本發(fā)明涉及熱管散熱領(lǐng)域，具體涉及一種總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，數(shù)據(jù)中心內(nèi)大量采用新型機(jī)架式服務(wù)器和刀片式服務(wù)器，其在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，熱流密度逐年提高，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的散熱方法是采用精密空調(diào)制冷的風(fēng)冷散熱方式，其中機(jī)房空調(diào)CRAC為機(jī)房散熱系統(tǒng)的核心，通過機(jī)房空調(diào)吸入服務(wù)器排放的熱空氣，經(jīng)過熱交換后將冷空氣排除，對服務(wù)器進(jìn)行強(qiáng)制對流冷卻。但是這種方式能效比不高、機(jī)房噪音大。

由于液體比空氣的比熱大很多，散熱速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣，因此制冷效率遠(yuǎn)高于風(fēng)冷散熱，同時(shí)省去了風(fēng)扇，也能達(dá)到降低噪音的效果。國內(nèi)外都展開了對服務(wù)器液冷技術(shù)的研究。目前，就液冷系統(tǒng)模式而言，主要分為直接冷卻式(浸泡式液冷)和間接冷卻方式(液冷板、液冷頭)。直接冷卻式，即使被冷卻對象和冷媒直接接觸，將服務(wù)器主板、CPU、內(nèi)存等發(fā)熱了大的元件完全浸沒在冷媒中。由于冷卻液與被冷卻對象直接接觸，散熱效果更佳，且能一次性解決全部元器件的散熱問題，完全不需要額外配置風(fēng)扇、散熱片等。但是此系統(tǒng)對原計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的改動(dòng)較大，并且需要制作密封艙體用來盛放冷媒；另外，該系統(tǒng)對冷媒要求較高，需要具有絕緣性能好、無毒無害、無腐蝕性等物理化學(xué)性能。間接冷卻式，即冷媒與被冷卻對象分離，并不直接接觸，而是通過液冷板等高效熱傳導(dǎo)部件將被冷卻對象的熱量傳遞到冷媒中，此系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)改動(dòng)不大，僅需將原風(fēng)冷散熱片替換為液冷散熱片(液冷頭)，并將冷媒管路引出機(jī)箱即可。在間接冷卻方式中，冷媒有其自身通路，并不與電子器件直接接觸，因此只要液體管路密封性能好，冷媒不泄露，該系統(tǒng)對冷媒要求較低，多種冷媒均可實(shí)現(xiàn)其功能。其缺點(diǎn)是由于增加了傳熱過程熱阻，熱溫差增大，制冷效果遜于直接冷卻式，須額外安裝風(fēng)扇對計(jì)算機(jī)的其他元器件進(jìn)行散熱。上述兩種方式，維護(hù)均不便。

中國專利(專利申請?zhí)?01510144650.8)公開了“一種液冷裝置和輔助散熱裝置結(jié)合的服務(wù)器散熱系統(tǒng)”，該系統(tǒng)包括液冷服務(wù)器機(jī)柜，液冷服務(wù)器機(jī)柜包括機(jī)柜柜體和設(shè)置于機(jī)柜柜體內(nèi)的多個(gè)液冷服務(wù)器，其設(shè)有液冷裝置對液冷服務(wù)器進(jìn)行直接的液冷散熱，還設(shè)有輔助散熱裝置進(jìn)行輔助散熱。該專利申請中的液冷散熱器設(shè)于服務(wù)器芯片附近，或者直接與服務(wù)器芯片接觸，無法將除了CPU以外的內(nèi)存條、南橋芯片、北橋芯片的熱量帶走，服務(wù)器整體溫度依然偏高，機(jī)房環(huán)境溫度依然會(huì)受到限制。

