一种计算机芯片降温冷却装置的制作方法

本发明涉及计算机冷却技术领域，具体为一种计算机芯片降温冷却装置。

背景技术：

个人计算机、工作站及笔记本电脑等高功率电子设备中存在的一个重要问题是如何将芯片稳定在一个合理的工作温度，即使芯片产生的高密度热量迅速有效地散走。对诸如计算机芯片等微小系统进行冷却的困难在于：对于现有的冷却方式和体系结构而言，首先，过高的冷却空气速率会造成大的声学噪音；其次，电子设备架构的紧凑性要求仅允许保留有限的冷却空间；第三，模块上应尽可能避免安装大尺寸热沉。以上这些问题均说明了发展高功率密度散热器件的重要性，而体积小、效率高正是其中两个最重要的指标。伴随着微电子产业的发展，针对各类电子器件中相当高的热源密度，寻找具有高效热输运效能的散热方法一直是人们追求的目标。

目前，人们一般采用受追对流空气来冷却发热器件，即利用风扇将冷却空气压送至散热器件表面以将该处热量散走，但此种方式散热量有限，且冷却效率与风扇速度成正比，而风扇速度过快会产生显著的噪音；而且微器件发热密度很高，空气冷却将难以胜任。随着计算机芯片技术的发展，芯片尺寸减小，集成度、功耗却进一步增加，对散热器换热强度的要求也越来越高，采用水冷或热管散热的方式已提到日程上来，相应产品也零星出现在市场上。水冷方式虽然散热效率较高，但由于在运行中，蒸发、凝聚、水垢等因素会导致局部器件老化、腐蚀，因而对水质及管道的要求较高，另外密封不好会导致泄露，其可靠性有待提高。据报道，目前采用的水冷方式易于烧毁芯片，其关键原因就是水冷系统还不可靠，一旦某些故障导致水流循环停止，芯片产生的热量无法排走，其温度将迅速攀升，直至芯片烧毁。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种计算机芯片降温冷却装置，以至少解决现有技术存在的部分缺陷。

本发明一个进一步的目的是双重降温，提高降温效率。

本发明另一个进一步的目的是减小降温冷却装置的体积。

特别地，本发明提供了一种计算机芯片降温冷却装置，降温冷却装置包括：

储液组件，由制冷面和散热面组成；散热面上安装多个散热包；每个散热包用于容装受控地注入其中的蓄冷液；储液组件的散热面上方安装有散热风扇；

制冷组件，设置于散热面和散热风扇之间以使蓄冷液从制冷组件内吸收冷量；以及

泵送组件，配置成受控地将制冷组件中的蓄冷液泵送至每个散热包中，以及将每个散热包中的蓄冷液泵送至制冷组件中。

优选地，每个散热包为容积可变的伸缩式储液袋或盒体，伸缩式储液袋或盒体在容装有蓄冷液时伸展，且在其内蓄冷液被抽空时收缩。

优选地，每个散热包配置成：在容装有蓄冷液时呈扁平状垂直背离散热面展开；且在其内蓄冷液被抽空时，呈体积缩小的收缩状态贴附于散热面的侧壁。

优选地，泵送组件进一步地配置成：

当芯片的环境温度设定在冷却温度范围内时，将制冷组件中的蓄冷液泵送至每个散热包中，且

当散热包的温度设定在高温阈值范围内时，将每个散热包中的蓄冷液泵送至制冷组件中。

优选地，冷却温度范围为8℃～15℃；高温阈值范围为大于等于16℃。

优选地，储液组件用于容装受控地注入其中的蓄冷液。

优选地，泵送组件还配置成受控地将制冷组件中的蓄冷液泵送至储液组件中，以及将储液组件中的蓄冷液泵送至制冷组件中。

优选地，泵送组件还进一步地配置成：

当芯片的环境温度设定在冷却温度范围内时，将制冷组件中的蓄冷液泵送至每个散热包中，且

当储液组件的温度设定在高温阈值范围内时，将每个散热包中的蓄冷液泵送至制冷组件中。

优选地，蓄冷液为盐类混合物，其中，溶质盐为硝酸铵，溶剂盐为碳酸钠、磷酸钠和水的混合物。

本发明提供的计算机芯片降温冷却装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供的计算机芯片降温冷却装置，使用双重降温，既采用散热包可以容装受控地注入其中的蓄冷液，又采用储液组件内容装蓄冷液，利用泵送组件，即可以当芯片的环境温度设定在冷却温度范围内时，将制冷组件中的蓄冷液泵送至每个散热包中，且当散热包的温度设定在高温阈值范围内时，将每个散热包中的蓄冷液泵送至制冷组件中；又可以受控地将制冷组件中的蓄冷液泵送至储液组件中，以及将储液组件中的蓄冷液泵送至制冷组件中，最终提高降温效果。

