相浸入式冷卻系統中實現。
在一些實施例中,本揭露可關於用於冷卻電子組件的方法。大致上,該方法可包括至少部分地將產熱組件(例如,電腦伺服 器)浸入包括上述氫烯烴化合物或工作流體的液體中。該方法可進一步包括使用上述氫烯烴化合物或工作流體從該產熱組件傳遞熱。
實施例清單
1.一種浸入式冷卻系統,其包含:具有內部空間的殼體;產熱組件,該產熱組件設置在該內部空間內;工作流體液體,該工作流體液體定位在該內部空間內,使得該產熱組件與該工作流體液體接觸;其中該工作流體包含具有結構式(IA)的化合物
其中各Rf 1及Rf 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全鹵化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全鹵化5至7員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。
2.實施例1之浸沒式冷卻系統,其中各Rf 1及Rf 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全氟化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全氟化5至7 員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。
3.實施例2之浸入式冷卻系統,其中Rf 1及Rf 2係相同全氟化烷基。
4.實施例1至3中任一者之浸入式冷卻系統,其中以該工作流體中該具有結構式(IA)的化合物與具有結構式(IB)的化合物之總重量計,該具有結構式(IA)的化合物係以至少90重量百分比之量存在於該工作流體中
5.實施例1至4中任一者之浸入式冷卻系統,其中以該工作流體之總重量計,該具有結構式(IA)的化合物係以至少50重量百分比之量存在於該工作流體中。
6.實施例1至5中任一者之浸入式冷卻系統,其中該工作流體具有小於2.5的介電常數。
7.實施例1至6中任一者之浸入式冷卻系統,其中該工作流體具有30至75℃的沸點。
8.實施例1至7中任一者之浸入式冷卻系統,其中該工作流體具有大於75℃的沸點。
9.實施例1至8中任一者之浸入式冷卻系統,其中該產熱組件包含電子裝置。
10.實施例9之浸入式冷卻系統,其中該電子裝置包含運算伺服器。
11.實施例10之浸入式冷卻系統,其中該運算伺服器在大於3GHz的頻率下操作。
12.實施例1至11中任一者之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統進一步包含設置在該系統內的換熱器,使得在該工作流體液體汽化時,該工作流體蒸氣接觸該換熱器;
13.實施例1至12中任一者之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統包含兩相浸入式冷卻系統。
14.實施例1至11中任一者之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統包含單相浸入式冷卻系統。
15.實施例1至11或14中任一者之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統進一步包含泵,該泵經組態以將該工作流體移入並移出換熱器。
本揭露之作業將以下列詳細之實例予以進一步描述。所提供的這些實例係用於進一步說明各個實施例及技術。然而,應理解的是,可做出許多變異及改良而仍在本揭露之範疇內。
實例
本揭露在以下實例中被更具體地描述,該等實例只意圖作為說明,因為在本揭露範圍內的許多改變和變化對於所屬技術領域中具有通常知識者而言將是顯而易見的。除非另外註明,否則以下實例中所報導之所有份數、百分比、及比均以重量計。除非另外指示,否則試劑係購自Sigma Aldrich Company,St.Louis,MO,USA。
實例1、3、及4、及比較例CE2、CE3、及CE4係購自Synquest Laboratories,Alachua FL,USA,並以收到時之原樣使用。
為製備實例2,在600ml Parr反應器中加入五氟化銻(30g,138.41mmol)。將反應物密封並在乾冰中冷卻。然後當反應器冷時施加真空。然後將1,1-二氟-N-(三氟甲基)甲亞胺(205g,1541.1mmol,藉由氟化雙(三氟甲基)胺甲酸之脫羧反應製備,其可藉由二甲基甲醯胺的電化學氟化來製備)及(E)-1,3,3,3-四氟丙-1-烯(240g,2104.5mmol,可購自Honeywell)隨後以液體的形式依次加入反應器的頂部空間。然後將反應器放入架子中,攪拌並使其溫熱至室溫。一旦在室溫下,反應器上的熱度逐漸増加到70℃。保持16小時後,將反應器冷卻,通氣並傾倒在冰上。回收的粗製氟化物產物的重量為138.g。根據GC分析,回收的總質量的大約68%是所欲產物。隨後藉由分餾純化該材料,並藉由GC/MS及F19及H1 NMR證實該結構主要是3,3,3-三氟-N,N-雙(三氟甲基)丙-1-烯-1-胺之(E)異構物。
為了製備比較例CE1,在配有頂置式攪拌器、熱電偶、冷水冷凝器、乾燥N2管線和添加漏斗的1L之3頸圓底燒瓶中,加入 硼氫化鈉(5.23g,138mmol)和二乙二醇二甲基醚(102g)。攪拌該混合物以溶解一些硼氫化物。然後將該混合物冷卻到-72℃,然後將1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-2-烯(103g,343.285mmol)在攪拌下通過添加漏斗逐滴添加,同時維持溫度在-72℃至-63℃之間。一旦添加完成,將批料在-72℃再攪拌一小時。然後將該反應混合物溫熱至15℃,並用10g水和400g 35% H3PO4淬熄。將該反應混合物轉移到分液漏斗中,收集90g產物。GC-MS結果表明粗產物主要由單氫化物和二氫化物組成。所欲單氫化物藉由分餾進一步純化得到純材料。該材料的沸點是52℃。結構藉由GC/MS及F19及H1 NMR確認。
介電常數使用ASTM D150在室溫下判定,記述於1KHz之平均值。
雖在本文中為了敘述一些實施例之目的以特定實施例進行說明及敘述,但所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解可以替代及/或均等實施來替換所示及所描述的特定實施例,而不偏離本揭露的範疇。

Claims (16)

