Data Center伺服器冷卻液「DAISAVE」系列的開發：材料世界網

午坊健司、白井淳、卯田祥子、井上茉優、井岡和恵、黒木克親 / 大金工業株式會社；楊晉瑋、黃祈翰、竹中典弘、洪志宗 / 台灣大金先端化學股份有限公司

大金開發了全球暖化係數(GWP)低於傳統氟素溶劑的Data Center用伺服器冷卻液「DAISAVE系列」。「DAISAVE SS-110」是具有與傳統氟溶劑相同的熱傳輸特性且沸點為110˚C的不燃性低黏度液體，可作為單相浸沒式冷卻液使用。而「DAISAVE SS-49 (TSS-7)」則是沸點為49˚C的不燃性低黏度液體，利用相變時的潛熱，作為雙相浸沒式冷卻液使用。

【內文精選】

液冷解決方式

在各種被開發出來的系統中漸漸成為主流的冷卻方案是「液冷」，而其中最主要的四個種類如圖一所示。

圖一、Data Center伺服器業界目前市場主流之冷卻方式

單相DLC是指使用水或防凍液等液體通過熱交換Unit來冷卻的方式。雙相DLC是使用沸點低的氟素液體作為冷卻液，通過熱交換Unit內部的相變進行熱交換的方法。這兩個方法都是將作為熱交換Unit的冷板配置在伺服器內的熱點，通過CDU輸送冷卻液的方式，將在冷板內溫度升高的冷卻液透過Chiller冷卻後循環的冷卻方案。

開發適合浸沒式冷卻的冷卻液

DAISAVE SS-110是沸點為110˚C的絕緣液體，可用作單相浸沒式冷卻液。目前正在開發中的DAISAVE SS-49是沸點為49˚C的絕緣液體，可用作雙相浸沒式冷卻液。兩款冷卻液的黏度均低於水和合成油，流動性優異有助於提高冷卻能力。另外，介電常數和損耗因數也低，適用於電子部件的冷卻。

1. 冷卻液的材質相容性

Data Center用伺服器中使用許多零件，所以也就會使用到各式各樣的材料。由於在浸沒式冷卻系統中，這些材質都會與冷卻液直接接觸，因此冷卻液與各材質之間的相容性測試數據相當重要。

「DAISAVE」系列冷卻液和各種材質的相容性測試結果如表二所示。測試方法和條件如下：

①將各式材質的試驗片放置於大金「DAISAVE」冷卻液中浸泡7天。樹脂和橡膠的實驗溫度為室溫。金屬的實驗溫度則分別為SS-110：90˚C；SS-49：40˚C。

②取出樣品、輕輕擦拭表面的冷卻液，測量重量和體積，並與測試前的測量值進行比較。

③比起測試前體積和重量之變化率小於1%標示為A；大於1%小於5%標示為B；5%以上則標示為C。

這些測試可以證明DAISAVE SS-110和SS-49對於各種樹脂、橡膠和金屬材質皆具有良好的相容性。而在實際使用中，材料的形狀、加工方法和要求特性也會涉及到許多方面，因此還是建議在使用前進行適當的相容性測試。

2. 冷卻液的長期熱穩定性測試

①將冷卻液密封於SUS製之容器。以下列溫度分別加熱SUS製容器：DAISAVE SS-110：100˚C；DAISAVE SS-49：80˚C。

②每隔一定時間就將容器內的冷卻液取出，測量因冷卻液分解而產生的氟離子濃度。在此試驗中，從SS-110、SS-49中都幾乎檢測不到氟離子。這表示SS-110和SS-49都幾乎不發生熱分解。因為GWP較低的物質有在大氣中較容易分解的特性，因此在高溫下會促進分解的氟化物離子也有增加的趨勢。但SS-110以及SS-49在是氟素化合物的同時卻具有相當低的GWP，又同時展現了優異的熱安定性。

3. 沸騰傳熱係數測試

冷卻效率最高的二相液浸沒式冷卻方式是與發熱部接觸的冷卻液沸騰、通過汽化熱進行冷卻。我們為了測試冷卻性能，進行了沸騰傳熱率的測試。沸騰傳熱率的測試結果如圖二所示。