專利名稱：冷卻液的質(zhì)量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷卻液的質(zhì)量控制方法。
背景技術(shù)
隨著超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的處理能力越來越強(qiáng)，由此導(dǎo)致計(jì)算機(jī)芯 片的功耗隨之增大，例如現(xiàn)有的大型計(jì)算機(jī)器件的功耗已可增大到160W，熱流密度可達(dá)到 100W/cm2。
設(shè)計(jì)出高效的冷卻系統(tǒng)，以獲取更大的冷卻能力，也越來越迫在眉睫。液冷系統(tǒng)是 被廣泛應(yīng)用的一種冷卻系統(tǒng)，為解決高熱流密度元器件的散熱問題，液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)得可靠 先進(jìn)與否，直接關(guān)系到整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的成敗。
常見的液冷系統(tǒng)是由冷卻液、泵、冷卻液機(jī)組、閥門、管道、冷板(換熱器)等組成， 冷卻液經(jīng)泵驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過冷卻液機(jī)組冷卻，流經(jīng)過濾器，進(jìn)入計(jì)算機(jī)主機(jī)下面的管道，流經(jīng)各 冷板，冷板內(nèi)冷卻液吸收發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量，然后匯入管道，再由泵吸回，形成閉路循環(huán) 冷卻回路。在上述技術(shù)中，所述冷卻回路中各設(shè)備材料主要有防銹鋁制冷板，少量黃銅閥 門、彎頭及黃銅鍍鎳的管路接頭，不銹鋼的主管道、閥門及進(jìn)出水管，PU管及聚四氟乙烯、 α-氰基丙烯脂或橡膠質(zhì)的密封材料。
所述冷卻液在不斷循環(huán)使用過程中，由于水溫、流速的變化，水的蒸發(fā)損失，各種 無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，灰塵雜質(zhì)的進(jìn)入，特別是冷卻液與那些設(shè)備長(zhǎng)期接觸后產(chǎn)生化學(xué) 反應(yīng)等多種因素的綜合作用，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沉積物附著、設(shè)備表面結(jié)垢或腐蝕和微生物的 大量滋生，會(huì)破壞循環(huán)冷卻設(shè)備及其工藝性能。為保持緩蝕、阻垢的持續(xù)效果，需保持冷卻 液中的各參數(shù)的含量在一定范圍內(nèi)，以確保冷卻效果的有效性。因而如何控制冷卻液的質(zhì) 量狀況就顯得至關(guān)重要。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是，提供一種冷卻液的質(zhì)量控制方法，可始終保持對(duì)冷卻液的 質(zhì)量狀況的控制，對(duì)運(yùn)行中的冷卻液進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種冷卻液的質(zhì)量控制方法，所述冷卻液應(yīng)用于包 括泵、冷卻液機(jī)組、閥門、管道和冷板組成的液冷系統(tǒng)中，所述方法包括
提取出一定量的冷卻液作為試樣，所述冷卻液選用的是添加有金屬緩蝕劑的蒸餾 水；
檢測(cè)所述試樣中的參數(shù)數(shù)值，所述參數(shù)包括PH值、總硬度、細(xì)菌總數(shù)、金屬離子濃 度、鹵素離子濃度和電導(dǎo)率中的至少一項(xiàng)；
將所述檢測(cè)得到參數(shù)數(shù)值與預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)作對(duì)比，當(dāng)所述參數(shù)數(shù)值超出所述參 考指標(biāo)的范圍時(shí)，采取更換冷卻液的措施。
可選地，所述冷卻液的質(zhì)量控制方法還包括驗(yàn)證所述冷卻液中的金屬緩蝕劑的有 效性，在所述金屬緩蝕劑失效的情況下，采取添加金屬緩蝕劑的措施。
可選地，所述驗(yàn)證所述冷卻液中的金屬緩蝕劑的有效性是通過試件腐蝕速率測(cè)試 實(shí)現(xiàn)的，具體包括若試件在已使用一定時(shí)間的冷卻液中腐蝕前后的重量變化量小于試件 在純水中重量變化量的50%，判斷所述冷卻液中的金屬緩蝕劑仍有效；反之，若試件在已 使用一定時(shí)間的冷卻液中腐蝕前后的重量變化量大于或等于所述試件在純水中重量變化 量的50%，判斷所述冷卻液中的金屬緩蝕劑已失效，需補(bǔ)加金屬緩蝕劑，補(bǔ)加量為原始濃度 的 50%。
可選地，所述蒸餾水的電阻率為1兆歐·厘米至20兆歐·厘米，純度至少大于 99. 9999% ο
