一种液冷冷板装置的制作方法

本发明属于制冷技术领域，涉及一种冷却装置，特别是涉及一种液冷冷板装置。

背景技术：

随着电子科技的发展以及芯片技术的提升，电子组件的体积越来越小，单位体积散发的热量也越来越多。为了维持电子组件的正常工作状态，良好的散热装置必不可少。目前主流的服务器主要依靠强制风冷给内部高功耗以及高温元器件进行散热，但是随着电子元件的功耗不断增加，传统的强制风冷方式已经无法满足高热流密度服务器的散热规格要求，而液冷技术作为新颖的散热解决方案，在电子系统以及其他应用场合中已经逐渐普及并体现其高效和经济的特性。然而，电子系统中往往存在多个热源，现有液冷装置在散热过程中并未考虑多个热源之间的热级联问题，这种热级联一方面会导致散热效率的下降，另一方面也会导致不同电子组件之间温度不平衡，极大的影响整个系统性能。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液冷冷板装置，用于解决现有技术未考虑热级联的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种液冷冷板装置，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板，用于对电子系统进行散热；至少2个微通道组，设置于所述微通道冷板内部；至少一个进液口，设置于所述微通道冷板上，用于流入冷却液；至少一个出液口，设置于所述微通道冷板上，用于流出冷却液；进入所述进液口的冷却液被分成1条冷却液支流；所述冷却液支流往返穿过所述微通道组。

于本发明的一实施例中，所述微通道冷板内部对应热源位置分别设置有微通道组。

于本发明的一实施例中，所述液冷冷板装置还包括：冷却单元，设置于所述出液口和所述进液口之间，用于对所述冷却液进行降温；出水管道，设置于所述出液口和所述冷却单元之间，用于将所述出液口流出的冷却液输送至所述冷却单元；进水管道，设置于所述进液口和所述冷却单元之间，用于将所述冷却单元降温后的冷却液输送至所述进液口。

本发明还提供一种液冷冷板装置，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板，用于对电子系统进行散热；至少2个微通道组，设置于所述微通道冷板内部；至少一个进液口，设置于所述微通道冷板上，用于流入冷却液；至少一个出液口，设置于所述微通道冷板上，用于流出冷却液；进入所述进液口的冷却液被分成至少2条冷却液支流；所述冷却液支流的流动路径仅经过1个微通道组；所述冷却液支流单向穿过所述微通道组。

于本发明的一实施例中，所述微通道冷板内部对应热源位置分别设置有微通道组。

于本发明的一实施例中，所述液冷冷板装置还包括：冷却单元，设置于所述出液口和所述进液口之间，用于对所述冷却液进行降温；出水管道，设置于所述出液口和所述冷却单元之间，用于将所述出液口流出的冷却液输送至所述冷却单元；进水管道，设置于所述进液口和所述冷却单元之间，用于将所述冷却单元降温后的冷却液输送至所述进液口。

本发明还提供一种液冷冷板装置，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板，用于对电子系统进行散热；至少2个微通道组，设置于所述微通道冷板内部；至少一个进液口，设置于所述微通道冷板上，用于流入冷却液；至少一个出液口，设置于所述微通道冷板上，用于流出冷却液；进入所述进液口的冷却液被分成至少2条冷却液支流；所述冷却液支流的流动路径经过至少1个微通道组；至少1条所述冷却液支流往返穿过至少1个微通道组。

于本发明的一实施例中，所述微通道冷板内部对应热源位置分别设置有微通道组。

于本发明的一实施例中，所述液冷冷板装置还包括：冷却单元，设置于所述出液口和所述进液口之间，用于对所述冷却液进行降温；出水管道，设置于所述出液口和所述冷却单元之间，用于将所述出液口流出的冷却液输送至所述冷却单元；进水管道，设置于所述进液口和所述冷却单元之间，用于将所述冷却单元降温后的冷却液输送至所述进液口。

