用于电子装置冷却的液体冷却介质的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请案的参考
[0002] 本申请要求2013年1月24日提交的美国临时申请第61/756, 020号的权益。
技术领域
[0003] 本发明的各种实施例涉及用于浸没冷却电子硬件装置，如数据中心的液体冷却介 质。本发明的其它方面涉及具有闪点和粘度的平衡的液体冷却介质。
【背景技术】
[0004] 企业数据中心（"EDC"）设施为容纳多个服务器的物理单元。服务器一般堆叠于 机架中，其中也安放各种计算装置，如硬盘驱动器阵列、网络路由器、数据获取设备以及电 源。为了传递一致并且可靠的性能，EDC的主要目标为机架的各种发热组件的适当温度控 制。传统地，已通过使用如风扇的空气循环装置的强制空气对流来冷却机架，所述装置经选 择性地放置以使气流达到最大。EDC内的空气通常循环通过用于在空气进入机架之前冷却 空气的热交换器（蒸气循环制冷或冷冻水盘管）。在一些EDC中，热交换器安放于机架处以 使进入服务器的空气机架层级冷却。
[0005] 2005年美国EDC占所有用电量的约1.2%，并且预期2011年会是两倍。此外，据 估计，全球EDC群体将是世界第6大能量消耗团体。超过三分之一的EDC耗电专用于冷却。 除冷却成本对总EDC预算的高度影响和减少温室气体排放的趋势以外，能效优化已随着冷 却器冷却能力接近最大利用率而变得至关重要。另外，EDC的进一步扩展将需要在冷却能 力扩展中有重大投资。因此，尽管已在电子硬件装置冷却领域中取得进步，但仍希望有所改 进。
【发明内容】
[0006] -个实施例为一种包含以下的设备：
[0007] (a)电子硬件装置；和
[0008] (b)液体冷却介质，
[0009] 其中所述电子硬件装置至少部分浸没于所述液体冷却介质中，
[0010] 其中所述液体冷却介质包含脂肪酸碳链长度在6到12个碳原子范围内的饱和介 质链甘油三酯。
【具体实施方式】
[0011] 本发明的各种实施例涉及一种包含至少部分浸没于液体冷却介质中的电子硬件 装置的设备，其中液体冷却介质具有某一定特性组合。在各种实施例中，液体冷却介质可以 具有至少190°C的闪点，同时具有27厘沲（"cSt"）或更小的粘度。在某些实施例中，液体 冷却介质可包含平均脂肪酸碳链长度在6到12个碳原子范围内的饱和中链甘油三酯。
[0012] 液体冷却介质
[0013] 术语"液体冷却介质"表示在室温和标准压力下为液体的组合物，其适用作用于如 服务器的电子硬件装置的浸没冷却剂。如所属领域中已知，液体冷却介质一般具有低粘度， 为无毒、化学惰性的，并且不会促进采用液体冷却介质的设备腐蚀。另外，液体冷却介质一 般可以具有相对于如空气的其它冷却介质较高的热容量（例如相比于1.01焦耳/克/开 尔文（"J/g/K"）的 1.67J/g/K)。
[0014] 如上文所指出，液体冷却介质可具有至少190°C的闪点。在各种实施例中，液体冷 却介质可具有至少192°C、至少195°C、至少200°C或至少205°C的闪点。此外，在此类实施 例中的任一者中，液体冷却介质可具有高达300°C、高达280°C或高达270°C的闪点。本文提 供的闪点是根据ASTM国际（"ASTM"）方法D92使用克利夫兰开杯（Cleveland open cup) 设备测定的。在此方法中，将约70毫升（"mL"）的测试样本填充到测试杯中。标本的温度 起初快速并且接着缓慢并且以接近闪点的恒定速率增加。测试火焰以指定时间间隔穿过所 述杯。闪点对应于施用测试火焰导致测试样本的蒸气引燃的最低液体温度。对于燃点测定 (下文论述），继续测试直到测试火焰导致引燃并且维持燃烧最少5秒。
[0015] 如上文所指出，液体冷却介质可以具有27cst或更小的粘度。在各种实施例中， 液体冷却介质可具有小于27cSt、小于25cst、小于23cSt、小于20cSt、小于18cSt或小于 15cSt的粘度。此外，在此类实施例中的任一者中，液体冷却介质可以具有至少5cSt、至少 7cSt或至少IOcSt的粘度。本文提供的粘度是根据用于40°C的温度下的动态粘度的ASTM D445测试方法测定的。在此方法中，在受控温度下测量固定体积的流体在重力下流经校准 粘度计的毛细管的时间。动态粘度定义为粘度计的测量的流动时间和校准常数的乘积。