中國專利(專利申請?zhí)?01510529384.0)公開的“一種噴淋冷卻式整機(jī)柜散熱系統(tǒng)”，該系統(tǒng)包括水泵、水塔、換熱液泵，所述水塔內(nèi)腔上部設(shè)置有水冷噴淋桿，水冷噴淋桿與水泵連接；所述水冷噴淋桿下方設(shè)置有散熱器，所述散熱器兩端分別與服務(wù)器換熱柜的柜換熱器的一端和換熱液泵連接，所述的換熱液泵與柜換熱器的另一端連接。該專利中的服務(wù)器換熱柜的柜換熱器僅僅只是對服務(wù)器中的熱風(fēng)進(jìn)行換熱，并未對其主要的發(fā)熱元件進(jìn)行最直接的散熱，同時(shí)該散熱系統(tǒng)包含二級散熱，必然散熱效率比直接散熱的效率更低，因此上述散熱方案是不夠完善的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提出一種安裝方便、散熱高效、無噪音、可靠性高、維護(hù)簡單的總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)。解決了現(xiàn)有服務(wù)器冷卻散熱技術(shù)存在的上述問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)，所述水冷散熱系統(tǒng)由總線熱沉組件、CPU熱傳導(dǎo)組件、內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件、北橋芯片熱傳導(dǎo)組件和水冷板散熱組件組成，所述CPU熱傳導(dǎo)組件、內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件、北橋芯片熱傳導(dǎo)組件，通過各自的固定塊固定在總線熱沉組件總線熱沉上，將CPU、內(nèi)存條、南北橋芯片熱量傳遞給總線熱沉組件的總線熱沉，再經(jīng)插接的水冷板熱管將總線熱沉熱量傳遞給水冷板散熱組件，實(shí)現(xiàn)CPU、內(nèi)存條、南北橋芯片的散熱；

所述的總線熱沉組件包括一塊總線熱沉，總線熱沉的上下兩面縱向設(shè)有壓合均溫?zé)峁艿木鶞責(zé)峁懿酆蚑型螺母槽，總線熱沉的中部設(shè)有橫向插接水冷板熱管的熱管導(dǎo)熱孔；

所述的CPU熱傳導(dǎo)組件包括一塊CPU固定塊，以及經(jīng)CPU熱管連接的CPU熱沉；

所述的內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件，包括一塊內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊(31)，以及經(jīng)內(nèi)存條熱管連接的、兩兩對稱設(shè)置于內(nèi)存條兩邊的若干組內(nèi)存條導(dǎo)熱片，所述兩兩對稱設(shè)置的內(nèi)存條導(dǎo)熱片上粘有內(nèi)存條導(dǎo)熱貼，若干組內(nèi)存條導(dǎo)熱片通過螺釘連接固定為一個(gè)整體；

所述的南橋芯片熱傳導(dǎo)組件，包括一塊南橋固定塊，以及經(jīng)南橋芯片熱管連接的南橋熱沉；

所述的北橋芯片熱傳導(dǎo)組件，包括一塊北橋固定塊，以及經(jīng)北橋芯片熱管連接的北橋熱沉；

所述水冷板散熱組件，包括一塊內(nèi)部設(shè)有循環(huán)水管路的水冷板，水冷板中部設(shè)有插接水冷板熱管的熱管通孔，于所述水冷板前端的循環(huán)水管路進(jìn)出水口，接有進(jìn)出水管接頭。

本發(fā)明所述的總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)，其特征還在于，

所述的CPU熱管、南橋芯片熱管、北橋芯片熱管，為燒結(jié)型熱管、或?yàn)閺?fù)合型熱管、或?yàn)闇喜坌蜔峁?，熱管兩端成D型，中段為圓形；所述的CP U固定塊、內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊、南橋固定塊、北橋固定塊，與所述總線熱沉的安裝接觸面，均開有導(dǎo)熱通槽，所述CPU熱管、內(nèi)存條熱管、南橋芯片熱管、北橋芯片熱管，通過壓合處理將D型熱管端緊密地粘接固定在各固定塊的導(dǎo)熱通槽中，并通過D型熱管端平面向總線熱沉傳導(dǎo)熱量。

所述水冷板散熱組件的水冷板熱管插接于水冷板的熱管通孔中，將從總線熱沉吸收的熱量傳導(dǎo)給水冷板，并由水冷板內(nèi)部循環(huán)水管路中的循環(huán)水將吸收的熱量帶走。

所述內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件，包括一塊內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊，兩兩對稱設(shè)置于內(nèi)存條兩邊的若干組內(nèi)存條導(dǎo)熱片，與其連接的內(nèi)存條熱管或?yàn)閮蓷l半圓型熱管，其熱管一端扁平、一端呈半圓型，兩根半圓型熱管扁平端夾住內(nèi)存條，再由對稱設(shè)置的兩片存條導(dǎo)熱片夾住，通過內(nèi)存條夾子加緊固定，合并的兩條半圓型熱管，插接在內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊的導(dǎo)熱通孔中，采用熱風(fēng)對流回流焊工藝焊接為一體。

