3M氟化冷却液

1 基本信息

产品名称：3M氟化冷却液FC-3283

规格型号：IMCS-30TD

产品类型：制冷与空调类

生产企业：3M中国有限公司

2 企业介绍

3M公司创建于1902年，全球总部位于美国。作为一家世界领先的多元化科技创新企业，100多年以来，3M开发了近七万种产品，从家庭用品到医疗产品，从运输、建筑到商业、教育和电子、通信等各领域。

3M中国于1984年11月在中国上海注册成立，是在深圳经济特区外成立的中国第一家外商独资企业。累计在中国投资超过10亿美元，建立了4个技术中心、2个研发中心、多个生产基地和办事处，员工近8 200人，3M中国已拥有700多名本土研发人员，贡献了超过千项本地专利发明。

3M中国积极履行社会责任，积极参与环境保护、扶贫减灾、推进志愿者行动。3M中国的努力得到了社会的广泛认可，获得了“大中华区最具领导力企业”“最受赞赏的在华外商投资企业”“亚洲最受尊敬公司二十强”等诸多荣誉，并多次入选“世界500强在华贡献排行榜”且名列前茅。

3 产品介绍

为配合大数据产业发展和数据中心的节能需求，3M公司开发研制出多款用于液冷系统的氟化液产品，此系列氟化液具有较高的传热效率、优异的化学惰性和极低的溶水性，在带来高效传热的同时，为系统的稳定运行提供可靠保障。

系列产品应用于浸没冷却系统，相比传统的制冷方案可以大幅降低系统能耗、提高服务器运行安全性。实测数据表明，浸没系统的运行平均PUE小于1．08，如2018年10%的数据中心采用浸没冷却技术，则可以节约电力约28．7亿kWh。另外，浸没冷却系统服务器被浸泡在氟化液中，运行时和空气隔离，减少了环境温湿度、洁净度对服务器设备的影响，提高了服务器运行的安全性。

根据服务器功率密度和系统需求不同，浸没冷却系统可分为单相式和两相式。

1）单相式浸没冷却系统由金属浸没腔、传热介质（冷却液）、板式换热器、循环泵和连接管路组成（见图1）。缸体内注入冷却液后，将服务器浸泡其中，冷却液通过管路系统与缸体外的板式换热器、循环泵形成闭式循环，再通过板式换热器与外界冷却水进行热量交换并带走服务器工作时产生的热量，实现系统高效散热目的。

2）系统由金属浸没腔、传热媒介（冷却液）、冷却盘管和连接管路组成（见图2）。服务器浸泡在注入冷却液的缸体内，氟化液直接接触发热器件温度达到沸点发生相变汽化成蒸汽，在冷却盘管的作用下蒸汽在盘管表面遇冷凝结变为液态滴落在缸体内，实现氟化液的“液态—气态—液态”的被动无损相变循环。在此循环中，系统通过盘管外接循环冷却水带走系统的热量，使缸内的液体温度和服务器温度保持稳定。

图1 单相浸没冷却系统原理图

图2 两相式浸没冷却系统原理图

4 产品适用领域及经济性分析

系统适用于新建、改造的高密度数据中心、超级计算机中心、应急数据中心，以及互联网数字货币“挖掘”及新型数字化应用等领域。

静态投资回报期可以根据传统风冷数据中心与浸没冷却数据中心的建设成本和运维成本的差异计算得出，根据计算模型估算，当传统风冷系统机柜按照8 kW/rack、浸没冷却系统机柜按照40 kW/rack时，回收周期为3-5年。

静态投资回报期典型计算如下：

T=(C2-C1)/(O1-O2)=(21 000-20 000)/（690-443）=4．04年

C1，传统风冷数据中心建设成本20 000元/kW（以8 kW/机柜）

C2，浸没液冷冷却系统建设成本21 000元/kW（以40 kW/机柜）

O1，传统风冷数据中心运营成本690元/kW/y

O2，浸没液冷冷却系统运营成本443元/kW/y

5 应用案例

实施企业：阿里巴巴

实施时间：2018年6月

项目情况：本项目位于河北省张家口市张北县，本次浸没液冷项目服务器总功率约为2 000 kW，2018年6月完成建设，现已全部投入使用，本项目符合客户对低PUE、运维及系统安全等方面的技术要求。

使用效果：本项目采用浸没冷却的节能方案，优异的节能性能（PUE约为1．07）每年可以节约电力消耗846万kWh，每年可节约电费508万元（按0．6元/kWh估算），每年可以节约2 824 tce（等价）或1 065 tce（等量），同时因为系统设备减少，可以为甲方带来设备采购成本的下降、建筑面积需求的减少、维护工作量的减少等。

浸没液冷设备相比传统风冷冷却设备可以有效降低噪声，浸没液冷设备的噪声值可以控制在50 dB（A）以内，同时本项目每年可以减少碳排放量约6 666．5 tCO2。

本系统完美支持2018年阿里巴巴“双11”活动，达到了预期效果。

产品来源：上海市能效中心《节能减排技术产品推广目录》（2018年版）25