于本发明的一实施例中，所述液冷冷板装置还包括：快速连接头，设置于所述出液口与所述出水管道之间，或/和设置于所述进液口与所述进水管道之间。

于本发明的一实施例中，所述进水管道包括进水总管道和进水分支管道；所述进水总管道一端与所述冷却单元相连，另一端与至少一个进水分支管道相连；所述进水分支管道一端与所述进水总管道相连，另一端与所述进液口相连。

于本发明的一实施例中，所述出水管道包括出水总管道和出水分支管道；所述出水总管道一端与至少一个出水分支管道相连，另一端与所述冷却单元相连；所述出水分支管道一端与所述出水总管道相连，另一端所述出液口相连。

于本发明的一实施例中，所述液冷冷板装置通过导热材料垫与所述电子系统相接触。

于本发明的一实施例中，所述液冷冷板装置不同部件之间采用铜焊接技术进行焊接。

于本发明的一实施例中，所述液冷冷板装置采用螺钉固定方式进行固定，所述螺钉可以利用所述电子系统上的原有孔位。

如上所述，本发明的液冷冷板装置，具有以下有益效果：

本发明采用微通道冷板与微通道组相结合，极大提高了散热效率，对于面积大的热源可适当增加微通道的面积来提高散热效果；冷却液在所述微通道冷板内部分成至少1个冷却液支流，并按照各自的流动路径流经所述微通道组，减少了前后热级联影响，其中所述冷却液支流的数量和流动路径以及每个支流中冷却液的流量由所述微通道冷板内部的结构所限定；所述液冷冷板装置不同部件之间采用铜焊接技术进行焊接，减少了部件连接处的液体泄漏风险；所述液冷冷板装置采用螺钉固定方式进行固定，所述螺钉可以利用电子系统上的原有孔位，对原有电子系统的布局改动较少。

附图说明

图1显示为本发明所述的液冷冷板装置在一具体实施例中的结构示意图。

图2显示为沿图1中a-a线的剖视图。

图3显示为本发明所述的液冷冷板装置在另一具体实施例中的结构示意图。

图4显示为本发明所述的液冷冷板装置在另一具体实施例中的结构示意图。

图5显示为本发明所述的液冷冷板装置在另一具体实施例中的结构示意图。

图6显示为本发明所述的液冷冷板装置在另一具体实施例中的结构示意图。

元件标号说明

100微通道冷板

200微通道组

211第一微通道组

212第二微通道组

221第一微通道组

222第二微通道组

223第三微通道组

224第四微通道组

225第五微通道组

231第一微通道组

232第二微通道组

241第一微通道组

242第二微通道组

243第三微通道组

251第一微通道组

252第二微通道组

600挡板

700冷却液循环模块

710进水分支管道

720进水总管道

730冷却单元

740出水总管道

750出水分支管道

800进水口

900出水口

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了维持电子组件的正常工作状态，良好的散热装置必不可少。近年来液冷技术作为一种新颖的散热方案已经越来越多的受到人们的重视。然而，现有液冷方案存在散热效率不高、未考虑热级联的问题，制约了液冷技术的应用以及发展。针对这些问题，本发明提出一种液冷冷板装置，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板，用于对电子系统进行散热；至少2个微通道组，设置于所述微通道冷板内部；至少一个进液口，设置于所述微通道冷板上，用于流入冷却液；至少一个出液口，设置于所述微通道冷板上，用于流出冷却液；进入所述进液口的冷却液被分成至少一条冷却液支流；若所述冷却液支流的流动路径仅经过1个微通道组，则所述冷却液支流单向或往返穿过所述微通道组；若所述冷却液支流的流动路径经过至少2个微通道组，则所述冷却液支流往返穿过所述至少2个微通道组。

本发明提出的液冷冷板装置的基本原理为：冷却液通过进液口进入微通道冷板内部，然后根据所述微通道冷板的内部结构形成至少一条冷却液支流流经微通道组。所述微通道冷板通过导热材料垫与电子系统中的热源相接触，当所述微通道组中有冷却液流过时所述热源与所述冷却液之间通过所述导热材料垫产生热交换，冷却液吸收热源产生的热量后温度升高，而所述热源则由于热量被冷却液吸收而使得自身温度降低。当所述微通道组中持续有冷却液流过时，所述热源产生的热量持续被带走，从而达到降低热源温度的目的。特别地，对于面积大的热源可适当增加微通道的面积以提升散热效果。