所述CPU熱傳導(dǎo)組件的CPU熱沉，對于不在一條豎直線上的兩件及兩件以上的CPU導(dǎo)熱時(shí)，其由一塊CPU固定塊，經(jīng)分出的CPU熱管，分別與各CPU上的CPU熱沉連接，實(shí)現(xiàn)多件CPU導(dǎo)熱冷卻。

所述總線熱沉熱管導(dǎo)熱孔和水冷板熱管通孔的孔內(nèi)開有焊接水冷板熱管的焊錫槽，所述水冷板熱管的焊接采用熱風(fēng)對流回流焊工藝；

所述焊接水冷板熱管62的熱風(fēng)對流回流焊工藝，焊料采用Sn63Pb37釬料膏，設(shè)備采用8溫區(qū)回流焊機(jī)，其中，一二區(qū)為升溫區(qū)，三四五區(qū)為保溫區(qū)，六七區(qū)為焊接區(qū)，八區(qū)冷卻區(qū)，溫度參數(shù)分別設(shè)置為120℃、140℃、160℃、180℃、210℃、240℃、240℃、200℃，回風(fēng)速度為40-50mm/s，回流焊機(jī)鏈速為8mm/s。

與現(xiàn)在技術(shù)相比，本發(fā)明總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)具有以下有益效果：

本發(fā)明通過將內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件、CPU熱傳導(dǎo)組件、北橋芯片熱傳導(dǎo)組件、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件將內(nèi)存條、CPU、南北橋芯片的熱量集中傳導(dǎo)到總線熱沉上，然后通過水冷板熱傳導(dǎo)組件和外循環(huán)水將熱量帶走，采用集中式散熱并且直接對發(fā)熱元器件進(jìn)行散熱，散熱效率高、散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定、可靠性高、無噪音、能耗低。

本發(fā)明的總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)，由于CPU熱傳導(dǎo)組件、內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件和北橋芯片熱傳導(dǎo)組件通過螺絲鎖緊到總線熱沉上的T型螺母上，從而各組件和總線熱沉的連接和拆卸均十分方便。

本發(fā)明總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)的制造方法，具有工藝簡單、生產(chǎn)成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明總線熱沉組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明CPU熱傳導(dǎo)組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a、圖4b是本發(fā)明內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明南橋芯片熱傳導(dǎo)組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明北橋芯片熱傳導(dǎo)組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明水冷板散熱組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明另一種形式內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明另一種形式的CPU熱傳導(dǎo)組件結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1.總線熱沉組件，2.CPU熱傳導(dǎo)組件，3.內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件，4.南橋芯片熱傳導(dǎo)組件，5.北橋芯片熱傳導(dǎo)組件，6.水冷板散熱組件，7.導(dǎo)熱通槽，10.總線熱沉，11.均溫?zé)峁懿郏?2.均溫?zé)峁埽?3.T型螺母槽，14.熱管導(dǎo)熱孔，15.焊錫槽，21.CPU固定塊，22.CPU熱管，23.CPU熱沉，31.內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊，32.內(nèi)存條熱管，32’.半圓形熱管，.33.內(nèi)存條導(dǎo)熱片，34.內(nèi)存條導(dǎo)熱貼，35.內(nèi)存條夾子，36.導(dǎo)熱通孔，41.南橋固定塊，42.南橋芯片熱管，43.南橋熱沉，51.北橋固定塊，52.北橋芯片熱管，53.北橋熱沉，61.水冷板，62.水冷板熱管，63.熱管通孔，64.循環(huán)水管路進(jìn)出水口，65.進(jìn)出水管接頭，66.焊錫槽。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)，如圖1所示，水冷散熱系統(tǒng)由總線熱沉組件1、CPU熱傳導(dǎo)組件2、內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件3、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件4、北橋芯片熱傳導(dǎo)組件5和水冷板散熱組件6組成，所述CPU熱傳導(dǎo)組件2、內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件3、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件4、北橋芯片熱傳導(dǎo)組件5，通過各自的固定塊固定在總線熱沉組件1總線熱沉10上，將CPU、內(nèi)存條、南北橋芯片熱量傳遞給總線熱沉組件1的總線熱沉10，再經(jīng)插接的水冷板熱管62將總線熱沉10熱量傳遞給水冷板散熱組件6，實(shí)現(xiàn)CPU、內(nèi)存條、南北橋芯片的散熱。