  1. 一種浸入式冷卻系統,其包含:具有內部空間的殼體;產熱組件,該產熱組件設置在該內部空間內;及工作流體液體,該工作流體液體設置在該內部空間內,使得該產熱組件與該工作流體液體接觸;其中該工作流體包含具有結構式(IA)的化合物 其中各R f 1及R f 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全鹵化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全鹵化5至7員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。
  2. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中各R f 1及R f 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全氟化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全氟化5至7員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。
  3. 如請求項2之浸入式冷卻系統,其中R f 1及R f 2係相同全氟化烷基。
  4. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中以該工作流體中該具有結構式(IA)的化合物與具有結構式(IB)的化合物之總重量計,該具有結構式(IA)的化合物係以至少90重量百分比之量存在於該工作流體中
  5. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中以該工作流體之總重量計,該具有結構式(IA)的化合物係以至少50重量百分比之量存在於該工作流體中。
  6. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中該工作流體具有小於2.5的介電常數。
  7. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中該工作流體具有30至75℃的沸點。
  8. 如請求項1中任一項之浸入式冷卻系統,其中該工作流體具有大於75℃的沸點。
  9. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中該產熱組件包含電子裝置。
  10. 如請求項9之浸入式冷卻系統,其中該電子裝置包含運算伺服器。
  11. 如請求項10之浸入式冷卻系統,其中該運算伺服器在大於3GHz的頻率下操作。
  12. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統進一步包含設置在該系統內的換熱器,使得在該工作流體液體汽化時,該工作流體蒸氣接觸該換熱器;
  13. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統包含兩相浸入式冷卻系統。
  14. 如請求項1中任一項之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統包含單相浸入式冷卻系統。
  15. 如請求項1之浸入式冷卻系統,其中該浸入式冷卻系統進一步包含泵,該泵經組態以將該工作流體移入並移出換熱器。
  16. 一種用於冷卻產熱組件的方法,該方法包含:至少部分地將產熱組件浸入工作流體中;及使用該工作流體從該產熱組件傳遞熱;其中該工作流體包含具有結構式(IA)的化合物 其中各R f 1及R f 2獨立地係(i)直鏈或支鏈全鹵化非環狀烷基,其具有1至6個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子;或(ii)全鹵化5至7員環狀烷基,其具有3至7個碳原子且可選地含有一或多個選自O或N之鏈中雜原子。
TW107119448A 2017-06-07 2018-06-06 用於浸入式冷卻的流體 TWI781178B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762516413P 2017-06-07 2017-06-07
US62/516,413 2017-06-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201905160A true TW201905160A (zh) 2019-02-01
TWI781178B TWI781178B (zh) 2022-10-21

Family

ID=64566172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107119448A TWI781178B (zh) 2017-06-07 2018-06-06 用於浸入式冷卻的流體

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11452238B2 (zh)
EP (1) EP3634931A4 (zh)
JP (1) JP7186185B2 (zh)
KR (1) KR102625643B1 (zh)
CN (1) CN110709373A (zh)
TW (1) TWI781178B (zh)
WO (1) WO2018224908A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI696416B (zh) * 2019-09-12 2020-06-11 英業達股份有限公司 浸入式冷卻設備

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11452238B2 (en) 2017-06-07 2022-09-20 3M Innovative Properties Company Fluids for immersion cooling
EP3460558A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-27 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Cryo-light microscope and immersion medium for cryo-light microscopy
