YD∕T 3982-2021 数据中心液冷系统冷却液体技术要求和测试方法(通信).pdf

ICS 33.040.40 CCS M32 中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准 YD YD/T XXXX-XXXX 数据中心液冷系统冷却液体技术要求和测试方法 Technical requirements and test methods for cooling liquids of data center liquid cooling systems （报批稿） 2021-xx-xx 发布 2021-xx-xx 实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 YD/T XXXXX-XXXX I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语、定义和缩略语 . 1 3.1 术语和定义 . 1 3.2 缩略语 . 1 4 冷却液体总体性质 . 2 4.1 外观及气味 . 2 4.2 纯度 . 2 4.3 液体密度 . 2 4.4 液体沸点 . 2 4.5 液体倾点 . 2 4.6 液体粘度 . 3 4.7 不可挥发残留物 NVR . 3 4.8 颗粒物 . 3 4.9 传热性能 . 3 5 接触式（绝缘性）冷却液体应用性能 . 4 5.1 介电强度（击穿电压） . 4 5.2 体电阻系数 . 4 5.3 介电常数（相对电容率） . 4 5.4 液体闪点 . 5 5.5 分解产物 . 5 6 非接触式（非绝缘性或离子溶剂性）冷却液体应用性能 . 5 6.1 电导率 . 5 6.2 残留物 . 5 6.3 酸碱度 . 5 6.4 细菌及微生物 . 6 7 冷却液体毒性参数 . 6 7.1 液体急性毒性 . 6 7.2 液体慢性（长期接触）毒性 . 6 7.3 其它需考量的毒性要求 . 7 8 冷却液体环境参数 . 7 8.1 液体臭氧破坏能力 . 7 8.2 液体及挥发物质温室效应 . 7 参考文献 . 8 YD/T XXXXX-XXXX II 前 言 本文件按照GB/T 1.12020给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由中国通信标准化协会提出并归口。 本文件起草单位：中国信息通信研究院、百度在线网络技术（北京）有限公司、阿里巴巴（中国）有限公司、深圳市腾讯计算机系统有限公司、北京三快科技有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国电信集团有限公司、3M中国有限公司、联想（北京）信息技术有限公司、华为技术有限公司、曙光节能技术（北京）股份有限公司、施耐德电气信息技术（中国）有限公司、深圳绿色云图科技有限公司、浪潮电子信息产业股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、国际商业机器(中国)投资有限公司、新华三技术有限公司。 本文件主要起草人：郭亮、谢丽娜、蓝滨、李棒、吴宏杰、钟杨帆、任华华、梁旭飞、梅方义、胡湘涛、娄小军、王峰、李洁、赵继壮、季伟光、范振国、刘奉君、张剑、王中平、吴永明、程思聪、郭振海、马弛州、田婷、孙晓光、张鹏、崔新涛、林密、石葆春、秦振、柴宏生、李钟勇、孙锐羽、田耕、吕海超、万晓兰、李江屏。 YD/T XXXXX-XXXX 1 数据中心液冷系统冷却液体技术要求和测试方法 1 范围 本文件规定了数据中心液冷系统冷却液体的技术要求和测试方法， 包括液体的总体性质、 应用性能、毒性参数、环境参数等方面。 本文件适用于数据中心液冷系统中液体的选取、使用、维护、测试等环节的技术指导。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 30000 化学品分类和标签规范 第18部分：急性毒性 3 术语、定义和缩略语 3.1 术语和定义 下列术语、定义适用于本文件。 液冷 liquid cooling 采用冷却液体带走发热器件热量的数据中心冷却技术，适用于需提高计算能力、能源效率、部署密度等应用场景。 注：液冷分为接触式及非接触式液冷两种，接触式液冷是指将冷却液体与发热器件直接接触的一种液冷实现形式，包括浸没式和喷淋式液冷等具体方案。非接触式液冷是指冷却液体与发热器件不直接接触的一种液冷实现形式，包括冷板式等具体方案。