可選地，所述金屬緩蝕劑包括銅緩蝕劑和鋁緩蝕劑中的至少一種。
可選地，所述銅緩蝕劑包括苯丙三氮啖，在所述冷卻液中，所述銅緩蝕劑與所述蒸 餾水的配比為0.8 1000。
可選地，所述鋁緩蝕劑包括吐溫-20，在所述冷卻液中，所述鋁緩蝕劑與所述蒸餾 水的配比為0.8 1000。
可選地，所述參考指標(biāo)具體包括PH值，4至8 ；總硬度，小于100毫克每升；細(xì)菌總 數(shù)，每毫升樣品中含有的細(xì)菌群落總數(shù)小于500 ；總鐵，小于5毫克每升；銅離子，小于0. 01 毫克每升；鋁離子，相鄰二次檢測(cè)的濃度差值小于0. 5毫克每升；氯離子，小于2毫克每升； 電導(dǎo)率，小于100微西門子/每厘米。
可選地，所述參考指標(biāo)是通過腐蝕加速實(shí)驗(yàn)結(jié)合實(shí)際觀測(cè)實(shí)驗(yàn)得到的。
可選地，所述更換冷卻液的措施包括邊排出原有的冷卻液邊加入新的冷卻液，直 至將原有的冷卻液全部替換為新的冷卻液。
可選地，每次排出原有的冷卻液和加入新的冷卻液的容量低于總循環(huán)液體量的一 設(shè)定比例。
可選地，所述設(shè)定比例為10%至20%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案通過對(duì)液冷系統(tǒng)的冷卻液進(jìn)行檢測(cè)，并且將檢測(cè) 結(jié)果與預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)作對(duì)比，在所述參數(shù)數(shù)值超出所述參考指標(biāo)的范圍的情況下，采取 更換冷卻液的措施，可以對(duì)運(yùn)行中的冷卻液進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將不符合質(zhì)量要求的冷卻液 予以更換，確保冷卻液的質(zhì)量及其冷卻效果，抑制冷卻液的結(jié)垢傾向和腐蝕傾向，保護(hù)冷卻 系統(tǒng)中各設(shè)備。


圖1是本發(fā)明冷卻液的質(zhì)量控制方法實(shí)施方式的流程示意圖2是本發(fā)明冷卻液的質(zhì)量控制方法在驗(yàn)證冷卻液中金屬緩蝕劑有效性流程示 意圖。
具體實(shí)施方式
從背景技術(shù)可知，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有冷卻技術(shù)中，冷卻液在不斷循環(huán)使 用過程中，由于多種因素的綜合作用，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沉積物附著、設(shè)備表面結(jié)垢或腐蝕和微 生物的大量滋生，會(huì)破壞循環(huán)冷卻設(shè)備及其工藝性能。
本發(fā)明的發(fā)明人創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)，在冷卻液中添加有具有防腐蝕作用的金屬緩蝕劑，并通過對(duì)冷卻液進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在檢測(cè)出冷卻液中的參數(shù)數(shù)值不符合預(yù)設(shè)的參考指 標(biāo)的情況下，采取更換新的冷卻液的措施，解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。
基于上述考慮，在具體實(shí)施方式
的以下內(nèi)容中，提供一種應(yīng)用于液冷系統(tǒng)的冷卻 液的質(zhì)量控制方法。所述液冷系統(tǒng)包括泵、冷卻液機(jī)組、閥門、管道和冷板等設(shè)備，用于對(duì)發(fā) 熱裝置(例如為大型計(jì)算機(jī)的主機(jī))進(jìn)行散熱。如圖1所示，所述控制方法包括如下步驟
S101，從液冷系統(tǒng)中提取出一定量的冷卻液作為試樣，所述冷卻液選用的是添加 有金屬緩蝕劑的蒸餾水；
S102，檢測(cè)所述試樣中的參數(shù)數(shù)值，所述參數(shù)包括PH值、總硬度、細(xì)菌總數(shù)、金屬 離子濃度、鹵素離子濃度和電導(dǎo)率中的至少一項(xiàng)；
S103，將所述檢測(cè)得到參數(shù)數(shù)值與預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)作對(duì)比，據(jù)以判斷出冷卻液的 質(zhì)量狀況；
S104，根據(jù)所述判斷結(jié)果，在所述參數(shù)數(shù)值超出所述參考指標(biāo)的范圍的情況下，采 取更換冷卻液的措施。
下面對(duì)上述步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先執(zhí)行步驟S101，從液冷系統(tǒng)中提取出一定量的冷卻液作為試樣，所述冷卻液 選用的是添加有金屬緩蝕劑的蒸餾水。