进一步地，本发明中采用的散热包的体积根据蓄冷液量可以变化，在不使用散热包时，可以减小降温冷却装置的体积。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明中计算机芯片降温冷却装置的一种状态下的结构示意图；

图2是本发明中计算机芯片降温冷却装置的另一种状态下的结构示意图。

图中：10、计算机芯片降温冷却装置，100、储液组件，110、制冷面，120、散热面，121、散热包，200、制冷组件，300、泵送组件，400、散热风扇。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请同时参见图1和图2，图中分别为本发明提供的计算机芯片降温冷却装置10在不同状态下的结构示意图。在一个实施例中，本发明提供的计算机芯片降温冷却装置10，一般性的包括储液组件100、制冷组件200和泵送组件300。储液组件100由制冷面110和散热面120组成，制冷面110和散热面120可以组成封闭的空间以容置蓄冷液。具体地，制冷面110贴合或接近计算机芯片设置，对计算机芯片降温。散热面120上安装有多个散热包121，其中，每个散热包121用于容装受控地注入其中的蓄冷液。储液组件100的散热面120上方安装有散热风扇400，散热风扇400辅助将散热面的热量排放到计算机外部。制冷组件200设置于散热面120和散热风扇400之间，蓄冷液从制冷组件200内吸收冷量。泵送组件300配置成受控地将制冷组件200中的蓄冷液泵送至每个散热包121中，以及将每个散热包121中的蓄冷液泵送至制冷组件200中。

进一步地，每个散热包121为容积可变的伸缩式储液袋或盒体，伸缩式储液袋或盒体在容装有蓄冷液时伸展(如图1所示)，且在其内蓄冷液被抽空时收缩(如图2所示)。每个散热包121配置成在容装有蓄冷液时呈扁平状垂直背离散热面121展开；且在其内蓄冷液被抽空时，呈体积缩小的收缩状态贴附于散热面121的侧壁上，减小散热包所占的空间状态，在不使用散热包散热时，可以减小计算机芯片降温冷却装置的体积。

泵送组件300进一步地配置成：当芯片的环境温度设定在冷却温度范围内时，将制冷组件200中的蓄冷液泵送至每个散热包121中，且当散热包121的温度设定在高温阈值范围内时，将每个散热包121中的蓄冷液泵送至制冷组件200中。具体地，冷却温度范围为8℃～15℃；高温阈值范围为大于等于16℃。在8℃～15℃时，既保证了计算机芯片高效运行，又使能源利用率达到最大化。当散热包121吸收的热量使其温度升至16℃以上时，泵送组件300可将每个散热包121内的蓄冷液泵送至制冷组件200中对蓄冷液进行降温。

泵送组件300包括两条泵送管线，一条用于连通制冷组件200和储液组件100的散热包121，另一条用于连通制冷组件200和储液组件100的封闭空间。

在一些优选实施例中，储液组件100用于容装受控地注入其封闭空间内的蓄冷液。泵送组件300还配置成受控地将制冷组件200中的蓄冷液泵送至储液组件100的封闭空间内中，以及将储液组件100中的封闭空间内的蓄冷液泵送至制冷组件200中。具体地，泵送组件200还进一步地配置成：当芯片的环境温度设定在冷却温度范围内时，将制冷组件200中的蓄冷液泵送至储液组件100的封闭空间内，且当储液组件100的温度设定在高温阈值范围内时，将每个散热包121中的蓄冷液泵送至制冷组件200中。同样的，冷却温度范围为8℃～15℃；高温阈值范围为大于等于16℃。

蓄冷液为盐类混合物，其中，溶质盐为硝酸铵，溶剂盐为碳酸钠、磷酸钠和水的混合物。实践证明，用碳酸钠和磷酸钠混合物作为溶剂盐，比单独使用磷酸钠作为溶剂盐，制冷效果更佳。在具体实施例中，碳酸盐和磷酸盐的质量比为1:3～3:1，且当碳酸盐和磷酸盐的质量比为2:1时，制冷效果最好；硝酸铵和碳酸盐与磷酸盐的质量比为1:1。在实际应用中，可以根据要求的制冷效果，对盐类和水的比例进行调整。

本发明提供的计算机芯片降温冷却装置10，使用双重降温，既采用散热包121可以容装受控地注入其中的蓄冷液，又采用储液组件100内容装蓄冷液，利用泵送组件300，即可以当芯片的环境温度设定在冷却温度范围内时，将制冷组件100中的蓄冷液泵送至每个散热包121中，且当散热包121的温度设定在高温阈值范围内时，将每个散热包121中的蓄冷液泵送至制冷组件200中；又可以受控地将制冷组件200中的蓄冷液泵送至储液组件100中，以及将储液组件100中的蓄冷液泵送至制冷组件200中，最终提高降温效果。

进一步地，本发明中采用的散热包121的体积根据蓄冷液量可以变化，在不使用散热包121时，可以减小降温冷却装置10的体积。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。