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UL 60335-2-40数据中心冷却设备安全要求解读

UL 60335-2-40数据中心冷却设备安全要求解读

UL 60335-2-40是针对电热泵、空调器、除湿机及相关部分组件安全要求的重要产品安全标准,在数据中心冷却设备应用中可涉及制冷压缩机、冷媒回路、换热器、风机盘管及相关控制系统。本文结合数据中心空调、冷水机组、液冷辅助冷却设备及采用制冷剂的热管理设备,解析标准适用范围、电气安全、机械安全、制冷剂泄漏、可燃制冷剂防护、异常运行及测试认证重点,帮助明确数据中心冷却设备进行北美市场安全评价时的主要技术要求。

UL 60335-2-40是针对电热泵、空调器、除湿机及相关部分组件制定的产品安全标准,在数据中心冷却领域可用于评价采用制冷压缩机、制冷剂回路、换热器及相关控制系统的冷却设备。UL 60335-2-40现行第四版,并包含面向北美市场的国家差异要求,其安全评价重点不仅包括常规电气安全,还涉及制冷剂泄漏、可燃制冷剂、点火源控制及相关保护措施。

数据中心冷却设备与传统家用空调的应用环境存在明显差异,尤其是大型数据中心中的机房空调、精密空调、冷媒型冷却设备以及部分采用制冷循环的热管理系统,通常具有更高的连续运行要求和更复杂的控制架构。对于液冷数据中心,CDU、冷板和液冷回路本身并不因为属于冷却系统就自动适用UL 60335-2-40,是否采用该标准需要根据设备是否属于其规定的产品类型、是否包含相应制冷系统以及认证方案进行判断。

标准介绍

UL 60335-2-40的标准名称为《Household and Similar Electrical Appliances – Safety – Part 2-40: Particular Requirements for Electrical Heat Pumps, Air-Conditioners and Dehumidifiers》,属于60335系列产品安全标准。其适用对象包括电热泵、空调器、除湿机、采用电动压缩机的设备、液体循环风机盘管以及部分组件等,并针对设备在正常使用及规定异常条件下可能产生的安全风险提出具体要求。

UL 60335-2-40需要与UL/CSA 60335-1相关通用安全要求结合使用,同时包含针对北美应用环境的国家差异。现行UL版本为第四版,UL Standards & Engagement资料显示该版本于2022年发布并在2025年10月31日进行了修订。与IEC版本相比,北美版本不能简单视为文字上的完全等同采用,因此数据中心冷却设备进行UL认证时,需要按照目标市场和具体认证项目确认所采用的版本及国家差异要求。

数据中心冷却设备适用范围

数据中心冷却设备是否适用UL 60335-2-40,首先需要根据设备功能、制冷系统结构和产品类别进行判断,而不能单纯根据“数据中心冷却设备”这一应用名称确定。对于采用机械制冷、制冷剂循环或热泵结构的设备,该标准可能具有直接关联;对于不包含相应制冷回路的纯液体循环设备,则需要根据具体结构进一步判断适用标准。

设备类型典型组成适用性关注点
精密空调压缩机、蒸发器、冷凝器、风机及控制系统制冷剂回路、电气安全和异常运行
DX直接膨胀冷却设备压缩机、膨胀装置、换热器及风机冷媒泄漏、压力及点火风险
热泵型冷却设备压缩机、换向系统、换热器及控制器制冷与热泵运行状态下的安全
冷却风机盘管风机、换热器及相关控制部件电气、机械及热表面安全
采用制冷剂的冷却机组制冷循环、换热器、控制系统制冷剂、压力、电气及异常状态
纯液体循环CDU泵、换热器、阀门和控制器需根据是否包含制冷循环及具体产品标准判断

电气安全要求

数据中心冷却设备通常包含压缩机、电机、风机、泵、控制器、传感器及各种保护元件,因此电气安全是UL 60335-2-40评价的重要组成部分。实际测试通常需要结合设备的额定输入、运行模式和内部电气结构,对防触电、绝缘、泄漏电流、接地连续性以及异常运行条件下的电气安全进行评价。

评价项目主要测试内容关注重点
防触电保护检查可触及带电部件及防护结构正常使用和维护条件下的人员安全
绝缘性能根据设备结构进行绝缘相关测试带电部件与可触及部件之间的绝缘安全
泄漏电流测量规定条件下的泄漏电流设备正常及规定状态下的电气安全
接地保护检查保护接地及相关连接故障情况下的保护能力
异常运行模拟规定异常工作状态防止过热、损坏或形成危险状态
电气部件耐受评价关键电气部件在规定条件下的安全与设备整体结构及保护措施协调

