一种基于脉动流的电脑水冷系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及散热系统领域，具体涉及一种基于脉动流的电脑水冷系统。包括一体化水冷箱、监控系统，一体化水冷箱包括一体成型的储液腔、导流腔、制冷腔、散热腔、直流水泵，制冷腔和散热腔通过绝热隔板隔离，半导体制冷片的热端面面向散热腔并与散热翅片贴合，冷端面与嵌入绝热隔板的冷翅片基板贴合，冷翅片基板上设有伸入制冷腔内的冷翅片，散热翅片上设有风扇；监控系统包括有控制直流水泵和半导体制冷片的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱动直流水泵生成脉动流。半正弦方式驱动直流水泵产生脉动流，方式简便，散热效率高，避免水流通路中杂质的堆积；一体化结构安装方便，漏水可能性小，可靠性高；对漏水、温度进行多方面监控，系统进行多方位保护。
【专利说明】
-种基于脉动流的电脑水冷系统
技术领域
[0001] 本发明设及一种散热系统，特别是一种基于脉动流的电脑水冷系统。
【背景技术】
[0002] 随着半导体技术的发展，忍片的集成度越来越高，单位面积上集成的电子元器件 越多，发热量也就越大，大量的热分布在较小的表面，对忍片的可靠性产生很大的威胁。因 此忍片的散热显得格外重要。目前的电脑CPU功率越来越大，已经达到一百多瓦，超频玩大 型游戏的玩家更是让CPU"发烫"，为了使用电脑顺杨和延长忍片寿命，高效的散热必不可 少。
[0003] 电脑散热主要有风冷、热管、水冷等方法，目前大多数电脑利用风冷。热管一般用 于笔记本，同时要结合风冷同时使用。水冷用的比较少，主要是一些超频玩家或者大型游戏 玩家用水冷。运些方法各有优缺点，现在就台式机常用的风冷和水冷进行比较。风冷占用空 间小，但是散热效率低，噪声大，与CPU直接贴扣风扇的震动对CPU和主板不利;水冷散热效 果好、噪声小，但是需要累、冷排、多根水管，导致占用空间大，多管路万一漏水将会导致主 板短路甚至烧坏。此外，也有用半导体制冷片直接为CPU散热的，但当半导体制冷片冷端溫 度低于环境溫度时，其表面易结霜，运对于CPU和电脑主板来说是致命的。
【发明内容】
[0004] 本发明的发明目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种一体化散热效率高 的基于脉动流的电脑水冷系统。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种基于脉动流的电脑水冷系统，包括一体化水冷箱、监控系统;一体化水冷箱包 括一体成型的储液腔、导流腔、制冷腔、散热腔、直流水累，储液腔与导流腔之间通过限流孔 连通，导流腔与制冷腔之间通过导流孔连通，散热腔通过绝热隔板与制冷腔隔离;绝热隔板 中镶嵌有半导体制冷片;半导体制冷片的热端面面向散热腔并与散热翅片贴合，其冷端面 与嵌入绝热隔板的冷翅片基板贴合，冷翅片基板上设有伸入制冷腔内的冷翅片，散热翅片 上设有风扇;直流水累进水口连通制冷腔;储液腔设置有进水孔，直流水累出水口作为系统 出水孔;监控系统包括有控制直流水累和半导体制冷片的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱 动直流水累生成脉动流。导流孔使水从冷翅片的一端进入制冷腔，水在制冷腔内保持流动 状态，避免冷水在冷翅片表面边界层附着不动状态，保证了进入制冷腔的水都可W充分冷 却;脉动流通过监控系统生成半正弦波形驱动直流水累产生，脉动流场下比定常流场具有 更加优越的热量传递特性，同时可W避免水流通路中杂质的堆积。
[0007] 进一步的，本系统包括有水冷头，水冷头通过水管与一体化水箱的进水孔和出水 孔连接，可根据不同散热需要更换不同的水冷头，满足散热需求。
[000引进一步的，绝热隔板上在半导体制冷片周围设置有导线槽，导线槽便于半导体制 冷片与其它部件连接，也可方便设置其它部件。
