一种近共沸氟化液组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种近共沸氟化液组合物及其应用，所述氟化液组合物包括：质量含量为30～80％的六氟丙烯二聚体和质量含量为20～70％的十四氟己烷，在48.6～58.6℃的温度下，86.3～116.3kPa的压力范围内，所述氟化液组合物形成近共沸组合物。所述氟化液组合物常温常压状态下为均匀稳定的液体，具有绝缘特性、不可燃，低介电常数、良好稳定性等优点，可作为数据中心处理器或超级计算机等电子设备冷却系统中的相变式冷却液，以及热管系统、高温热泵系统、有机朗肯循环系统中的循环介质。有机朗肯循环系统中的循环介质。

【技术实现步骤摘要】
一种近共沸氟化液组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及传热流体，特别涉及一种近共沸氟化液组合物及其应用。

技术介绍

[0002]随着IT技术的飞速发展，数据处理量日益庞大，计算速度不断提高，带来了数据中心服务器设备能耗的不断增大，CPU在运行过程中产生的热量不断提高。这些都给传统的风冷模式带来了巨大的挑战，风冷除了有巨大的能耗之外，同时也逐渐难以满足数据中心的冷却需求。
[0003]液冷模式逐渐取代了传统风冷模式，不再需要压缩机作为动力装置，而是将服务器直接浸没在冷却液中，通过冷却液的循环流动带走数据中心产生的热量。同时由于液体的比热远远大于气体，采用液冷模式的换热效率远高于风冷模式的换热效率。采用液冷模式的数据中心可以大幅降低设备的运行能耗，将数据中心的能耗指标(PUE)降低到1.2以下。
[0004]在浸没式相变液冷系统中，由于单工质沸点不可调节，往往无法较好地匹配数据中心的运行功率，而该缺陷可以通过多元混合介质加以改善。大多数的混合介质为非共沸混合物，存在较大的温度滑移。在出现漏气现象时，混合物组分比例变化明显，在补液过程中需要重新测定液体的组分比例，同时需重新配补液的比例。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种具有绝缘特性、不可燃，低介电常数和良好稳定性的近共沸氟化液组合物。
[0006]本专利技术氟化液组合物包含组分的物理性能如下：
[0007]六氟丙烯二聚体，其分子式为(CF3)FC＝CFCF(CF3)2，分子量为300.5，标准沸点为48℃，临界温度为169.92℃，临界压力为1.732MPa。
[0008]十四氟己烷，其分子式为CF3(CF2)4CF3，分子量为338.04，标准沸点为57.12℃，临界温度为174.85℃，临界压力为1.7416MPa。
[0009]全氟己酮，其分子式为CF3CF2C(＝O)CF(CF3)2，分子量为316.04，标准沸点为49.05℃，临界温度为168.66℃，临界压力为1.869MPa。
[0010]全氟甲基环戊烷，其分子式为(CF2)4CFCF3，分子量为300.5，标准沸点为48℃，临界温度为184.32℃，临界压力为2.7155MPa。
[0011]十四氟己烷和全氟己酮相关物性参数可通过REFPROP查询得到，六氟丙烯二聚体和全氟甲基环戊烷相关临界参数依据Marrero
‑
Pardillo基团贡献法计算得到：
[0012]临界温度计算公式如下：
[0013][0014]式中，T
b
为标准沸点，tcbk为回归得到的第k类原子对临界温度贡献值，N
k
为第k类
原子对的数量。
[0015]临界压力计算公式如下：
[0016][0017]式中，N
atoms
为原子数，pcbk为回归得到的第k类原子对临界压力贡献值。
[0018]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0019]一种近共沸氟化液组合物，所述氟化液组合物包括：质量含量为30～80％的六氟丙烯二聚体和质量含量为20～70％的十四氟己烷。优选地，所述氟化液组合物包括：质量含量为40～60％的六氟丙烯二聚体和质量含量为40～60％的十四氟己烷。
[0020]本专利技术的氟化液组合物，在48.6～58.6℃的温度下，86.3～116.3kPa的压力范围内，能够形成近共沸组合物。
[0021]本专利技术所述六氟丙烯二聚体包括顺式结构和反式结构，如下所示：
