T-SHSIC 0202-2023 数据中心浸没式液冷系统单相冷却液技术指标和测试方法

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33.040.40学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载CCS

M32 T/SHSIC

0202-2023数据中心浸没式液冷系统单相冷却液技术指标和测试方法Technical

Specifications

and

Test

Methods

for

Single-phase

ImmersionLiquid

System

2023-11-30

发布 2023-12-15

实施上海市通信学会发布学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 前

言.............................................................................. III1

范围................................................................................ 12

规范性引用文件...................................................................... 13

术语和定义.......................................................................... 14

基础指标............................................................................ 24.1

外观及气味

...................................................................... 24.2

密度

............................................................................ 24.3

运动粘度

........................................................................ 24.4

闪点

............................................................................ 34.5

倾点

............................................................................ 34.6

水分

............................................................................ 34.7

蒸发损失

........................................................................ 34.8

清洁度

.......................................................................... 35

热性能指标.......................................................................... 45.1

氧化安定性

...................................................................... 45.2

比热容

.......................................................................... 45.3

导热系数

........................................................................ 46

电性能指标.......................................................................... 56.1

介电强度

........................................................................ 56.2

介电常数

........................................................................ 56.3

体积电阻率

...................................................................... 56.4

介质损耗因数

.................................................................... 67

兼容性指标.......................................................................... 67.1

整体兼容性

...................................................................... 67.2

材料兼容性

...................................................................... 78

生态环境指标........................................................................ 78.1

生物降解性

...................................................................... 88.2

对臭氧层的危害

.................................................................. 88.3

挥发物质温室效应

................................................................ 8附

录 A

（规范性）

指标分类及说明

..................................................9附

录 B

（资料性）

报告类指标......................................................11II学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则

第I本文件由上海市通信学会提出。本文件由上海市通信学会归口。究院有限公司、华信咨询设计研究院有限公司、埃克森美孚化工商务（上海）有限公司、壳牌（中国）技集团有限公司、深圳绿色云图科技有限公司。秦博雅、刘毅、刘成、孙海峰、胡世轩、席与琛、高天旭、张兆钧、郑竺凌、张珊珊、孙骁晗、魏巍、聂俊芳、魏鹏、高嵩、王会娟、潘永莉、李西北、洪诗林、时晨、汪大洋、曲晓东、刘红梅、谢洪明、赵路平、岳北辰、孙继。研究院有限公司。III学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载数据中心浸没式液冷系统单相冷却液技术指标和测试方法1

范围技术指标和测试方法。本文件适用于数据中心浸没式液冷系统中单相冷却液的选取、使用、维护、测试等环节。2

规范性引用文件文件。GB/T

265-2004

石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T

507-2002

绝缘油

击穿电压测定法GB/T

528-2009

硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T

原油和液体石油产品密度测定法（密度计法）GB/T

石油产品倾点测定法GB/T

石油产品

闪点和燃点测定

克利夫兰开口杯法GB/T

液体绝缘材料

相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量GB/T

硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定GB/T

石油产品颜色测定法GB/T

石油产品酸值的测定

电位滴定法GB/T

11133-2015

石油产品、润滑油和添加剂中水含量的测定

卡尔费休库仑滴定法GB/T

14832-2008

标准弹性体材料与液压液体的相容性试验GB/T

21801-2008

化学品

快速生物降解性

呼吸计量法试验NB/SH/T

0059-2010

润滑油蒸发损失的测定

诺亚克法NB/SH/T

0193-2022

润滑油氧化安定性的测定

旋转氧弹法OECD

化学品快速有氧生物降解试验3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 浸没式液冷

IT的技术。3.2 单相冷却液

Single-phase

Coolant学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载界环境来冷却设备。它常用于散热器、冷却设备、机械设备和电子设备中，以防止过热和损坏。通常包含以下几类液体：合成碳氢化合物、合成酯化合物、有机硅化合物、矿物油、氟化物。3.3 阿仑尼乌斯方程