在一較佳實(shí)施例中，液冷系統(tǒng)是由冷卻液、泵、冷卻液機(jī)組、閥門、管道、冷板(換 熱器)等組成，冷卻液經(jīng)泵驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過冷卻液機(jī)組冷卻，流經(jīng)過濾器，進(jìn)入計(jì)算機(jī)主機(jī)下面 的管道，流經(jīng)各冷板，冷板內(nèi)冷卻液吸收發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量，然后匯入管道，再由泵吸回， 形成閉路循環(huán)冷卻回路。所述冷卻回路中各設(shè)備材料主要有防銹鋁制冷板，少量黃銅閥 門、彎頭及黃銅鍍鎳的管路接頭，不銹鋼的主管道、鋼閥門及進(jìn)出水管，PU管及聚四氟乙烯、 α-氰基丙烯脂或橡膠質(zhì)的密封材料。
應(yīng)用于電子設(shè)備的冷卻液種類繁多，選擇冷卻液時(shí)，下列因素必須加以考慮冷卻 液的熱傳遞能力；冷卻液的冰點(diǎn)和粘度；冷卻液沸點(diǎn)和分解溫度；冷卻液的絕緣性能；冷卻 液腐蝕性；冷卻液的可燃性、毒性、費(fèi)用等。因此，在一較佳實(shí)施例中，綜合上述各因素，我 們選取了水作為冷卻液。具體來講，選取的是電阻率為1兆歐·厘米(ΜΩ · cm)，純度為 99. 99999%的蒸餾水作為冷卻液原水。另外，為使所述冷卻液的凝固點(diǎn)溫度要低于純水的 冰點(diǎn)溫度(0°C )，還在水中加入了乙二醇，可以降低所述添加有乙二醇的冷卻水的凝固點(diǎn)， 達(dá)到-10攝氏度左右。
再有，特別地，在一較佳實(shí)施例中，為防止冷卻液在循環(huán)冷卻過程中對(duì)其中的金屬 設(shè)備(例如防銹鋁制冷板，黃銅閥門、彎頭及黃銅鍍鎳的管路接頭，不銹鋼的主管道、不銹 鋼閥門等)產(chǎn)生的腐蝕，本發(fā)明創(chuàng)造性地在冷卻液中添加了針對(duì)鋁金屬和銅金屬的鋁緩蝕 劑和銅緩蝕劑，所述鋁緩蝕劑中包括吐溫-20，而所述銅緩蝕劑包括苯丙三氮啖。所述冷卻 液中添加的緩蝕劑和銅緩蝕劑的比例為1000(水)0.8(鋁緩蝕劑)0.8(銅緩蝕劑)。 鋁緩蝕劑和銅緩蝕劑應(yīng)首先分別配置成一定比例的濃縮液，在使用時(shí)再以一定的比例添加 到冷卻液中。配置好的鋁、銅緩蝕劑濃縮液應(yīng)分別儲(chǔ)存于不同的棕色玻璃瓶中，并保存在陰 涼處，常溫下，保存期為三個(gè)月。鋁、銅緩蝕劑在水中的適宜使用溫度為5攝氏度至50攝氏 度。
還有，在所述冷卻液中還可添加其他配料，例如消泡劑(乙醇或乳化硅油等)。
在實(shí)際應(yīng)用中，每次從液冷系統(tǒng)中提取冷卻液的容量大致為500毫升至1000毫 升，例如為800毫升。
接著執(zhí)行步驟S102，檢測(cè)所述試樣中的參數(shù)數(shù)值，所述參數(shù)包括PH值、總硬度、細(xì) 菌總數(shù)、金屬離子濃度、鹵素離子濃度和電導(dǎo)率中的至少一項(xiàng)。
在一較佳實(shí)施例中，所述參數(shù)具體包括PH值、總硬度、細(xì)菌總數(shù)、總鐵濃度、銅離 子濃度、鋁離子濃度、氯離子濃度和電導(dǎo)率。
具體地，PH值的測(cè)量?jī)x器為酸度計(jì)，總硬度的檢測(cè)常用EDTA絡(luò)合滴定法，檢測(cè)所 述冷卻液中的銅、鐵、鋁、氯各離子濃度的方法主要有分光光度法、原子吸收分光光度法、離 子色譜法方法、電感偶合等離子體發(fā)光譜法，電導(dǎo)率的測(cè)量?jī)x器為電導(dǎo)儀。
接著執(zhí)行步驟S103，將所述檢測(cè)得到參數(shù)數(shù)值與預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)作對(duì)比，據(jù)以判 斷出冷卻液的質(zhì)量狀況。
下表1顯示了本發(fā)明冷卻液的質(zhì)量控制方法中所預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)明細(xì)表，需要指 出的是，在不同的液冷系統(tǒng)中，根據(jù)不同的要求，下表所列參考指標(biāo)的參數(shù)項(xiàng)目及其對(duì)應(yīng)的 指標(biāo)范圍均可以作變化，在此僅為舉例說明。
權(quán)利要求