KR20200077515A (ko) * 2017-10-24 2020-06-30 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 하이드로플루오로에폭사이드-함유 조성물 및 이의 사용 방법
JP7209722B2 (ja) 2017-12-13 2023-01-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 誘電性流体及び電気デバイス中の全フッ素化1-アルコキシプロペン
JP7292280B2 (ja) 2017-12-13 2023-06-16 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 全フッ素化1-アルコキシプロペン、組成物、並びにそれらを使用するための方法及び装置
JP7295858B2 (ja) 2017-12-13 2023-06-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ハイドロフルオロオレフィンエーテル、組成物、これらを使用するための装置及び方法
US11895804B2 (en) 2018-09-19 2024-02-06 Tmgcore, Inc. Fluid breakdown detection systems and processes useful for liquid immersion cooling
US11785747B2 (en) 2018-11-16 2023-10-10 TMGCore. INC. Methods and devices for testing immersion cooling controllers
US20220025240A1 (en) * 2018-12-20 2022-01-27 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Method of manufacturing semiconductor devices using a heat transfer fluid comprising fluorinated compounds having a low gwp
US11032941B2 (en) * 2019-03-28 2021-06-08 Intel Corporation Modular thermal energy management designs for data center computing
CN115003648A (zh) * 2020-01-23 2022-09-02 科慕埃弗西有限公司 (e)-1,1,1,4,5,5,5-七氟-4-(三氟甲基)戊-2-烯的合成
CN111475002A (zh) * 2020-03-05 2020-07-31 浙江诺亚氟化工有限公司 一种冷却液及其在电子设备的冷却系统中的应用
KR102552454B1 (ko) * 2020-03-10 2023-07-06 주식회사 물꼬방재기술 에너지저장장치(ess) 화재예방 시스템
CN115335497A (zh) 2020-03-30 2022-11-11 国际壳牌研究有限公司 热管理系统
BR112022019587A2 (pt) 2020-03-30 2022-11-16 Shell Int Research Gerenciamento de fuga térmica
CN111647391B (zh) * 2020-07-15 2022-01-21 浙江诺亚氟化工有限公司 一种多效有机型冷却液组合物及其应用
CN111777996B (zh) * 2020-07-16 2021-07-27 杭州师范大学 一种含相变组分的有机硅冷却液及其制备方法和应用
JP2022030744A (ja) * 2020-08-07 2022-02-18 ダイキン工業株式会社 液浸冷却装置
CN112276346B (zh) * 2020-10-22 2021-11-09 温州大学 一种超高功率激光切割自动精准调焦加工头
EP4241329A1 (en) 2020-11-03 2023-09-13 3M Innovative Properties Company Fluids for immersion cooling of electronic components
CN112708398A (zh) * 2020-12-30 2021-04-27 兰洋(宁波)科技有限公司 用于集成芯片电路板冷却用的冷却液
US20220232734A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Systems and methods for immersion cooling with an air-cooled condenser
US11903166B2 (en) 2021-02-01 2024-02-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Systems and methods for immersion cooling with subcooled spray
CN113717699B (zh) * 2021-07-15 2023-06-16 浙江巨化技术中心有限公司 一种组合物、含硅液冷剂及其制备方法以及浸没冷却系统
EP4124640A1 (en) 2021-07-27 2023-02-01 Basf Se Novel use for coolants with low electrical conductivity
CN113773812B (zh) * 2021-09-13 2023-07-04 浙江巨化技术中心有限公司 一种包含杂环促进剂的组合物、及其用于液冷剂的用途以及浸没式液冷系统
TW202328569A (zh) 2021-10-11 2023-07-16 美商Tmg科爾股份有限公司 在液體浸沒式冷卻中採用空氣冷卻電腦的方法和設備
US11765859B2 (en) * 2021-10-12 2023-09-19 The Chemours Company Fc, Llc Methods of immersion cooling with low-GWP fluids in immersion cooling systems
KR102527625B1 (ko) * 2022-01-04 2023-05-02 퓨어만 주식회사 작동 유체로 불화탄화수소를 포함하는 베이퍼챔버