Arrhenius

Equation

(Arrhenius示速度常数K与温度T之间关系的经验方程：或K=A×e-E/RT。3.4 旋转氧弹仪

Rotating

Pressure

Vessel弹组成，在本标准中用于旋转氧弹试验。4 基础指标附录A表A.1对本章指标进行了说明。4.1 外观及气味4.1.1 外观和气味的指标要求：a) 外观应无色、透明；b) 气味应无异味。4.1.2 外观和气味的测试方法：a)测试方法名称：石油产品色度测定法；b) 参考ASTM

D1500-12（）或GB/T

；c) 于25应无浑浊。用测定外观的试样将试管缓慢加热稍有沸腾蒸汽应无异臭；d) 测试设备：石油产品色度测定仪。4.2 密度4.2.1 密度指标要求：参考国家标准

GB50174-2017（《数据中心设计规范》），冷却液密度不宜大于1g/cm；如果密度大于这个值，应在建筑规划的时候预留足够的负荷承载能力。4.2.2密度测试方法：a) 测试方法名称：原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）

；b) 参考ASTM

D1298-2012b（2017）或GB/T

；c) 测定温度点：20℃,

40℃液体密度值；d) 测试设备：全浸式水银温度计（分度值0.1℃）。4.3 运动粘度4.3.1 运动粘度指标要求：冷却液在室温（25℃）及使用温度（40℃）时冷却液的运动粘度，在此使用温度下液体运动粘度宜小于

。4.3.2 运动粘度测试方法：a) 测试方法名称：石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法；学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载b) 参考ASTM

D445-21e2或GB/T

；c) 运动粘度即为毛细管常数与流动时间的乘积；d) 测试设备：粘度计、恒温浴、玻璃水银温度计（分度值

0.1℃）。4.4 闪点4.4.1 闪点指标要求：冷却液开口闪点应大于

150℃，也可选用无闪点的不燃性绝缘液体。4.4.2 闪点测试方法：a) 测试方法名称：石油产品闪点燃点测定法（克利夫兰开口杯法）；b) 参考

ASTM

D92-2018

或

GB/T

；c) 在设定的液体蒸发温度下，观察用火源引起试样蒸汽发生闪火（闪燃）现象，并修正至标准大气压（101.325kPa）下的最低温度；d) 测试设备：克利夫兰开口杯闪点测试仪（适用于闪点高于

79℃的液体）。4.5 倾点4.5.1 倾点指标要求：寒冷地区的户外项目，宜不高于-45℃。4.5.2 倾点测试方法：a）

测试方法名称：石油产品倾点测定法；b）参考ASTM

D97-2016或GB/T

3535-2006；c）

45流动，当液面不流动时的最高温度为测定结果；d）测试设备：试管、冷浴、套管、局浸式水银温度计（分度值0.1℃）。4.6 水分4.6.1 水分指标要求：水分不高于

300ppm。4.6.2水分测试方法：a）

测试方法名称：石油产品、润滑油和添加剂中水含量的测定

卡尔费休库仑滴定法；b）参考ASTM

D6304-20或GB/T11133-2015；b）首先在卡尔·费休库伦仪的滴定池中加入含碘电解液（卡尔·费休试剂），准确称取一定量的冷·定后过量的碘被检测器检测到从而指示滴定终点，记录测定的水的微克数；c）

测试设备：自动滴定仪、注射器、分析天平（最小显示精度毫克）。4.7 蒸发损失4.7.1 蒸发损失指标要求：不同类型的冷却液蒸发损失不同，该指标可参考附录

B

相关厂家的数据。4.7.2 蒸发损失测试方法：a) 测试方法名称：润滑油蒸发损失的测定诺亚克法；b) 参考ASTM

D5800-18a或NB/SH/T

；c) 仪器。试验条件温度和时间调整为℃和3小时；d) 测试设备：润滑油蒸发损失测定器（诺亚克法）。4.8 清洁度兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下学兔载T/SHSIC

0202-2023兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下学兔载4.8.1 清洁度指标要求：应不高于