1.一種冷卻液的質(zhì)量控制方法，所述冷卻液應(yīng)用于包括泵、冷卻液機(jī)組、閥門、管道和 冷板的液冷系統(tǒng)中，其特征在于，所述方法包括提取出一定量的冷卻液作為試樣，所述冷卻液選用的是添加有金屬緩蝕劑的蒸餾水； 檢測(cè)所述試樣中的參數(shù)數(shù)值，所述參數(shù)包括PH值、總硬度、細(xì)菌總數(shù)、金屬離子濃度、 鹵素離子濃度和電導(dǎo)率中的至少一項(xiàng)；將所述檢測(cè)得到參數(shù)數(shù)值與預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)作對(duì)比，當(dāng)所述參數(shù)數(shù)值超出所述參考指 標(biāo)的范圍時(shí)，采取更換冷卻液的措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，還包括驗(yàn)證所述冷卻 液中的金屬緩蝕劑的有效性，在所述金屬緩蝕劑失效的情況下，采取添加金屬緩蝕劑的措 施。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述驗(yàn)證所述冷卻液 中的金屬緩蝕劑的有效性是通過試件腐蝕速率測(cè)試實(shí)現(xiàn)的，具體包括若試件在已使用一 定時(shí)間的冷卻液中腐蝕前后的重量變化量小于試件在純水中重量變化量的50%，判斷所述 冷卻液中的金屬緩蝕劑仍有效；反之，若試件在已使用一定時(shí)間的冷卻液中腐蝕前后的重 量變化量大于或等于所述試件在純水中重量變化量的50%，判斷所述冷卻液中的金屬緩蝕 劑已失效，需補(bǔ)加金屬緩蝕劑，補(bǔ)加量為原始濃度的50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述蒸餾水的電阻率 為1兆歐·厘米至20兆歐·厘米，純度至少大于99. 9999 %。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述金屬緩蝕劑包 括銅緩蝕劑和鋁緩蝕劑中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述銅緩蝕劑包括苯 丙三氮啖，在所述冷卻液中，所述銅緩蝕劑與所述蒸餾水的配比為0.8 1000。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述鋁緩蝕劑包括吐 溫-20，在所述冷卻液中，所述鋁緩蝕劑與所述蒸餾水的配比為0.8 1000。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述參考指標(biāo)具體包括PH值，4至8 ；總硬度，小于100毫克每升；細(xì)菌總數(shù)，每毫升樣品中含有的細(xì)菌群落總數(shù)小于500 ；總鐵，小于5毫克每升；銅離子，小于0.01毫克每升；鋁離子，相鄰二次檢測(cè)的濃度差值小于0. 5毫克每升；氯離子，小于2毫克每升；電導(dǎo)率，小于100微西門子/每厘米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述參考指標(biāo)是通過 腐蝕加速實(shí)驗(yàn)結(jié)合實(shí)際觀測(cè)實(shí)驗(yàn)得到的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述更換冷卻液的措 施包括邊排出原有的冷卻液邊加入新的冷卻液，直至將原有的冷卻液全部替換為新的冷卻 液。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，每次排出原有的冷 卻液和加入新的冷卻液的容量低于總循環(huán)液體量的一設(shè)定比例。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的冷卻液的質(zhì)量控制方法，其特征在于，所述設(shè)定比例為 10%至 20%。
全文摘要
一種冷卻液的質(zhì)量控制方法，包括提取出一定量的冷卻液作為試樣，所述冷卻液選用的是添加有金屬緩蝕劑的蒸餾水；檢測(cè)所述試樣中的參數(shù)數(shù)值，所述參數(shù)包括pH值、總硬度、細(xì)菌總數(shù)、金屬離子濃度、鹵素離子濃度和電導(dǎo)率中的至少一項(xiàng)；將所述檢測(cè)得到參數(shù)數(shù)值與預(yù)設(shè)的參考指標(biāo)作對(duì)比，當(dāng)所述參數(shù)數(shù)值超出所述參考指標(biāo)的范圍時(shí)，采取更換冷卻液的措施。本發(fā)明通過對(duì)液冷系統(tǒng)的冷卻液進(jìn)行檢測(cè)，可以對(duì)運(yùn)行中的冷卻液進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能將不符合質(zhì)量要求的冷卻液予以更換，確保冷卻液的質(zhì)量及其冷卻效果，抑制冷卻液的結(jié)垢傾向和腐蝕傾向，保護(hù)冷卻系統(tǒng)中各設(shè)備的正常使用。
文檔編號(hào)G06F1/20GK102033037SQ20091005796
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者張旭, 朱文杰, 薛建順, 袁華, 陳玉軍, 黃永勤 申請(qǐng)人:無錫江南計(jì)算技術(shù)研究所