如圖2所示，本發(fā)明的的總線熱沉組件1包括一塊總線熱沉10，總線熱沉10的上下兩面縱向設(shè)有壓合均溫?zé)峁?2的均溫?zé)峁懿?1和T型螺母槽13，總線熱沉10的中部設(shè)有橫向插接水冷板熱管62的熱管導(dǎo)熱孔14。

如圖3所示，本發(fā)明的CPU熱傳導(dǎo)組件2包括一塊CPU固定塊21，以及經(jīng)CPU熱管22連接的CPU熱沉23。

如圖4a和圖4b所示，本發(fā)明的內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件3，包括一塊內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊31，以及經(jīng)內(nèi)存條熱管32連接的、兩兩對稱設(shè)置于內(nèi)存條兩邊的若干組內(nèi)存條導(dǎo)熱片33，所述兩兩對稱設(shè)置的內(nèi)存條導(dǎo)熱片33上粘有內(nèi)存條導(dǎo)熱貼34，若干組內(nèi)存條導(dǎo)熱片33通過螺釘連接固定為一個(gè)整體。

如圖5所示，本發(fā)明的南橋芯片熱傳導(dǎo)組件4，包括一塊南橋固定塊41，以及經(jīng)南橋芯片熱管42連接的南橋熱沉43。

如圖6所示，本發(fā)明的北橋芯片熱傳導(dǎo)組件5，包括一塊北橋固定塊51，以及經(jīng)北橋芯片熱管52連接的北橋熱沉53。

如圖7所示，本發(fā)明的水冷板散熱組件6，包括一塊內(nèi)部設(shè)有循環(huán)水管路的水冷板61，水冷板61中部設(shè)有插接水冷板熱管62的熱管通孔63，于所述水冷板61前端的循環(huán)水管路進(jìn)出水口64接有進(jìn)出水管接頭65。

本發(fā)明的CPU熱管22、南橋芯片熱管42、北橋芯片熱管52，為燒結(jié)型熱管、或?yàn)閺?fù)合型熱管、或?yàn)闇喜坌蜔峁埽瑹峁軆啥顺蒁型，中段為圓形；所述的CP U固定塊21、內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊31、南橋固定塊41、北橋固定塊51，與所述總線熱沉10的安裝接觸面，均開有導(dǎo)熱通槽7，所述CPU熱管22、內(nèi)存條熱管32、南橋芯片熱管42、北橋芯片熱管52，通過壓合處理將D型熱管端緊密地粘接固定在各固定塊的導(dǎo)熱通槽7中，并通過D型熱管端平面向總線熱沉10傳導(dǎo)熱量。

本發(fā)明的總線熱沉組件1在與CPU熱傳導(dǎo)組件2、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件4、北橋芯片熱傳導(dǎo)組件5進(jìn)行安裝固定時(shí)，先將CPU熱管22、南橋芯片熱管42、北橋芯片熱管52放置在各自熱傳導(dǎo)組件熱沉和固定塊的導(dǎo)熱通槽7中，在壓合處理過程中，通過滾壓加工后，再對接觸平面進(jìn)行拋光，保證各自熱傳導(dǎo)組件熱忱和固定塊的平面度。并且在各自熱傳導(dǎo)組件熱忱、固定塊與熱管和總線熱沉10接觸面上均涂抹有均勻的導(dǎo)熱硅脂，然后通過的鎖緊螺栓將各自熱傳導(dǎo)組件裝有熱管的固定塊與總線熱沉10緊密貼合固定為一體，通過總線熱沉10來有效的傳導(dǎo)熱量。

本發(fā)明的水冷板散熱組件6的水冷板熱管62插接于水冷板61的熱管通孔63中，將從總線熱沉10吸收的熱量傳導(dǎo)給水冷板61，被水冷板61內(nèi)部的循環(huán)水吸收，由循環(huán)水管路進(jìn)出水口64的進(jìn)出水管接頭65輸送到外部的冷卻循環(huán)系統(tǒng)中。