此外，为了降低多个热源之间的热级联问题，所述冷却液被分成多个冷却液支流并沿各自的路径进行流动，所述冷却液支流的数量、流动路径以及冷却液流量由所述微通道冷板的内部结构所限定。所述冷却液支流可以流过某一微通道组中的所有微通道，也可以流过该微通道组中的部分微通道，这两种方式在本发明中都被称作冷却液流经微通道组。所述冷却液支流可以单向流过微通道组，这种方式称为单向穿过。所述冷却液也可以先流经所述微通道组中的部分微通道，然后再度流过所述微通道组中的部分微通道，这种方式称为往返穿过。

在本发明中，可以通过优化所述微通道冷板的内部结构来限定所述冷却液支流的数量、流动路径以及冷却液流量，进而达到增强散热以及降低热级联的目的。

于本发明的一实施例中，所述冷却液被分成1条冷却液支流；所述冷却液支流往返穿过所述微通道组。

具体请参阅图1，显示为本发明的液冷冷板装置在本实施例中的组成示意图。

于本实施例中，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板100、进液口800、出液口900、微通道组200(包括第一微通道组211和第一微通道组212)、连接铜管400、挡板600、快速接头500(包括快速进水接头510和快速出水接头520)。图2显示为沿图1中a-a线的剖视图，结合图1和图2可以看出，所述微通道冷板通过导热材料垫300跟热源相接触，所述微通道冷板内部对应热源位置分别设置有微通道组。

于本实施例中，所述冷却液被分成1个冷却液支流(即不分流)，所述冷却液以往返方式穿过所述微通道组。

于本实施例中，每个所述微通道组都包含正向微通道和反向微通道，优选地，所述正向微通道和所述反向微通道数量相同。

于本实施例中，冷却液按照图1中箭头指示方向流动，具体流动路径如下：

1)冷却液从快速进水接头510进入连接铜管400，然后流经进水口800后进入微通道冷板100；其后分成1个冷却液支流，所述1个冷却液支流首先流过第一微通道组211中的正向微通道；

2)所述1个冷却液支流自所述第一微通道组211的正向微通道流出，流往所述第二微通道组212；

3)所述1个冷却液支流流入所述第二微通道组212的正向微通道，然后流出所述第二微通道组212中的正向微通道，然后流入所述第二微通道组212的反向微通道；

4)所述1个冷却液支流自所述第二微通道组212的反向微通道流出，流往所述第一微通道组211；

5)所述1个冷却液支流流入所述第一微通道组211的反向微通道，然后流出所述第一微通道组211中的反向微通道；其后依次流经出水口900、连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置。

于本实施例中，当所述第一微通道组211中冷却液的温度低于所述第一热源温度时，由于二者之间存在热交换，因此第一热源温度会降低；当所述第二微通道组212中冷却液的温度低于所述第二热源温度时，由于二者之间存在热交换，因此第二热源温度会降低。因此，只要保证所述微通道组中冷却液的温度低于对应热源温度，所述液冷冷板装置能够有效降低热源的温度，以实现散热的目的。

于本实施例中，由于冷却液在②处、④处、⑥处、⑧处吸收热量，所以温度会升高；由于冷却液在③处、⑤处、⑦处、⑨处存在自身散热，所以温度会降低。因此，所述液冷冷板装置内部不同位置的冷却液温度关系为：

①处温度低于②处温度；

②处温度高于③处温度；

③处温度低于④处温度；

④处温度高于⑤处温度；

⑤处温度低于⑥处温度；

⑥处温度高于⑦处温度；

⑦处温度低于⑧处温度；

⑧处温度高于⑨处温度。

第一热源的温度取决于②处和⑧处的冷却液温度，第二热源的温度取决于④处和⑥处的冷却液温度。由于②处温度低于④处，⑥处温度低于⑧处，因此第一热源跟第二热源温度相差不大。特别地，当第一热源和第二热源功率相等，且所述第一微通道组211跟所述第二微通道组212中正向微通道数量与反向微通道数量均相同时，第一热源温度与第二热源温度相同，此时热级联影响最小。因此，本发明所述液冷冷板装置能够有效减少不同热源之间的温度差异，从而达到减少前后热级联影响的目的。