或

NAS

7

级。4.8.2 清洁度测试方法：a）

测试方法名称：液压传动、流体、固体微粒污染分级编码法；b）

参考或NAS1638-2011洁度以1ml液体中大于4μm、6μm和μm三个代码组成；c）

测试设备：自动颗粒计数仪（精度0.1μm）。5

热性能指标附录A表A.1对本章指标进行了说明。5.1 氧化安定性5.1.1 氧化安定性指标要求：应在

15条件下的旋转氧弹实验结果大于

200

分钟。5.1.2 氧化安定性测试方法：a) 测试方法名称：润滑油氧化安定性测定法(旋转氧弹法)；b) 参考ASTM

D2272-2009或NB/SH/T

0193-2022；c) 充入620kPa压力的氧气，放入规定的恒温油浴中（℃），使其以100r/min的速度与水平面成300°角轴向旋转。当压力从最大压力下降幅度超过175kPa时试验结束，达到规定的压力降所需的时间（）即为试样的氧化安定性；d) 测试设备：润滑油氧化安定性测定仪（旋转氧弹）。5.2比热容5.2.1 比热容指标要求：应大于

1.5

KJ/kg·K（40℃）。5.2.2 比热容测试方法：a) 测试方法名称：用差式扫描量热法测定比热容的标准试验方法；b) 参考ASTM

E1269-11或ASTM

D7896；c) 将蓝宝石标准样品以的速度从初始温度加热至最终温度记录热曲线获取校准物的比DSC能量变化而流入冷却液的热流差异，利用式（1）所示方程计算：𝐶𝐶𝑝𝑝(𝑠𝑠)𝐶𝐶𝑝𝑝(𝑠𝑠)

=

𝐶𝐶𝑝𝑝(𝑠𝑠𝑠𝑠)×

𝐷𝐷𝑠𝑠

×𝑊𝑊𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑠𝑠𝐶𝐶𝑝𝑝𝑠𝑠冷却液的比热容，单位为[J/(g·K)]𝐶𝐶𝑝𝑝𝑠𝑠𝑠𝑠)—[J/(g·K)]𝑠𝑠𝐷𝐷𝑠𝑠热曲线之间的垂直位移，单位为𝑠𝑠𝐷𝐷𝑠𝑠𝑠𝑠DSC热曲线之间的垂直位移，单位为mW𝑊𝑊𝑊𝑊𝑠𝑠𝑠𝑠d) 测试设备：差示扫描量热仪、温度控制器、分析天平（最小显示精度5.3 导热系数

（1）学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载5.3.1 导热系数指标：本指标用于评价冷却液在传热过程中的导热能力。导热系数越高，冷却液在传热过程中的效率就越高。建议不低于

0.135

W/m·k（40℃），同时可参考附录相关厂家报告。5.3.2 导热系数测试方法：a),

热扩散率和体积热容量的标准试验方法；b) 参考ASTM

D2717-1995（2015）或ASTM

D7896-2014；c) 通过瞬态热线液体热导率法来测试样品在不同温度的导热系数；d) 把待测样品放到仪器的样品池中,通过外部的控温单元来控制样品池中样品的温度，把传感器（一根细铂丝）

温度的曲线，可以测试样品的导热系数；e) 测试设备：瞬态热线液体导热系数测量系统。6 电性能指标附录A表A.1对本章指标进行了说明。6.1 介电强度6.1.1 介电强度指标要求：冷却液出厂及工作状态中应始终大于