[0009] 进一步的，半导体制冷片与散热翅片和冷翅片基板的贴合面均涂有导热娃脂，减 少界面间的热阻;半导体制冷片、冷翅片基板、绝热隔板间缝隙填充有密封胶，绝热隔板与 冷翅片基板之间还设有密封圈，保证半导体制冷片冷端面的气密性，同时防止冷翅片板面 暴漏在散热腔使其结霜。
[0010] 进一步的，监控系统还包括与MCU连接的流量计、第一湿度传感器、第二湿度传感 器、溫度传感器、控制面板;第一湿度传感器设置于导线槽内，第二湿度传感器设置于水冷 头处，溫度传感器设置于制冷腔内，流量计检测直流水累和水冷头间的水流量，MCU通过串 口与上位机连接。如果半导体制冷片上结霜形成水珠，水珠必定流进导线槽内，第一湿度传 感器能及时通过MCU控制半导体制冷片断电；当检测到漏水情况、制冷腔水溫过高、直流水 累水流量异样时，可W通过MCU发出报警提醒，提示电脑操作者关闭电脑。控制面板上设置 有显示屏和调节旋钮或按钮，方便显示系统工作状态和控制系统，MCU控制直流水累进行脉 动流频率监测与调节，上位机软件可安装配套软件，软件具有读取CPU内核溫度和控制电脑 关机功能，方便控制水冷系统。
[0011] 水从储液腔通过限流孔进入导流腔，再经导流孔进入制冷腔。在制冷腔内水与冷 翅片充分接触，降溫，冷水通过直流水累、流量计和水管进入外界的水冷头，对流换热带走 电脑部件产生的热量。
[0012] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0013] 1、半正弦方式驱动直流电机产生脉动流，方式简便，脉动流场下比定常流场具有 更加优越的热量传递特性，同时可W避免水流通路中杂质的堆积。
[0014] 2、半导体制冷和风冷混合使用，提高水流冷却效率。
[0015] 3、水冷箱一体化结构安装方便，漏水可能性小，可靠性高。
[0016] 4、对漏水、溫度进行多方面监控，系统进行多方位保护。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的原理结构示意图；
[0018] 图2为本发明的一体化水冷箱结构图；
[0019] 图3为本发明的冷翅片和热翅片结构剖面图；
[0020] 图4为本发明的绝热隔板示意图；
[0021] 图5为本发明的控制系统示意图。
[0022] 图中标记：1为进水孔，2为储液腔，3为导流孔，4为导流腔，5为限流孔，6为控制板， 7为显示屏，8为调节旋钮，9为流量计，10为直流水累，11为固定孔，12-2为冷翅片，12-1为冷 翅片基板，13为溫度传感器，14为绝热隔板，15为散热翅片，16为风扇，17为密封胶，18为半 导体制冷片，18-1制冷片导线，19为制冷腔，20为密封圈，21为水箱壁，22为第一湿度传感 器，23为导线槽。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本发明，并不 用于限定本发明。
[00巧]实施例
[0026] -种基于脉动流的电脑水冷系统，如图2所示，包括一体化水冷箱、监控系统，特征 在于，一体化水冷箱包括一体成型的储液腔2、导流腔4、制冷腔19、散热腔、直流水累10,储 液腔2与导流腔4之间通过限流孔5连通，导流腔4与制冷腔19之间通过导流孔3连通，散热腔 通过绝热隔板14与制冷腔隔离;绝热隔板14中镶嵌有半导体制冷片18;半导体制冷片18的 热端面面向散热腔并与散热翅片15贴合，其冷端面与嵌入绝热隔板14的冷翅片基板12-1贴 合，冷翅片基板12-1上设有伸入制冷腔19内的冷翅片12-2,散热翅片15上设有风扇;直流水 累10进水口连通制冷腔19;储液腔2设置有进水孔1，直流水累10出水口作为系统出水孔;监 控系统包括有控制直流水累10和半导体制冷片18的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱动直流 水累10生成脉动流。本系统还包括有水冷头，水冷头通过水管与一体化水箱的进水孔和出 水孔连接。本系统中所有未说明的隔板都是有机玻璃，有机玻璃之间用氯仿粘合。限流孔与 导流孔为方形，导流孔可设置多个。