于本发明的一实施例中，所述冷却液被分成至少2条冷却液支流；每条所述冷却液支流单向穿过1个微通道组。

具体请参阅图3，显示为本发明的液冷冷板装置在本实施例中的组成示意图。

于本实施例中，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板100、3个进液口800、3个出液口900、微通道组(包括第一微通道组221、第二微通道组222、第三微通道组223、第四微通道组224和第五微通道组225)、连接铜管400、挡板600、快速接头500(包括快速进水接头510和快速出水接头520)，所述微通道冷板通过导热材料垫跟热源相接触，所述微通道冷板内部对应热源位置分别设置有微通道组。

于本实施例中，所述冷却液被分成5个冷却液支流，每个所述冷却液支流单向穿过一个所述微通道组。

于本实施例中，每个微通道组只包含正向微通道。优选地，所述正向微通道数量为整个微通道组中包含的微通道数量。

于本实施例中，冷却液按照图3中箭头指示方向流动：

所述冷却液依次流经快速进水接头510、连接铜管400、进水口800后进入微通道冷板100；其后所述冷却液被分成5个所述冷却液支流；

其中1个冷却液支流流经第一微通道组221后流出出水口900并依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置；

其中1个冷却液支流流经第二微通道组222后流出出水口900并依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置；

其中1个冷却液支流流经第三微通道组223后流出出水口900并依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置；

其中1个冷却液支流流经第四微通道组224后流出出水口900并依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置；

其中1个冷却液支流流经第五微通道组225后流出出水口900并依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置。

于本发明的一实施例中，所述冷却液被分成至少2条冷却液支流；所述冷却液支流的流动路径经过至少1个微通道组；至少1条所述冷却液支流往返穿过至少1个微通道组。

具体请参阅图4，显示为本发明的液冷冷板装置在本实施例中的组成示意图。

于本实施例中，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板100、进液口800、出液口900、微通道组(包括第一微通道组231、第二微通道组232)、连接铜管400、挡板600、快速接头500(包括快速进水接头510和快速出水接头520)，所述微通道冷板通过导热材料垫跟热源相接触。

于本实施例中，所述冷却液被分成2个冷却液支流，所述冷却液支流以往返方式穿过所述微通道组。

于本实施例中，每个微通道组都包含正向微通道和反向微通道，优选地，所述正向微通道和所述反向微通道数量相同。

于本实施例中，冷却液按照图4中箭头指示方向流动：

所述冷却液依次流经快速进水接头510、连接铜管400、进水口800后进入微通道冷板100；其后所述冷却液被分成2个所述冷却液支流；

其中1个冷却液支流流经所述第一微通道组231中的正向微通道，然后流出所述第一微通道组231中的正向微通道，然后流入所述第一微通道组231中的反向微通道，然后流出所述第一微通道组231中的反向微通道，经出水口900后依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置；

其中1个冷却液支流流经所述第二微通道组232中的正向微通道，然后流出所述第二微通道组232中的正向微通道，然后流入所述第二微通道组232中的反向微通道，然后流出所述第二微通道组232中的反向微通道，经出水口900后依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置。

于本发明的一实施例中，所述冷却液被分成至少2条冷却液支流；至少1条所述冷却液支流往返穿过至少1个微通道组，并且至少1条所述冷却液支流单向穿过1个微通道组。

请参阅图5，显示为本发明的液冷冷板装置在本实施例中的组成示意图。

于本实施例中，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板100、1个进液口800、2个出液口900、微通道组(包括第一微通道组241、第二微通道组242和第三微通道组243)、连接铜管400、挡板600、快速接头500(包括快速进水接头510和快速出水接头520)，所述微通道冷板通过导热材料垫跟热源相接触。