WO2023222677A1 (en) 2022-05-19 2023-11-23 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Thermal management system
WO2024049866A2 (en) 2022-08-31 2024-03-07 The Chemours Company Fc, Llc Liquid reclamation and solid foam recycling/reclamation: compositions and methods
GB2623546A (en) * 2022-10-19 2024-04-24 Katrick Tech Limited Cooling apparatus, system and method of manufacture

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788352A (en) 1986-07-21 1988-11-29 Shell Oil Company Trifluoroalkenes and a method for their preparation
ITMI20020012A1 (it) * 2002-01-08 2003-07-08 Ausimont Spa Uso di liquidi fluorurati
US7030391B2 (en) * 2004-06-04 2006-04-18 Cfm Corporation Ultraviolet sterilization device
US20060090881A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 3M Innovative Properties Company Immersion cooling apparatus
US7718089B2 (en) 2005-11-01 2010-05-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Solvent compositions comprising unsaturated fluorinated hydrocarbons
WO2007053697A2 (en) 2005-11-01 2007-05-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Compositions comprising fluoroolefins and uses thereof
AU2006315130A1 (en) 2005-11-10 2007-05-24 Great Lakes Chemical Corporation Fire extinguishing and fire suppression compositions comprising unsaturate flouorocarbons
EP2156158A1 (en) * 2007-06-21 2010-02-24 E. I. Du Pont de Nemours and Company Method for leak detection in heat transfer system
JP2011506611A (ja) 2007-12-17 2011-03-03 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 3−クロロパーフルオロ−2−ペンテン、オクタフルオロ−2−ペンチン、および1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンの合成方法
TWI559843B (zh) * 2008-04-21 2016-11-21 液體冷卻解決方案股份有限公司 用於電子裝置液體浸沒冷卻之陣列連接式殼體及機架系統
US20090269521A1 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 3M Innovative Properties Company Porous structured thermal transfer article
WO2011034904A1 (en) * 2009-09-16 2011-03-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Chiller apparatus containing trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene and methods of producing cooling therein
US9010141B2 (en) * 2010-04-19 2015-04-21 Chilldyne, Inc. Computer cooling system and method of use
US8369091B2 (en) * 2010-06-29 2013-02-05 International Business Machines Corporation Interleaved, immersion-cooling apparatus and method for an electronic subsystem of an electronics rack
FR2968009B1 (fr) * 2010-11-25 2012-11-16 Arkema France Fluides frigorigenes contenant du (e)-1,1,1,4,4,4-hexafluorobut-2-ene
US20130098396A1 (en) 2011-10-19 2013-04-25 E I Du Pont De Nemours And Company Novel 1,1,1,4,4,5,5,6,6,6-decafluorohex-2-ene isomer mixtures and uses thereof
CN104011165A (zh) 2011-12-21 2014-08-27 纳幕尔杜邦公司 E-1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-戊烯和任选的1,1,1,2,3-五氟丙烷在高温热泵中的用途