[0027] 普通家用台式电脑机箱一般至少有=个光驱位，除了放置光驱外，剩余两个光驱 位基本闲置，本发明的水冷箱尺寸正式W双光驱位尺寸为基准的。水冷箱的外观整体尺寸 为 145mmX82mmX71mm，储液腔 2 尺寸为 42mmX100mmX56mm，导流腔 3 的尺寸为 41mmX15mm X 71mm，制冷腔19尺寸为76mm X 60mm X 71mm，散热腔尺寸76mm X 20mm X 71mm，控制面板6尺 寸为145mm X 76mm X 5mm。导流腔4上开有=个矩形导流孔4，尺寸都是7mm X 56mm。冷翅片12 与水接触的总面积为57288mm2。绝热隔板14上在半导体制冷片18周围设置有导线槽23,导 线槽23内设置有密封圈20。
[0028] 半导体制冷片18与散热翅片15和冷翅片基板12-1的贴合面均涂有导热娃脂。半导 体制冷片18、冷翅片基板12-1、绝热隔板14间缝隙填充有密封胶17,绝热隔板14与冷翅片基 板12-1之间还设有密封圈20。
[0029] 监控系统还包括与MCU连接的流量计9、第一湿度传感器22、第二湿度传感器、溫度 传感器13、控制面板6;第一湿度传感器22设置于导线槽23内，第二湿度传感器设置于水冷 头处，溫度传感器13设置于制冷腔内，流量计9检测直流水累10和水冷头间的水流量9，MCU 通过串口与上位机连接。控制面板6上设置有显示屏7和调节旋钮SdMCU采用微控制器 STM32。直流水累10的脉动流产生利用MCU和DA忍片PCF8591产生半正弦波形信号
经过LM358放大得到
的电流驱动直流水累 10,运个正弦电流的周期为^，最小电压是6V，最大电压是12V。溫度传感器和湿度传感器 J岛 为了保证信号采集精度，分别通过电压比较器连接到MCU。
[0030] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于脉动流的电脑水冷系统，包括一体化水冷箱、监控系统，其特征在于，一体 化水冷箱包括一体成型的储液腔、导流腔、制冷腔、散热腔、直流水栗，储液腔与导流腔之间 通过限流孔连通，导流腔与制冷腔之间通过导流孔连通，散热腔通过绝热隔板与制冷腔隔 离;绝热隔板中镶嵌有半导体制冷片;半导体制冷片的热端面面向散热腔并与散热翅片贴 合，其冷端面与嵌入绝热隔板的冷翅片基板贴合，冷翅片基板上设有伸入制冷腔内的冷翅 片，散热翅片上设有风扇;直流水栗进水口连通制冷腔;储液腔设置有进水孔，直流水栗出 水口作为系统出水孔； 所述监控系统包括有控制直流水栗和半导体制冷片的MCU，M⑶产生半正弦波形信号驱 动直流水栗生成脉动流。2. 根据权利要求1所述的一种基于脉动流的电脑水冷系统，其特征在于，还包括有水冷 头，水冷头通过水管与一体化水箱的进水孔和出水孔连接。3. 根据权利要求2所述的一种基于脉动流的电脑水冷系统，其特征在于，所述绝热隔板 上在半导体制冷片周围设置有导线槽。4. 根据权利要求1所述的一种基于脉动流的电脑水冷系统，其特征在于，所述半导体制 冷片与散热翅片和冷翅片基板的贴合面均涂有导热硅脂，半导体制冷片、冷翅片基板、绝热 隔板间缝隙填充有密封胶，绝热隔板与冷翅片基板之间还设有密封圈。5. 根据权利要求3所述的一种基于脉动流的电脑水冷系统，其特征在于，所述监控系统 还包括与Μ⑶连接的流量计、第一湿度传感器、第二湿度传感器、温度传感器、控制面板;第 一湿度传感器设置于导线槽内，第二湿度传感器设置于水冷头处，温度传感器设置于制冷 腔内，流量计检测直流水栗出水流量，MCU通过串口与上位机连接。
【文档编号】G06F1/20GK106020392SQ201610310787
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】徐尚龙, 张晓飞, 汤文杰, 王瑞甫
【申请人】电子科技大学