于本实施例中，所述冷却液被分成2个冷却液支流，其中1个所述冷却液支流往返穿过所述第二微通道组242和所述第一微通道组241，另1个所述冷却液支流直接穿过所述第三微通道组243。

于本实施例中，所述第一微通道组241包含正向微通道和反向微通道，优选地，所述正向微通道和所述反向微通道数量相同。所述第二微通道组242包含正向微通道和反向微通道，优选地，所述正向微通道和所述反向微通道数量相同。所述第三微通道组243只包含正向微通道，优选地，所述正向微通道数量为整个微通道组中包含的微通道数量。

于本实施例中，冷却液按照图5中箭头指示方向流动：

所述冷却液依次流经快速进水接头510、连接铜管400、进水口800后进入微通道冷板100；其后所述冷却液被分成2个所述冷却液支流；

其中1个冷却液支流流经所述第二微通道组242中的正向微通道，然后流经所述第一微通道组241中的正向微通道，然后流经所述第一微通道组241中的反向微通道，然后流经所述第二微通道组242中的反向微通道，经出水口900后依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置；

另1个冷却液支流单向流过所述第三微通道组243，经出水口900后依次流经连接铜管400以及快速出水接头520后流出所述液冷冷板装置。

请参阅图6，显示为本发明的液冷冷板装置在另一具体实施例中的组成示意图。

于本实施例中，所述液冷冷板装置包括：微通道冷板100、进液口800、出液口900、微通道组200(包括第一微通道组251和第二微通道组252)、连接铜管400、挡板600、快速接头500(包括快速进水接头510和快速出水接头520)、冷却液循环模块700(包括进水分支管道710、进水总管道720、冷却单元730、出水总管道740以及出水分支管道750)。所述微通道冷板通过导热材料垫跟热源相接触。

于本实施例中，所述冷却液被分成1个冷却液支流(即不分流)，所述冷却液以往返方式穿过所述微通道组。

于本实施例中，每个微通道组都包含正向微通道和反向微通道，优选地，所述正向微通道和所述反向微通道数量相同。

于本实施例中，冷却液按照图6中箭头指示方向流动，具体流动路径为：

所述冷却液依次流经快速进水接头510、连接铜管400、进水口800后进入微通道冷板100；其后所述冷却液被分成1个所述冷却液支流(即不分流)；

所述冷却液支流依次流过所述第一微通道组251中的正向微通道、所述第二微通道组252中的正向微通道、所述第二微通道组252中的反向微通道、所述第一微通道组251中的反向微通道；

所述冷却液支流流经出水口900后依次流过连接铜管400、快速出水接头520，流入冷却液循环模块700中的出水分支管道750，然后至少一个所述出水分支管道750中的冷却液在所述出水总管道740中汇聚并流入所述冷却单元730；所述冷却液在所述冷却单元730中冷却降温后流入所述进水总管道720，其后分流到至少一个所述进水分支管道720，最后流出所述冷却液循环模块700后进入快速进水接头510并流经连接铜管400、进水口800后进入微通道冷板100，继续参与对所述热源的散热降温过程。本实施例实现了冷却液的循环利用。

本发明所述的液冷冷板装置包括但不限于上述实施例列举的液冷冷板装置的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。

本发明采用微通道冷板与微通道组相结合，极大提高了散热效率；冷却液在所述微通道冷板内部分成至少1个冷却液支流，并按照各自的流动路径流经所述微通道组，减少了前后热级联影响；所述液冷冷板装置不同部件之间采用铜焊接技术进行焊接，减少了部件连接处的液体泄漏风险；所述液冷冷板装置采用螺钉固定方式进行固定，所述螺钉可以利用电子系统上的原有孔位，对原有电子系统的布局改动较少。此外，本发明采用间接液冷方式，冷却液与散热对象分离，通过液冷板或其他传热部件将电子器件散发的热量传递给冷却液，其主要优势在于对冷媒的要求不高，并且不需要对原来电子系统进行较大的改动，后期的维护成本和难度较低。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺陷，具备高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。