本發(fā)明的內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件3，還可以為另一種結(jié)構(gòu)形式，如圖8所示，包括一塊內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊31，兩兩對稱設(shè)置于內(nèi)存條兩邊的若干組內(nèi)存條導(dǎo)熱片33，與其連接的內(nèi)存條熱管32或?yàn)閮蓷l半圓型熱管32’，其內(nèi)存條熱管一端扁平、一端呈半圓型；實(shí)際使用中，用兩根半圓型熱管32’扁平端夾住內(nèi)存條，再由對稱設(shè)置的兩片存條導(dǎo)熱片33夾住，通過兩個(gè)內(nèi)存條夾子35于兩條內(nèi)存條導(dǎo)熱片33上方加緊固定；合并后的兩條半圓型熱管32’，插接在內(nèi)存條導(dǎo)熱組件固定塊31的導(dǎo)熱通孔36中，再采用熱風(fēng)對流回流焊工藝將兩者焊接為一體。

本發(fā)明內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件3的這種結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)存條直接與內(nèi)存條熱管32扁平端的平面接觸，當(dāng)服務(wù)器工作內(nèi)存條發(fā)熱時(shí)，內(nèi)存條熱管32兩端出現(xiàn)溫差，內(nèi)存條的熱量從內(nèi)存條熱管32直接傳遞到內(nèi)存條固定塊31，再由內(nèi)存條固定塊31傳遞到總線熱沉10上，其工作原理與前述結(jié)構(gòu)相同，只是當(dāng)其中某個(gè)內(nèi)存條出現(xiàn)故障時(shí)，可以方便的拔下夾住內(nèi)存條的兩個(gè)內(nèi)存條夾子35，松開兩片存條導(dǎo)熱片33，更換出現(xiàn)故障的內(nèi)存條。

本發(fā)明的CPU熱傳導(dǎo)組件2的CPU熱沉23，對于不在一條豎直線上的兩件及兩件以上的CPU導(dǎo)熱時(shí)，其由一塊CPU固定塊21，經(jīng)分出的CPU熱管22，分別與各CPU上的CPU熱沉23連接，實(shí)現(xiàn)多件CPU導(dǎo)熱冷卻。如圖9所示，本發(fā)明的CPU熱傳導(dǎo)組件2在實(shí)際運(yùn)用中的另外一種形式，兩件CPU橫向分開布置，CPU上的兩塊CPU熱沉23，分別用3根CPU熱管22與一塊固定塊21連接；服務(wù)器工作時(shí)，每件CPU的熱量經(jīng)分別從各自連接的CPU熱沉23、CPU熱管22和CPU固定塊21傳遞到總線熱沉10上，實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)散熱。

本發(fā)明總線熱沉10熱管導(dǎo)熱孔14和水冷板61熱管通孔63的孔內(nèi)開有焊接水冷板熱管62的焊錫槽15、66，水冷板熱管62的焊接采用熱風(fēng)對流回流焊工藝。

在實(shí)際加工過程中，先在水冷板熱管62上涂抹適量的Sn63Pb37釬料膏，然后將水冷板熱管62插入總線熱沉10的熱管導(dǎo)熱孔14和水冷板61的熱管通孔63內(nèi)，使釬料膏留在熱管導(dǎo)熱孔14的焊錫槽15和熱管通孔63的焊錫槽66內(nèi)，使用模具固定總線熱沉10、水冷板61和水冷板熱管15后，放置于溫度為280℃～360℃的高溫爐中，加熱3min～8min，取出風(fēng)冷至室溫，卸出模具，得到通過水冷板熱管62連接為一體總線熱沉10與水冷板61。

本發(fā)明總線式熱管型水冷散熱系統(tǒng)，通過螺栓與T型螺母將CPU熱傳導(dǎo)組件2、內(nèi)存條熱傳導(dǎo)組件3、南橋芯片熱傳導(dǎo)組件4和北橋芯片熱傳導(dǎo)組件5鎖緊到總線熱沉10上與其緊密的貼合，將內(nèi)存條、CPU、南北橋芯片的熱量集中傳導(dǎo)到總線熱沉10上，然后通過水冷板熱傳導(dǎo)組件6和外循環(huán)水將熱量帶走，集中且直接地對發(fā)熱元器件進(jìn)行散熱，其散熱系統(tǒng)穩(wěn)定、散熱效率高、可靠性強(qiáng)、無噪音、能耗低。

上述實(shí)施方式只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，不是用來限制發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利范圍，凡依據(jù)本發(fā)明申請專利保護(hù)范圍所述的內(nèi)容做出的等效變化和修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明申請專利范圍內(nèi)。