制冷剂与泄漏安全要求

对于包含制冷剂回路的数据中心冷却设备,制冷剂相关风险是UL 60335-2-40的重要评价内容。特别是采用A2L或其他可燃制冷剂的设备,需要重点考虑制冷剂泄漏后是否可能在设备内部或周围形成危险浓度,以及泄漏气体是否可能接触电气元件等潜在点火源。

评价方向主要关注内容设备安全目标
制冷剂充注量根据设备结构及使用环境评价充注条件降低泄漏后的危险浓度风险
泄漏路径分析制冷剂泄漏后的流动和聚集位置避免危险制冷剂浓度持续存在
点火源控制识别可能产生火花或高温表面的部件降低泄漏制冷剂被点燃的可能性
泄漏检测根据设备和制冷剂条件评价检测系统及时识别制冷剂泄漏并触发相应保护
安全控制逻辑评价传感器、控制器及执行部件的联动发生泄漏后采取规定的风险缓解措施

UL 60335-2-40第四版针对可燃制冷剂增加了较为系统的风险控制要求,包括泄漏后的制冷剂扩散、潜在点火源、检测系统及相关缓解措施。具体充注量限制、检测要求和保护方案与制冷剂分类、设备结构、安装环境及适用的北美要求有关,不能脱离具体产品直接设定统一数值。

机械与制冷系统安全

数据中心冷却设备中的制冷系统存在压力、温度和机械运动等多重风险。压缩机、换热器、管路和连接件在正常运行及异常条件下均可能承受压力变化,因此安全评价需要结合制冷系统结构、材料、连接方式和设备运行状态进行分析。

测试或评价方向主要内容风险控制重点
压力相关安全评价制冷系统承受规定压力条件的能力降低过压及结构失效风险
换热器安全检查换热器结构及隔离能力避免制冷剂泄漏造成次生风险
管路与连接评价制冷剂管路及连接结构降低振动、压力和长期运行造成的泄漏风险
机械运动部件评价风机、压缩机等运动部件防止人员接触及机械故障造成危险
异常工况模拟规定异常运行条件验证保护装置和安全控制措施

液冷数据中心中的适用关系

随着液冷数据中心的发展,部分数据中心冷却系统已经从传统空气冷却转向冷板式液冷、后门换热和浸没式液冷等技术路线。UL Solutions对数据中心冷却安全的资料也将液冷技术划分为液-气换热、直接冷板和浸没式冷却等不同形式,因此实际项目需要根据冷却系统的工作原理分别确定适用的安全标准。

液冷技术典型设备UL 60335-2-40适用性关注
冷板式液冷冷板、CDU、泵及换热设备纯液体循环部分通常需结合具体结构判断,若存在机械制冷回路则需进一步确认
后门换热后门换热器及循环系统根据是否采用制冷剂回路及设备产品属性确定
液冷机房冷却冷水机组、泵组及末端换热设备制冷机组可能涉及该标准,水侧设备需结合具体产品标准判断
浸没式液冷Tank、介电冷却液及循环设备冷却液和Tank并非因液冷属性直接适用,需要分别判断
制冷剂直接参与冷却DX冷却系统及相关设备重点关注制冷剂、压力、电气及泄漏安全

主要测试项目

针对数据中心冷却设备开展UL 60335-2-40安全评价时,应根据设备实际结构建立测试矩阵。对于采用制冷剂的设备,电气安全与制冷剂安全需要结合评价;对于包含风机、压缩机等运动部件的设备,还需要考虑机械安全和异常运行状态。

测试项目测试内容主要目的
输入功率与运行状态在规定工作条件下检查设备运行状态确认设备在正常运行条件下的基本安全状态
泄漏电流按照适用条件进行泄漏电流评价验证人员接触相关电气安全
介电强度对规定绝缘系统施加相应试验验证绝缘结构的电气耐受能力
接地连续性检查保护接地回路确认故障电流能够通过保护路径导出
异常运行测试按照适用要求模拟异常工作状态确认设备不会形成不可接受的危险
制冷剂相关测试依据制冷剂类别及设备结构进行评价控制泄漏、点火和危险浓度风险
机械安全测试检查运动部件及机械防护降低运行和维护过程中的机械伤害风险
压力相关评价针对制冷系统及承压部件进行评价验证规定条件下的结构和压力安全

