R134a，冷板式液冷技术的最优选择之一

随着数据中心向超大型化和高密度化发展，热设计功率(TDP)上升到700W至2700W，导致CPU和GPU工作温度的增加。其中NVL72单柜功率已经超过120kW，功率的跃升直接导致芯片热流密度超过120W/cm²，芯片热流密度提升，风冷散热将转向液冷散热。相比传统风冷，液冷技术具备超高能效、超高热密度等优点。而随着服务器功率增加对散热效率要求的不断提高，液冷方案中的冷却液成分也在不断变化迭代，从冷板式液冷方案中的普通水冷、水+乙二醇混合物、丙二醇、硅油、合成油、R134a，再到浸没式液冷方案中的氢氟醚、全氟聚醚等，其中R134a是冷板式液冷技术的最优选择之一。

1.热物理性能优势

相变潜热突出：R134a的蒸发潜热为216kJ/kg，是水的1/4，但在中低温环境下（-30~60℃），其相变吸热能力显著优于传统液冷液（如乙二醇的显热吸热能力仅3.4kJ/(kg·K)）。在两相冷板系统中，R134a可将芯片热流密度提升至1000W/cm²，较单相冷板提升5倍以上。

宽温域稳定性：沸点-26.3℃、凝固点-101℃，适用于-50℃至120℃的宽温域工作环境，满足数据中心、储能系统等场景的温控需求。

2.工程兼容性与安全性

材料兼容性：与铝制冷板、铜管等常用材料无腐蚀风险，且无需额外防腐处理，降低系统复杂度。

安全等级高：不可燃、无毒（ASHRAE 34标准A1级），泄漏后不会引发火灾或中毒风险，适合人员密集场所。

3.能效与成本平衡

能效表现：在冷板式液冷系统中，R134a可使数据中心PUE降至1.1以下，较传统风冷降低30%以上能耗。

成本优势：价格不到全氟聚醚（PFPE）冷却液的1/10。

双相冷板液冷性能更佳，制冷剂R134a性能较优。单相冷板冷却利用工质的显热带走热量，其换热能力有限，并且冷却后温度不均匀，热应力较高，其冷却热流密度在2.68W/cm²～170W/cm²之间；两相冷板冷却技术可以同时利用工质的显热和汽化潜热，电子元件表面温度分布更加均匀，换热能力更强，有试验研究表明其最大热流密度可达到1000W/cm²；在浸没液冷没有完全应用之前，两相冷板液冷可用于解决更高功率密度的芯片散热问题。两相冷板式液冷系统中，R134a是一种极具应用潜力的制冷剂，应用于空调及其他需要高效散热的应用场景。

供给端：制冷剂R134a生产配额《蒙特利尔议定书》基加利修正案约束下持续削减。国内R134a配额集中度持续提升，其中巨化股份$巨化股份(SH600160)$ 配额7.65万吨（占比37%，全球配额最大），$昊华科技(SH600378)$ 昊华科技5.42万吨（占比26%），$三美股份(SH603379)$ 三美股份4.99万吨（占比24%）。

未来增量路径清晰：1.数据中心增量：全球AI算力需求推动液冷渗透率从5%（2024年）提升至25%（2027年），仅Meta、Google等头部企业年需求增量即达万吨级。2.新能源延伸：R134a在动力电池冷媒直冷技术中的应用已获宁德时代、比亚迪验证，随着800V高压平台普及，该领域需求将加速释放。3.储能系统液冷温控：科士达卧式液冷机组采用R134a作为制冷剂，通过全变频设计实现无级调节，已应用于电网侧储能电站，可将电池舱温度波动控制在±2℃以内。

综上，R134a是冷板式液冷技术的最优选择之一。

以上资料来源摘选自公众号：九玖衡信。