[0016] 如上文所指出，在各种实施例中，液体冷却介质可以具有某些闪点和粘度的组合。 因此，在一或多个具体实例中，液体冷却介质可具有至少190°c、至少192°C、至少195°C、至 少200°C或至少205°C的闪点，同时也具有27cSt或更小、或小于27cSt、小于25cst、小于 23cSt、小于20cSt、小于18cSt或小于15cSt的粘度。在此类实施例中的任一者中，液体冷 却介质可具有高达300°C、高达280°C、或高达270°C的闪点，同时具有至少5cSt、至少7cSt 或至少IOcSt的粘度。
[0017] 在各种实施例中，液体冷却介质可以具有至少210°C、至少215°C或至少220°C的 燃点。在所述实施例中，液体冷却介质可以具有至多320°C、至多310°C、至多300°C或至多 290°C的燃点。燃点是根据如上文所述的ASTM D92在本文中测定的。
[0018] 在各种实施例中，液体冷却介质可以具有0. 12到0. 14瓦特/米开尔文("W/m*K"） 范围内的热导率。热导率是根据下文测试方法部分中提供的程序在40°C下测定的。
[0019] 任何具有上述特性的液体冷却介质可以用于本文所描述的各种实施例中。如上文 所指出，在某些实施例中，液体冷却介质可以包含中链甘油三酯（"MCT"）。如所属领域中 已知，"甘油三酯"为甘油和三个脂肪酸的三酯，并且甘油三酯通常见于天然来源，如动物脂 肪和植物油中。术语"中链"表示脂肪酸碳链长度在6个碳原子到12个碳原子（包括羰基 碳）范围内的甘油三酯。因此，举例来说，适合用于本文中的MCT可为甘油和选自由以下 组成的群组的脂肪酸的三酯：己酸（C6)、辛酸（C8)、癸酸（ClO)以及月桂酸（C12)。在各种 实施例中，MCT为饱和的（亦即不含有碳-碳双键），但痕量的不饱和化合物（例如小于10 百万分率）为可接受的。在一实施例中，适用的MCT可具有8到10个碳原子范围内的平均 脂肪酸碳链长度。另外，MCT在单独使用或作为多组分液体冷却介质中的组分时可以包含 按整个液体冷却介质重量计小于1重量％ ( "wt%"）、小于0. 5wt%或小于0.0 lwt%的游 离脂肪酸。
[0020] 在各种实施例中，MCT包含C8甘油三酯和ClO甘油三酯的混合物。在此类实施例 中，C8甘油三酯的占比按整个MCT重量计可在所有MCT的10到90wt %、20到85wt %、40到 80wt %或50到60wt %范围内。另外，ClO甘油三酯的占比按整个MCT重量计可在所有MCT 的10到90wt%、15到80wt%、30到70wt%或40到50wt%范围内。在一实施例中，MCT可 为包含56wt% C8甘油三酯和44wt% ClO甘油三酯的C8和ClO甘油三酯的掺合物。
[0021] 在各种实施例中，MCT包含C6、C8、ClO以及C12甘油三酯的混合物。在此类实施 例中，C6甘油三酯的占比按整个MCT重量计可在所有MCT的0. 5到IOwt %或1到5wt %范 围内。另外，C8甘油三酯的占比按整个MCT重量计可在所有MCT的50到80wt%或60到 70wt%范围内。另外，ClO甘油三酯的占比按整个MCT重量计可在所有MCT的20到40wt% 或25到35wt %范围内。在此类实施例中，C12甘油三酯的占比按整个MCT重量计可在所有 MCT的0· 5到IOwt %或1到5wt %范围内。
[0022] 合适的市售MCT的实例包括购自美国伊利诺伊州诺思菲尔德斯泰潘公司（St印an Company, Northfield, IL, USA)的 NEOBEEtm生产线的 MCT(例如 NEOBEE ? 1053 和 NEOBEEtmM-20)〇
[0023] 在各种实施例中，液体冷却介质可包含上述MCT中的任何一或多者和至少一种矿 物油的混合物。如本文所用，"矿物油"表示来源于非植物源，如石油的主要是一般在C15到 C40范围内的烷烃的混合物。矿物油一般具有约140°C到185°C范围内的低闪点。因此，单 独的矿物油用