。6.1.2 介电强度测试方法：a）

测试方法名称：液体绝缘材料击穿电压测试法；b）

参考

ASTM

D877-02

或

GB/T

507-2002；c）

在球形电极水平轴心间距为

2.5mm±0.05mm

的试样杯中，测量液体中发生恒定电弧放电的电压，一般需多次测量取平均值，并通过击穿后搅拌确保实验结果无明显差异；d）

测试设备：介电强度测试仪。6.2 介电常数6.2.1 介电常数指标要求：在冷却液接触的元器件信号传输频率

1KHz~20GHz

时，介电常数应小于2.5。6.2.2 介电常数测试方法：a) 法；b) 参考

ASTM

D924-2015

或

GB/T

；c) 在规定温度（90℃，测量温度的分辨率应在

℃以内）下，测量试验池中施加于液体浸没的两电极之间的交变电压产生的电容值，与以空气为介质的试验池电容量的比值；d) 测试设备：微波网络分析仪、交流电容测试仪。6.3体积电阻率6.3.1 体积电阻率指标要求：本指标要求初始液体体电阻率>107Ω·m。6.3.2 体积电阻率测试方法：a) 测试方法名称：电绝缘液体电阻率(电阻系数)的标准测试方法；b) 参考

ASTM

D1169-19a

或

GB/T

；c) 90℃

℃两电极之间的直流电压（除非另行规定，电场强度为

250V/mm）与通过该液体稳态电流的比学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载值；d) 测试设备：液体体积电阻系数测试仪。6.4 介质损耗因数6.4.1 介质损耗指标要求：本指标建议小于

0.06。6.4.2 介质损耗因数测试方法：a) 测试方法名称：电绝缘液体的损耗因数（或功率因数）和相对电容率（介电常数）的标准试验方法；b) 参考

ASTM

D924-2015

或

GB/T

；c) 在规定温度（90℃，测量温度的分辨率应在

℃以内）下，测量电极杯中施加于液体浸没的两电极之间的直流电压（除非另行规定，电场强度为

）与通过该液体稳态电流的比值；d) 测试设备：液体体积电阻系数测试仪。7 兼容性指标附录A表A.1对本章指标进行了说明。7.1 整体兼容性整体兼容性指标要求：检查

IT

设备检测主板、电源、硬盘、内存等硬件能否正常工作，硬件表面有无脱落开裂。若发生重要部件的脱落或者同一

IT

设备在两个平行实验中均发生相同的损坏，则判定为兼容性存疑。7.1.1 整体兼容性测试方法：a) 本方法目的是通过选用有代表性的

设备和冷却液做整体的兼容性测试，通过

IT

设备在兼容性测试后的运转情况以及冷却液特定指标的变化来评价两者之间的兼容性优劣。选用的

IT设备可以采用推荐的标准设备，或者由最终用户指定。测试的时间由设计使用寿命和实际使用温度决定，根据阿伦尼乌斯方程，在加速老化实验中，通常可以认为温度每升高

10℃使用寿命降低一半，考虑到过高的温度可能导致硬件受损，建议的测试温度为

75℃。比如使用温度为

35℃，设计寿命为

5

年的系统，需要在

75℃条件下测试

个月，设计寿命为

年的则测试

7.5

个月；b) 实验设备：• 不锈钢容器，长宽需大于

IT

设备并且保证有一定的高度以容纳足够的冷却液将

IT

设备完全浸没，并且不会溢出；• 温度计，水银式玻璃温度计，测量范围

100℃，最小分度

0.1℃；• 恒温烘箱，带强制对流，内部尺寸需大于不锈钢容器，最高温度不低于

150℃，温度设置精度

0.1（时）。c)操作步骤：• 将待测的

设备放置于不锈钢容器内，容器尺寸需要大于

IT

设备并且使

IT

设备跟容器内壁至少保持大于

的距离。

设备需要干燥且无污染；•将冷却液倒入容器内，倒入量需要使得

IT

设备至少1cm，将

设备轻微晃动以便排除起泡干扰；• 将容器口用铝箔密封好，防止在长期高温测试后冷却液过多的挥发；• 同样的

IT

设备需要做至少两个平行测试；学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载T/SHSIC

0202-2023学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载• 容器封好后放入恒温烘箱，容器不能紧贴烘箱内壁，需保留至少