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 GC/MS 气相色谱质谱仪 Gas Chromatography Mass Spectrometry GWP 全球变暖潜能 Global Warming Potential IDC 互联网数据中心 Internet Data Center KOH 氢氧化钾 KOH ODP 臭氧破坏潜能 Ozone Depletion Potential PPM 百万分比浓度 Parts per Million XRD X 射线衍射仪 X-ray diffraction YD/T XXXXX-XXXX 2 4 冷却液体总体性质 4.1 外观及气味 冷却液体的外观及气味要求及测试方法如下： a） 冷却液体外观要求无色、透明，气味无异臭； b） 于25毫升比色管内加入常温下的液体。用干燥的布擦干试管外壁附着的湿气，从轴向透视观察应无浑浊。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； c） 测试设备：无需设备。 4.2 纯度 冷却液体的纯度要求及测试方法如下： a） 冷却液体的主要物质含量95%； b） 分馏法，以目标沸点分馏沸程上下浮动 5制备样品，通过气相色谱质谱（GC/MS）检测定量分析； c） 测试设备：精密分馏仪，气相色谱质谱仪（GC/MS） 。 4.3 液体密度 冷却液体的密度要求及测试方法如下： a） 测定温度点 200.1, 400.1及 600.1液体密度值 （确证测定点应低于液体常压沸点） ； b） 水浴恒温加热，测试比重瓶中液体密度； c） 测试设备：比重瓶（容积 25ml50ml），全浸式水银温度计（分度值 0.1） ，分析天平（最小显示精度 0.1 毫克）。 4.4 液体沸点 冷却液体的沸点要求及测试方法如下： a） 标准大气压（101.325kPa）下液体稳态沸腾温度； b） 冷凝循环环境下，同时测量气压及稳态温度。当液体温度升高时，其蒸汽压随之增加，当液体蒸汽压与大气压相等时，开始沸腾的温度为液体沸点； c） 测试设备：冷凝循环器，全浸式水银温度计（分度值 0.1）。 4.5 液体倾点 冷却液体的倾点要求及测试方法如下： a） 标准大气压（101.325kPa）下液体被冷却能够流动的最低温度； YD/T XXXXX-XXXX 3 b） 将试样装在规定的试管中，加热、冷却到预期的温度时，将试管倾斜45度经过一分钟，观察液面是否移动，当液面不移动时的最高温度为测定结果； c） 测试设备：冷却器，全浸式水银温度计（分度值 0.1）。 4.6 液体粘度 冷却液体的粘度要求及测试方法如下： a） 室温及最低使用温度下液体粘度，要求在最低使用温度下液体运动粘度50cSt； b） 水浴恒温加热，测试一定体积的液体在重力下流过标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，液体的运动粘度即为毛细管常数与流动时间的乘积； c） 测试设备：粘度计，水银温度计（分度值 0.1）。 4.7 不可挥发残留物 NVR 冷却液体的不可挥发残留物NVR要求及测试方法如下： a） 液体中不可挥发物质含量50mg/L； b） 50ml 液体于坩埚中，在指定温度完全烘干约 1h，干燥冷却 0.5h 后称重； c） 测试设备：白金坩埚，分析天平（最小显示精度 0.1mg）。 4.8 颗粒物 冷却液体中颗粒物要求及测试方法如下： a） 液体中固态颗粒物含量，24KV，饱和含水状态12KV； b） 在球形电极水平轴心间距为 2.5mm0.05mm 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； c） 测试设备：介电强度测试仪。 5.2 体电阻系数 接触式（绝缘性）冷却液体的体电阻系数要求及测试方法如下： a） 液体绝缘能力，要求初始液体体电阻系数1012cm，饱和含水状态109cm； b） 在规定温度（一般为 900.5）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 250V/mm)与通过该液体稳态电流的比值； c） 测试设备：液体体积电阻系数测试仪。 5.3 介电常数（相对电容率） 接触式（绝缘性）冷却液体的介电常数（相对电容率）要求及测试方法如下： a） 在与液体接触器件信号传输频率下 （一般为 1KHz20GHz）,要求绝缘液体介电常数2.5； b） 在规定温度（一般为 900.5）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； YD/T XXXXX-XXXX 5 c） 测试设备：微波网络分析仪，交流电容测试仪。 5.4 液体闪点 接触式（绝缘性）冷却液体的液体闪点要求及测试方法如下： a） 使用安全性要求直接接触冷却液体闪点应至少大于 150，也可选用无闪点的不燃性绝缘液体； b） 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； c） 测试设备：克利夫兰开口杯闪点测试仪（适用于闪点高于 79液体）。 