JP2015507038A (ja) * 2011-12-21 2015-03-05 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーE.I.Du Pont De Nemours And Company 冷却装置でのe−1,1,1,4,4,5,5,5−オクタフルオロ−2−ペンテンおよび任意選択的に1,1,1,2,3−ペンタフルオロプロパンの使用
PE20142140A1 (es) * 2012-02-17 2015-01-04 Du Pont Composiciones similares a azeotropos de z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y e-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y usos de estos
JP2013187251A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Sohki:Kk 電子装置の冷却システムおよび方法
KR102309799B1 (ko) 2013-12-20 2021-10-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 작동 유체로서의 플루오르화 올레핀 및 이의 사용 방법
US9433132B2 (en) * 2014-08-08 2016-08-30 Intel Corporation Recirculating dielectric fluid cooling
US10385247B2 (en) 2014-09-23 2019-08-20 The Chemours Company Fc, Llc Use of (2E)-1,1,1,4,5,5,5-heptafluoro-4-(trifluoromethyl)pent-2-ene in high temperature heat pumps
US10104814B2 (en) * 2014-11-03 2018-10-16 General Electric Company System and method for cooling electrical components of a power converter
EP3303435B1 (en) 2015-06-05 2020-11-25 3M Innovative Properties Company Hydrofluoroolefins and methods of using same
CN108475090A (zh) * 2015-11-11 2018-08-31 株式会社ExaScaler 电子设备的冷却系统
CN109661739B (zh) 2016-09-21 2021-11-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其阴极极片
US11452238B2 (en) 2017-06-07 2022-09-20 3M Innovative Properties Company Fluids for immersion cooling
EP4241329A1 (en) 2020-11-03 2023-09-13 3M Innovative Properties Company Fluids for immersion cooling of electronic components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI696416B (zh) * 2019-09-12 2020-06-11 英業達股份有限公司 浸入式冷卻設備

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020527613A (ja) 2020-09-10
EP3634931A1 (en) 2020-04-15
EP3634931A4 (en) 2020-12-23
KR102625643B1 (ko) 2024-01-15
KR20200016881A (ko) 2020-02-17
CN110709373A (zh) 2020-01-17
TWI781178B (zh) 2022-10-21
US20230021799A1 (en) 2023-01-26
US11452238B2 (en) 2022-09-20
JP7186185B2 (ja) 2022-12-08
WO2018224908A1 (en) 2018-12-13
US20200178414A1 (en) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI781178B (zh) 用於浸入式冷卻的流體
TWI794365B (zh) 全氟化1-烷氧基丙烯、組成物、以及使用其等之方法及設備
US10308592B2 (en) Nitrogen containing hydrofluoroethers and methods of using same
US8486295B2 (en) Alkyl perfluoroalkene ethers and uses thereof
TWI816779B (zh) 氟碸
JP2018506634A (ja) ハイドロフルオロオレフィン及びその使用方法
US20220388929A1 (en) Catalysed synthesis of fluorinated alkenes and fluorinated alkene compositions
WO2021144678A1 (en) Hydrofluorethers and methods of using same
CN113966376A (zh) 氟化芳烃及其使用方法
US11325893B2 (en) Hydrofluoroethers and methods of using same
WO2023164125A2 (en) Compositions and methods for making hfo-153-10mzz and hfo-153-10mczz
JP2023508543A (ja) 塩素化フルオロ芳香族及びその使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent