一種一體式冷卻裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種一體式冷卻裝置。包括液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)；液冷系統(tǒng)包括串聯(lián)的儲(chǔ)液箱、過濾器、循環(huán)泵和冷板，所述風(fēng)冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)組件、風(fēng)機(jī)電源、風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)和風(fēng)道靜壓腔；所述風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)由并列的散熱翅片組成。液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)均設(shè)于冷板的一側(cè)面上；冷板上設(shè)有冷卻介質(zhì)管路，風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)對應(yīng)設(shè)于冷卻介質(zhì)管路處的冷板上。本實(shí)用新型將冷板與二次冷卻設(shè)備的風(fēng)冷散熱翅片進(jìn)行了集成，減少設(shè)備量，降低各層熱阻，使裝置的冷卻能力有了很大的提升，比純風(fēng)冷裝置降低溫升40℃，同時(shí)還節(jié)省3U(133mm)的高度空間。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高、管路簡單、易于控制調(diào)節(jié)、節(jié)能降噪等優(yōu)點(diǎn)，可滿足大型分布式發(fā)射機(jī)組或其它電子設(shè)備的散熱需求。
【專利說明】
一種一體式冷卻裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)射電子設(shè)備散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種風(fēng)冷散熱器與液冷冷板集成于一體的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電子元器件的高密度、多功能的集成化程度越來越高，包括雷達(dá)在內(nèi)的大型軍用電子集成裝備將呈現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)模極大化，功能模塊極小化的“兩極化”發(fā)展趨勢。未來電子元器件系統(tǒng)熱耗將達(dá)到兆瓦量級，而組件熱耗將達(dá)到千瓦量級，電子器件功率芯片的極限熱流密度將超過lOOOW/cm2，必須發(fā)展輕小化的高效熱控技術(shù)，作為高功率集成功能模塊和超大規(guī)模軍用裝備系統(tǒng)發(fā)展的核心支撐技術(shù)。目前針對電子元器件的散熱熱設(shè)計(jì)的方案主要有兩種:風(fēng)冷和液冷。隨著行熱耗散功率增加，單純的采用強(qiáng)迫風(fēng)冷已經(jīng)無法滿足熱設(shè)計(jì)指標(biāo)，而采用液冷方案將行發(fā)熱器件固定在一塊由液體冷卻的冷板上能有效的帶走熱量，但所需的二次冷卻設(shè)備空間的約束常常成為其限制性設(shè)計(jì)因素，同時(shí)也會(huì)帶來低溫下能耗增加、傳統(tǒng)液冷源和設(shè)備之間管路連接的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決設(shè)備空間受限的問題，本實(shí)用新型提供一種將液冷板與二次冷卻設(shè)備的風(fēng)冷散熱翅片集成的一體式冷卻裝置。
[0004]—種一體式冷卻裝置包括液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng);所述液冷系統(tǒng)包括串聯(lián)的儲(chǔ)液箱
2、過濾器3、循環(huán)栗5和冷板I，所述風(fēng)冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)組件25、風(fēng)機(jī)電源26、風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24和風(fēng)道靜壓腔27;所述風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24由并列的散熱翅片組成；
[0005]所述液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)均設(shè)于冷板I的一側(cè)面上；
[0006]所述冷板I為矩形板，一側(cè)板面上均布開設(shè)有設(shè)有冷卻介質(zhì)槽21，均布的冷卻介質(zhì)槽21串聯(lián)，均布的冷卻介質(zhì)槽21上覆蓋蓋板23形成冷卻介質(zhì)管路，冷卻介質(zhì)管路的一端為進(jìn)液口 19，另一端為出液口 20，冷卻介質(zhì)管路串聯(lián)在循環(huán)栗5的出口和儲(chǔ)液箱2的進(jìn)口之間；所述循環(huán)栗5和儲(chǔ)液箱2均固定設(shè)于冷板I上；
[0007]所述風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24安裝在冷板I上，且對應(yīng)覆蓋在冷卻介質(zhì)管路上;風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24的進(jìn)風(fēng)端連通著風(fēng)道靜壓腔27的出風(fēng)口，風(fēng)道靜壓腔27的進(jìn)風(fēng)口對應(yīng)連接著風(fēng)機(jī)組件25的出風(fēng)口；所述風(fēng)道靜壓腔27和風(fēng)機(jī)組件25均固定設(shè)于冷板I上。
[0008]進(jìn)一步限定的具體結(jié)構(gòu)如下:
[0009]所述均布的冷卻介質(zhì)槽21的中部設(shè)有均布的加密冷卻介質(zhì)槽22，均布的加密冷卻介質(zhì)槽22的面積為均布的冷卻介質(zhì)槽21的面積的四分之一至三分之一。
[0010]所述冷卻介質(zhì)槽21的槽寬為2?4mm，槽深為2?4mm，相鄰冷卻介質(zhì)槽21之間的間距為2?4mm;所述加密冷卻介質(zhì)槽22的槽寬為0.8?1mm，槽深為0.8?I，相鄰加密冷卻介質(zhì)槽22之間的間距為0.5?Imm。
[0011]所述風(fēng)道靜壓腔27為橫截面呈L形的立方體，其中短邊的端面連接著風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24的進(jìn)風(fēng)端，長邊的外端面連接著風(fēng)機(jī)組件25的出風(fēng)口。
[0012]所述風(fēng)機(jī)組件25由兩臺(tái)以上軸流式風(fēng)機(jī)并列組成。
[0013]所述循環(huán)栗5的出口和儲(chǔ)液箱2的進(jìn)口之間串聯(lián)著卸荷管路，卸荷管路上設(shè)有卸荷閥6 0
[0014]所述儲(chǔ)液箱2的上部分別設(shè)有自動(dòng)排氣閥9和補(bǔ)液閥11，底部設(shè)有排液閥10。
[0015]所述過濾器3上并聯(lián)著壓差傳感器4。
[0016]所述循環(huán)栗5的出口和冷板I上的進(jìn)液口 19之間的管路上設(shè)有壓力傳感器7和溫度傳感器8。
[0017]每片散熱翅片之間間隙的高寬比為15。
[0018]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
[0019]1.本實(shí)用新型將液冷板與二次冷卻設(shè)備的風(fēng)冷散熱翅片進(jìn)行了集成，減少設(shè)備量，降低各層熱阻，使裝置的冷卻能力有了很大的提升，比純風(fēng)冷裝置降低溫升40°C，同時(shí)還節(jié)省3U( 133mm)的高度空間。
[0020]2.和傳統(tǒng)二次風(fēng)冷系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型對二次散熱翅片進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用高寬比為15的翅片尺寸，既保證可加工性又能充分發(fā)揮二次風(fēng)冷系統(tǒng)的最大散熱能力。[0021 ] 3.和傳統(tǒng)液冷相比，傳統(tǒng)液冷設(shè)備量大，管網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜，本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高，管路簡單，易于控制調(diào)節(jié)，且節(jié)能降噪。通過控制設(shè)備中循環(huán)栗的啟停，使制冷系統(tǒng)的液體循環(huán)回路在低溫下停止工作，具有一定的節(jié)能效果和延長循環(huán)栗的使用壽命O
[0022]4.此外本裝置由于集成度高，液冷冷板與風(fēng)冷散熱一體化設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)簡單操作性強(qiáng)，并且系統(tǒng)的冷卻和供電均獨(dú)立，可實(shí)現(xiàn)分布式冷卻，滿足大型分布式發(fā)射機(jī)組或其他電子設(shè)備的散熱需求。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖2為圖1的左視立體圖；
[0025]圖3為圖1的俯視立體圖；
[0026]圖4風(fēng)機(jī)組件、風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)和風(fēng)道靜壓腔安裝在冷板上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為冷板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型工作原理圖。
[0029]上圖中序號:冷板1、儲(chǔ)液箱2、過濾器3、壓差傳感器4、循環(huán)栗5、卸荷閥6、壓力傳感器7、溫度傳感器8、自動(dòng)排氣閥9、排液閥10、補(bǔ)液閥11、液位顯示器12、管接頭13、管子14、循環(huán)栗驅(qū)動(dòng)器15、被冷卻物16、進(jìn)液口 19、出液口 20、冷卻介質(zhì)槽21、加密冷卻介質(zhì)槽22、蓋板23、風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24、風(fēng)機(jī)組件25、風(fēng)機(jī)電源26、風(fēng)道靜壓腔27。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031 ]參見圖1、圖2、圖3和圖6，一種一體式冷卻裝置包括液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)。
[0032]液冷系統(tǒng)包括串聯(lián)的儲(chǔ)液箱2、過濾器3、循環(huán)栗5和冷板I;風(fēng)冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)組件25、風(fēng)機(jī)電源26、風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24和風(fēng)道靜壓腔27;風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24由并列的散熱翅片組成，每片散熱翅片之間間隙的高寬比為15。液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)均安裝于冷板I的一側(cè)面上。
[0033]參見圖5和圖4，冷板I為矩形板，一側(cè)板面上均布開設(shè)有冷卻介質(zhì)槽21，均布的冷卻介質(zhì)槽21串聯(lián)，均布的冷卻介質(zhì)槽21的中部設(shè)有均布的加密冷卻介質(zhì)槽22，均布的加密冷卻介質(zhì)槽22的面積為均布的冷卻介質(zhì)槽21的面積的四分之一。冷卻介質(zhì)槽21的槽寬為3mm，槽深為3mm，相鄰冷卻介質(zhì)槽21之間的間距為3mm;所述加密冷卻介質(zhì)槽22的槽寬為1mm，槽深為I，相鄰加密冷卻介質(zhì)槽22之間的間距為1mm。均布的冷卻介質(zhì)槽21覆蓋上蓋板23形成冷卻介質(zhì)管路，冷卻介質(zhì)管路的一端為進(jìn)液口 19，另一端為出液口 20。冷卻介質(zhì)管路串聯(lián)在循環(huán)栗5的出口和儲(chǔ)液箱2的進(jìn)口之間;循環(huán)栗5和儲(chǔ)液箱2均固定安裝于冷板I上。
[0034]參見圖4，風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24安裝在冷板I上，且對應(yīng)覆蓋在冷卻介質(zhì)管路上;風(fēng)道靜壓腔27為橫截面呈L形的立方體，其中短邊的端面對應(yīng)連接著風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24的進(jìn)風(fēng)端，長邊的外端面對應(yīng)連接著風(fēng)機(jī)組件25的出風(fēng)口。風(fēng)機(jī)組件25由三臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)并列組成。風(fēng)道靜壓腔27和風(fēng)機(jī)組件25均固定安裝于冷板I上。
[0035]參見圖6，循環(huán)栗5的出口和儲(chǔ)液箱2的進(jìn)口之間串聯(lián)著卸荷管路，卸荷管路上設(shè)有卸荷閥6。循環(huán)栗5的出口和冷板I上的進(jìn)液口 19之間的管路上安裝有壓力傳感器7和溫度傳感器8。儲(chǔ)液箱2的上部分別安裝有自動(dòng)排氣閥9和補(bǔ)液閥11，底部安裝有排液閥10。過濾器3上并聯(lián)著壓差傳感器4。
[0036]本實(shí)用新型的工作原理說明如下:
[0037]使用時(shí)，被冷卻物16安裝在冷板I的另一側(cè)面上。在循環(huán)栗5的驅(qū)動(dòng)下，冷卻液體進(jìn)入冷板I，經(jīng)過冷卻介質(zhì)管路，從冷板I的出液口 20流出，將被冷卻物16產(chǎn)生的熱量帶走，冷卻液體進(jìn)入儲(chǔ)液箱2，完成一個(gè)液冷流動(dòng)循環(huán)。同時(shí)風(fēng)機(jī)組件電源26及風(fēng)機(jī)組件25工作，將冷卻空氣吹入風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)24的散熱翅片，熱量在散熱翅片處擴(kuò)散，完成二次換熱冷卻。當(dāng)循環(huán)栗5的出口和冷板I的進(jìn)液口 19之間管路上的溫度傳感器8顯示流冷卻液體溫度低于8°(:時(shí)，切斷液冷循環(huán)，僅維持風(fēng)冷設(shè)備工作，當(dāng)溫度傳感器8顯示冷卻液體溫度高于13°C時(shí)，啟動(dòng)液冷循環(huán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種一體式冷卻裝置，包括液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng);所述液冷系統(tǒng)包括串聯(lián)的儲(chǔ)液箱(2)、過濾器⑶、循環(huán)栗(5)和冷板(I)，所述風(fēng)冷系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)組件(25)、風(fēng)機(jī)電源(26)、風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)(24)和風(fēng)道靜壓腔(27);所述風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)(24)由并列的散熱翅片組成;其特征在于: 所述液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)均設(shè)于冷板(I)的一側(cè)面上； 所述冷板(I)為矩形板，一側(cè)板面上均布開設(shè)有設(shè)有冷卻介質(zhì)槽(21)，均布的冷卻介質(zhì)槽(21)串聯(lián)，均布的冷卻介質(zhì)槽(21)上覆蓋蓋板(23)形成冷卻介質(zhì)管路，冷卻介質(zhì)管路的一端為進(jìn)液口(19)，另一端為出液口(20)，冷卻介質(zhì)管路串聯(lián)在循環(huán)栗(5)的出口和儲(chǔ)液箱(2)的進(jìn)口之間；所述循環(huán)栗(5)和儲(chǔ)液箱(2)均固定設(shè)于冷板(I)上； 所述風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)(24)安裝在冷板(I)上，且對應(yīng)覆蓋在冷卻介質(zhì)管路上;風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)(24)的進(jìn)風(fēng)端連通著風(fēng)道靜壓腔(27)的出風(fēng)口，風(fēng)道靜壓腔(27)的進(jìn)風(fēng)口對應(yīng)連接著風(fēng)機(jī)組件(25)的出風(fēng)口；所述風(fēng)道靜壓腔(27)和風(fēng)機(jī)組件(25)均固定設(shè)于冷板(I)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述均布的冷卻介質(zhì)槽(21)的中部設(shè)有均布的加密冷卻介質(zhì)槽(22)，均布的加密冷卻介質(zhì)槽(22)的面積為均布的冷卻介質(zhì)槽(21)的面積的四分之一至三分之一。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述冷卻介質(zhì)槽(21)的槽寬為2?4_，槽深為2?4mm，相鄰冷卻介質(zhì)槽(21)之間的間距為2?4mm;所述加密冷卻介質(zhì)槽(22)的槽寬為0.8?1mm，槽深為0.8?I，相鄰加密冷卻介質(zhì)槽(22)之間的間距為0.5?Imm04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述風(fēng)道靜壓腔(27)為橫截面呈L形的立方體，其中短邊的端面連接著風(fēng)冷散熱機(jī)構(gòu)(24)的進(jìn)風(fēng)端，長邊的外端面連接著風(fēng)機(jī)組件(25)的出風(fēng)口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)組件(25)由兩臺(tái)以上軸流式風(fēng)機(jī)并列組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述循環(huán)栗(5)的出口和儲(chǔ)液箱(2)的進(jìn)口之間串聯(lián)著卸荷管路，卸荷管路上設(shè)有卸荷閥(6)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述儲(chǔ)液箱(2)的上部分別設(shè)有自動(dòng)排氣閥(9)和補(bǔ)液閥(11)，底部設(shè)有排液閥(10)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述過濾器(3)上并聯(lián)著壓差傳感器(4)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:所述循環(huán)栗(5)的出口和冷板(I)上的進(jìn)液口(19)之間的管路上設(shè)有壓力傳感器(7)和溫度傳感器(8)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一體式冷卻裝置，其特征在于:每片散熱翅片之間間隙的高寬比為15。
【文檔編號】H05K7/20GK205491614SQ201620165334
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】付娟, 胡芳, 宋敏, 崔珍珍, 趙蓮晉, 張榮明, 李紅, 劉巍
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所