的间距。设置烘箱温度为

75℃，开始测试；• 测试时间到后，取出不锈钢容器放置于室温，冷却到温度低于

50℃以后，打开密封的铝箔。观察铝箔及容器四周有没有油污，如果有大量的油污则说明冷却液的挥发性欠佳；• 取

500ml

油样待测，将

设备取出，沥干冷却液后进行硬件性能测试；• 整个测试周期内也可以按用户要求在不同的时间段测试，以便最后得出整个过程中的兼容性变化趋势。d) 定期检测运动粘度、酸值、击穿电压和元素含量：• 运动粘度：变化范围不应该超过±；• 酸值：增加范围不应该超过新冷却液的一倍；• 介电强度：不低于

；• 元素含量：参考

ASTM

D5185-18

用

ICP-AES（电感耦合原子发射光谱仪）测定。，Ag，Cd，Cu，Fe,

Al，Zn,

Pb，Sn,

Mn,

Ni

小于

20ppm，Si

元素报告。7.2 材料兼容性7.2.1 兼容性指标要求：a) 材料质量体积变化小于，视为可兼容材料；b) 质量体积变化大于但仍小于20%，宜根据应用场景谨慎选择；c) 质量体积变化大于，不推荐使用。7.2.2 兼容性测试方法：a）

参考ASTM

D3455-11（）或GB/T

14832-2008；b）

单相浸没冷却系统中，设备和冷却液长期直接接触，浸泡在冷却液中的物料可能发生溶解、硬度等）的变化，以及冷却液性能的变化（颜色、粘度、击穿电压等）；c）

测试条件和方法：• 玻璃器皿中的冷却液体积至少是试样总体积的20烘箱温度为80℃336h从而去除样品表面残留液体。•材料测试项目：按照材料特性和测试需求参考如下项目进行针对性测试；—

质量体积变化率：参考GB/T

14832-2008；—

硬度变化：参考GB/T

6031-2017；—

拉伸强度：参考GB/T

528-2009。• 冷却液测试项目：建议对兼容性测试后的冷却液进行特性分析；—

颜色外观分析：应与兼容性测试前冷却液颜色无明显差异；—

击穿电压：参考ASTM

D877-02或GB/T

507-2002；—

酸值：ASTM

D664-2018e1或GB/T

7304-2014电位滴定法，建议

；—

FTIRGCMS（气相色谱质谱联用仪）分析冷却液的组成变化，列为报告。8

生态环境指标．ｃｏｍ标准下学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ载T/SHSIC

0202-2023．ｃｏｍ标准下学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ载附录A表A.1对本章指标进行了说明。8.1生物降解性8.1.1 生物降解性指标要求：宜大于

。8.1.2 生物降解性测试方法：参考

OECD

301

和

GB/T

21801-2008

化学品快速生物降解性呼吸计量法。8.2对臭氧层的危害8.2.1 冷却液对臭氧层的危害的指标要求：臭氧消耗潜能值

（）应为

0。8.2.2 冷却液对臭氧层的危害的测试方法：规定以制冷剂

R11

的臭氧破坏影响作为基准，取

R11（一氟三氯甲烷）的

值为

1，其他物质的

ODP

为相对于同等质量的

R11

而言，对整个臭氧层的综合扰动的比值；8.3 挥发物质温室效应8.3.1 冷却液及其挥发物质温室效应指标要求：液体全球变暖潜势

GWP（Global

Warming

Potential）-100

year

<150。8.3.2 冷却液及其挥发物质温室效应测试方法：根据液体蒸汽物理指标，量测对红外线吸收，并按式（2）所示公式延伸至

年加权计算；（2）

compound

of

interest

radiative

efficiency

concentration

in

atmosphere𝜏𝜏atmospheric

lifetimeIPCC指标类别指标名称指标说明基础指标外观冷却液的外在可凭肉眼观察的状态，包含形态、颜色、透明性等。气味冷却液因小分子挥发而引起的嗅觉感知。密度在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数,单位用g/cm

或g/mL表示。运动粘度mm

表示。闪点瞬间闪火时的最低温度，是表征液体闪燃的一项指标，单位用℃表示。倾点101.325kPa