数据中心冷却设备测试流程

UL 60335-2-40项目不宜直接从单项测试开始,而应先完成产品结构和制冷剂系统识别,再根据设备的电气、机械和制冷系统建立评价范围。对于大型数据中心冷却设备,还需要提前确认设备是独立机组、部分组件还是多个工厂制造组件组合使用。

  • 确认产品结构:明确设备的压缩机、换热器、风机、控制器、制冷剂回路及其他主要组成部分。
  • 确认产品类别:根据设备功能和结构判断其是否属于UL 60335-2-40适用产品范围,并明确是否存在部分组件或匹配组件。
  • 确认制冷剂信息:记录制冷剂类型、分类、充注方式及相关设计参数,确定是否涉及可燃制冷剂安全要求。
  • 确定测试方案:结合目标市场、设备结构和认证要求确认电气、机械、制冷剂及异常运行测试项目。
  • 开展电气安全测试:按照适用要求完成接地、泄漏电流、绝缘及相关电气安全项目。
  • 开展制冷系统安全评价:针对压力、泄漏、点火源控制和制冷剂相关保护措施实施相应测试或检查。
  • 执行异常工况测试:根据适用条款模拟规定异常状态,观察设备保护装置和控制逻辑的响应。
  • 整理认证资料:结合产品图纸、关键零部件资料、测试记录和技术文件完成认证评价所需资料准备。

测试认证中的注意事项

数据中心冷却设备通常属于复杂机电系统,UL 60335-2-40的实际适用范围需要结合产品定义、制冷系统和目标市场判断。尤其对于液冷数据中心,不应因为设备名称中包含“冷却”二字就直接认定必须按照该标准认证,也不能用该标准替代液冷系统、CDU或冷却液本身适用的其他安全要求。

  • 确认标准版本:UL 60335-2-40与IEC 60335-2-40存在版本和国家差异,项目开始前应确认目标市场所采用的具体版本。
  • 明确制冷剂类别:不同制冷剂的可燃性分类会影响泄漏、点火源控制和风险缓解方案。
  • 关注充注量:制冷剂充注量与设备结构、安装空间和安全控制方案有关,不应脱离具体产品直接套用单一限值。
  • 检查泄漏检测:采用可燃制冷剂时,应根据适用要求确认传感器、控制逻辑及相应的保护措施。
  • 关注电气与制冷系统交互:制冷剂泄漏可能与电气部件产生安全关联,需要评价潜在点火源及泄漏路径。
  • 区分液冷设备类型:CDU、冷板、Tank和机械制冷机组的结构不同,应分别确认适用标准。
  • 重视关键零部件:压缩机、风机、电气保护器件、制冷剂检测器及相关控制部件的合规性可能影响整机评价。
  • 不要混淆认证与性能测试:UL 60335-2-40主要解决产品安全问题,制冷量、能效、热效率和液冷系统性能需要根据具体项目采用相应测试依据。

应用价值

数据中心冷却设备长期处于连续运行、高热负荷和复杂电气环境中,冷却系统一旦出现电气故障、制冷剂泄漏或异常压力,可能进一步影响IT设备和基础设施安全。按照UL 60335-2-40建立针对性的安全评价方案,可以从电气、机械、制冷剂和异常运行等维度识别设备潜在风险。

对于面向北美市场的数据中心冷却设备制造商而言,提前按照目标认证版本梳理产品结构、制冷剂方案、关键零部件和安全保护逻辑,有助于减少后续认证阶段因设计差异或资料不完整产生的重复整改。对于液冷数据中心项目,则可以通过标准适用性分析,将机械制冷设备与CDU、冷板、冷却液等不同产品的安全评价边界进行合理划分。

关于德恺液冷检测

德恺液冷检测围绕数据中心液冷及热管理设备开展电气安全、EMC、环境可靠性、压力泄漏、热性能和系统适配相关测试,可针对CDU、液冷服务器、液冷机柜以及采用机械制冷方案的冷却设备,根据实际产品结构规划相应的测试项目。

针对UL 60335-2-40数据中心冷却设备安全要求,可根据具体设备类型、制冷剂类别、制冷系统结构、额定输入、目标市场及认证目标确认测试范围。对于CDU、冷板、浸没式Tank等不直接属于制冷剂型空调或热泵设备的产品,需要结合其实际结构进一步确认适用标准及认证路径。

欢迎咨询资深专业工程师,获取UL 60335-2-40数据中心冷却设备安全测试专属方案。

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