5.5 分解产物 接触式（绝缘性）冷却液体的分解产物要求及测试方法如下： a） 初始液体（产品出厂状态）主要酸性分解产物浓度含量 H+30ppm，规定加速老化高温测试条件下（一般为 80，2000h）分解产物浓度含量 H+50ppm； b） KOH 滴定法，以乙醇溶液萃取试样中的氢离子，并加入颜色指示剂，以氢氧化钾乙醇溶液进行滴定中和，至颜色明显改变为止，换算至试样酸值浓度； c） 测试设备：冷凝循环器，微量滴定管（容积 2ml，分度精度 0.02ml）。 6 非接触式（非绝缘性或离子溶剂性）冷却液体应用性能 6.1 电导率 非接触式（非绝缘性或离子溶剂性）冷却液体的电导率要求及测试方法如下： a） 泄漏安全性要求非接触式液体需要具有一定绝缘能力，要求初始液体体电阻系数300S/cm； b） 在规定温度（一般为 2025）下，测量电导池中两平行电极板间液体电导池常数与电极间电阻的比值； c） 测试设备：电导仪，电导池，恒温水浴槽。 6.2 残留物 非接触式（非绝缘性或离子溶剂性）冷却液体中残留物要求及测试方法如下： a） 要求液体中蒸发后不可挥发物质含量500ppm； b） 50ml 液体于坩埚中，在指定温度完全烘干约 1 小时，干燥冷却半小时后称重； c） 测试设备：白金坩埚，分析天平（最小显示精度 0.1mg）。 6.3 酸碱度 YD/T XXXXX-XXXX 6 非接触式（非绝缘性或离子溶剂性）冷却液体的酸碱度要求及测试方法如下： a） 要求液体的 PH 值为 6.58； b） KOH 滴定法，以乙醇溶液萃取试样中的氢离子，并加入颜色指示剂，以氢氧化钾乙醇溶液进行滴定中和，至颜色明显改变为止，换算至试样酸值浓度； c） 测试设备：冷凝循环器，微量滴定管（容积 2ml，分度精度 0.02ml）。 6.4 细菌及微生物 非接触式（非绝缘性或离子溶剂性）冷却液体的细菌及微生物要求及测试方法如下： a） 要求初装时液体中菌落总数2000mg/kg（特指实验动物体重） ，液体蒸汽20mg/L，且无适用危险象形图标注； b） 测试实验动物（如大鼠）短时间（24h 内）按主要接触途径持续暴露于受试样品后，在短期内出现的健康损害效应； c） 测试方式：毒理学检测及推断，或于 MSDS 中合规标注。 7.2 液体慢性（长期接触）毒性 冷却液体的慢性（长期接触）毒性要求及测试方法如下： a） 职业安全性要求液体允许接触浓度（以时间为权数规定的 8h 每工作日、40h 每工作周的平均容许接触浓度）100ppm； b） 根据在规定的试验条件下，用现有的技术手段或检测指标未观察到任何与受试样品有关的毒性作用（通常以特异性靶器官反复接触毒性来表征）的最大染毒剂量或浓度 NOAEL（No Observed Adverse Effect Level），缩小一定倍数确定安全系数； c） 测试方式：按主要接触途径进行毒理学安全系数线性外推，或于 MSDS 中合理合规标注。 YD/T XXXXX-XXXX 7 7.3 其它需考量的毒性要求 冷却液体其它需考量的毒性要求及测试方法如下： a） 职业安全及废弃物管理要求，使用液体要求无皮肤接触，无眼接触刺激，无细胞变异影响，对水生毒害无影响； b） 根据卫生部化学品毒性鉴定技术规范2005 版相关测试要求； c） 测试方式：毒理学检测，或于 MSDS 中合规标注。 8 冷却液体环境参数 8.1 液体臭氧破坏能力 冷却液体的臭氧破坏能力要求及测试方法如下： a） 臭氧破坏潜能 ODP（ozone depletion potential）=0； b） 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 ODP 值为 1，其他物质的 ODP 为相对于 R11 臭氧破坏能力的比值； c） 测试方式：根据文献检索，或根据化学组分由厂商提供。 8.2 液体及挥发物质温室效应 冷却液体及挥发物质温室效应要求及测试方法如下： a） 要求液体全球变暖潜能 GWP（Global Warming Potential）9000，推荐 GWP150； b） 根据液体蒸汽物理特性，量测对红外线吸收，并按公式（2）延伸至 100 年加权计算，其中 x=目标物质（compound of interest）,R=辐射效率（radiative efficiency）,C=大气浓度（concentration in atmosphere）,=大气寿命（atmospheric lifetime） c） 测试设备：红外线吸收检测仪，或参考政府间气候变化专门委员会（IPCC）测定的全球暖化潜势数值。 (2) YD/T XXXXX-XXXX 8 参考文献 1 中华人民共和国卫生部,化学品毒性鉴定技术规范,2005 2 政府间气候变化专门委员会（IPCC）,第五次评估报告,2013 _