[0022][0023]进一步地，本专利技术所述氟化液组合物还包括第三组分，所述第三组分选自全氟己酮和/或全氟甲基环戊烷。具体地，该氟化液组合物包括：质量含量为10～50％的六氟丙烯二聚体、质量含量为30～80％的十四氟己烷和质量含量为10～60％的第三组分。优选地，质量含量为20～40％的六氟丙烯二聚体、质量含量为30～50％的十四氟己烷和质量含量为30～50％的第三组分。
[0024]在49.2～58.0℃的温度下，86.3～116.3kPa的压力范围内，所述含第三组分的氟化液组合物同样可形成近共沸组合物。
[0025]本专利技术的氟化液组合物，按照上述质量比例，在常温常压环境条件下进行物理混合即可形成均匀稳定的组合物。
[0026]所述氟化液组合物具有绝缘特性、不可燃和良好的稳定性，沸点为50～60℃、凝固点＜
‑
35℃，介电常数＜2。所述氟化液组合物的工作环境温度在50～120℃之间。
[0027]本专利技术还提供上述任一所述的近共沸氟化液组合物的应用，特别地，所述氟化液组合物作为电子设备冷却系统中的相变式冷却液，以及热管系统、高温热泵系统、有机朗肯循环系统中的循环介质。
[0028]进一步地，所述电子设备冷却系统为数据中心处理器或超级计算机。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0030]1、本专利技术的氟化液组合物具有良好的绝缘性和化学稳定性，且组合物本身不可燃，使用过程中安全性可靠。
[0031]2、本专利技术的氟化液组合物为近共沸混合物，在相变过程中，气液相组分变化小，一旦出现泄漏情况，气体逸出导致的组分变化也较弱，可以加注原比例液体进行补液，无需对
体系内组合物含量进行检测，维护方便。
[0032]3、本专利技术的氟化液组合物凝固点＜
‑
35℃，与PET、PA、胶水、塑料、金属(铝合金，钢合金)等具有长期兼容性，不发生反应和互溶。
附图说明
[0033]图1给出了本专利技术实施例2和对比例2的氟化液组合物在不同压力下的泡露点温度关系图；
[0034]图2给出了本专利技术实施例8和对比例2的氟化液组合物在不同压力下的泡露点温度关系图；
[0035]图3给出了本专利技术实施例12和对比例2的氟化液组合物在不同压力下的泡露点温度关系图；
[0036]图4给出了本专利技术实施例17和对比例2的氟化液组合物在不同压力下的泡露点温度关系图。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施例来对本专利技术进行进一步说明，但并不将本专利技术局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本专利技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0038]本专利技术实施例氟化液组合物涉及组分的基础物性参数如下表1所示：
[0039]表1、氟化液组合物各组分基础物性参数
[0040][0041]本专利技术实施例、对比例的氟化液组合物的配制如下：按照相应的质量百分比，在常温常压下以液态形式混合，搅拌均匀得到均一稳定的组合物，每种组合物的组分质量百分比之和为100％。各实施例、对比例的组成如下表2所示：
[0042]表2、实施例及对比例组成
[0043][0044][0045]对上述实施例及对比例的氟化液组合物进行各项性能测试：
[0046]一、可燃性...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近共沸氟化液组合物，其特征在于：所述氟化液组合物包括：质量含量为30～80％的六氟丙烯二聚体和质量含量为20～70％的十四氟己烷。2.根据权利要求1所述的近共沸氟化液组合物，其特征在于：所述氟化液组合物包括：质量含量为40～60％的六氟丙烯二聚体和质量含量为40～60％的十四氟己烷。3.根据权利要求1或2所述的近共沸氟化液组合物，其特征在于：在48.6～58.6℃的温度下，86.3～116.3kPa的压力范围内，所述氟化液组合物形成近共沸组合物。4.根据权利要求1所述的近共沸氟化液组合物，其特征在于：所述六氟丙烯二聚体包括顺式结构和反式结构。5.根据权利要求1所述的近共沸氟化液组合物，其特征在于：所述氟化液组合物还包括第三组分，所述第三组分选自全氟己酮和/或全氟甲基环戊烷。6.根据权利要求5所述的近共沸氟化液组合物，其特征在于：所述氟化液组合物包括：质量含量为10～50％的六氟丙烯二聚体、质量含量为30～80...

【专利技术属性】
技术研发人员：管祥添，张凯，李伟，张董鑫，郭智恺，柯佳含，
申请(专利权)人：中化蓝天集团有限公司，
类型：发明
国别省市：