專利名稱：液冷式散熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱系統(tǒng)，尤其是涉及一種液冷式散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，各種電子裝置，如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等處理速度日趨高速化，導(dǎo)致上述電子裝置內(nèi)部所產(chǎn)生的熱量也相應(yīng)的提高，目前的散熱方法一般是在芯片等發(fā)熱電子元件上設(shè)置散熱風(fēng)扇，以氣冷方式來(lái)協(xié)助散熱，但散熱風(fēng)扇散熱效率有限，對(duì)降低芯片溫度的效果較差，且風(fēng)扇運(yùn)作時(shí)會(huì)有噪音產(chǎn)生。
為解決散熱風(fēng)扇的散熱效率不高及噪音問(wèn)題，開始出現(xiàn)一種液冷式散熱裝置，其和計(jì)算機(jī)相連，該液冷式散熱裝置包括一冷卻管路，工作流體填充在其中；一泵，其連接在所述冷卻管路間；至少一散熱片，其設(shè)置在欲散熱的計(jì)算機(jī)芯片上，所述散熱片內(nèi)部設(shè)有和所述冷卻管路相連接的管路；至少一散熱板，其設(shè)置在計(jì)算機(jī)機(jī)殼上或計(jì)算機(jī)機(jī)殼外，所述散熱板內(nèi)部設(shè)有和所述冷卻管路相連接的管路。該散熱裝置是通過(guò)工作流體循環(huán)流動(dòng)將熱量帶至機(jī)殼上或機(jī)殼外，有效降低芯片溫度，且不會(huì)有噪音產(chǎn)生。
但是，上述液冷式計(jì)算機(jī)散熱系統(tǒng)是通過(guò)動(dòng)力泵驅(qū)動(dòng)工作流體在冷卻管路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)以帶走熱量，只要計(jì)算機(jī)一開機(jī)，該動(dòng)力泵就會(huì)驅(qū)動(dòng)工作流體恒速流動(dòng)以散熱，無(wú)論計(jì)算機(jī)芯片所產(chǎn)生的熱量或多或少，工作流體的流速均是恒定的。因此，當(dāng)計(jì)算機(jī)芯片所產(chǎn)生的熱量較少時(shí)，會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)用于驅(qū)動(dòng)該動(dòng)力泵的能量；當(dāng)計(jì)算機(jī)芯片所產(chǎn)生的熱量較多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法達(dá)成及時(shí)、高效率熱交換，甚至燒毀計(jì)算機(jī)芯片。
有鑒在此，提供一種可及時(shí)、高效率散熱且節(jié)能的液冷式散熱系統(tǒng)實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容以下，將以實(shí)施例說(shuō)明一種可及時(shí)、高效率散熱且節(jié)能的液冷式散熱系統(tǒng)。
所述液冷式散熱系統(tǒng)包括一具有一散熱部的散熱元件；流通在該液冷式散熱系統(tǒng)內(nèi)的工作流體；一用于冷凝所述散熱部流出的工作流體的冷凝部；一用于使所述工作流體循環(huán)流動(dòng)的泵；所述散熱元件還包括一緊貼所述散熱部的熱電轉(zhuǎn)換部，該熱電轉(zhuǎn)換部和所述泵電連接，用于向該泵提供動(dòng)力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，上述液冷式散熱系統(tǒng)以熱電轉(zhuǎn)換部?jī)啥朔謩e感應(yīng)其和發(fā)熱元件及散熱部相接觸表面的溫度而轉(zhuǎn)換成電流驅(qū)動(dòng)泵工作，省略現(xiàn)有技術(shù)的外接電源，為自發(fā)性驅(qū)動(dòng)，可節(jié)省電能；而且，現(xiàn)有技術(shù)的工作流體是勻速流動(dòng)，本發(fā)明中，發(fā)熱元件和工作流體的溫差可控制驅(qū)動(dòng)泵的電流大小，即可相應(yīng)調(diào)節(jié)工作流體的流速，發(fā)熱元件發(fā)熱量大時(shí)，工作流體高速流動(dòng)，可及時(shí)、高效率散熱，發(fā)熱元件發(fā)熱量小時(shí)，工作流體低速流動(dòng)甚至不流動(dòng)，可節(jié)省能源，降低各元件損耗。

圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施例中的液冷式散熱系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式通常，熱電材料的相對(duì)兩端面存在溫度差時(shí)，在該兩端面間將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E。這就是西伯克效應(yīng)。由于西伯克效應(yīng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱作溫差電動(dòng)勢(shì)。若將該熱電材料制成熱電轉(zhuǎn)換器置于回路中，當(dāng)該熱電轉(zhuǎn)換器的相對(duì)兩端面存在溫度差時(shí)，則該熱電轉(zhuǎn)換器的電輸出端便會(huì)有電流產(chǎn)生，該電流沿該回路流回該熱電轉(zhuǎn)換器的電輸入端，從而形成一電回路。
下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明較佳實(shí)施例的液冷式散熱系統(tǒng)1包括流通在該液冷式散熱系統(tǒng)1內(nèi)的工作流體9；一用于使工作流體9循環(huán)流動(dòng)的泵3；一散熱元件2，其包括一散熱部21及一緊貼該散熱部21的熱電轉(zhuǎn)換部22，該熱電轉(zhuǎn)換部22和所述泵3電連接；一用于冷凝該散熱部21流出的工作流體9的冷凝部4。
優(yōu)選的，本液冷式散熱系統(tǒng)1還可設(shè)置一連接于所述泵3和冷凝部4之間、用于儲(chǔ)存工作流體9的儲(chǔ)液槽7。
優(yōu)選的，本液冷式散熱系統(tǒng)1還可設(shè)置一連接于所述熱電轉(zhuǎn)換部22和泵3之間的穩(wěn)壓及電路控制裝置10，用于穩(wěn)壓及控制由熱電轉(zhuǎn)換部22輸出的電流。
本實(shí)施例中，冷凝部4的液輸入端41通過(guò)導(dǎo)液管54和散熱部21的液輸出端212相連；冷凝部4的液輸出端42通過(guò)導(dǎo)液管51和儲(chǔ)液槽7的液輸入端71連接；儲(chǔ)液槽7的液輸出端72通過(guò)導(dǎo)液管52和泵的液輸入端31連接。泵的液輸出端32通過(guò)導(dǎo)液管53連接散熱部21的液輸入端211。
本實(shí)施例中，穩(wěn)壓及電路控制裝置10的電輸入端101通過(guò)電線82連接熱電轉(zhuǎn)換部22的電輸出端222；泵3的電輸入端33通過(guò)電線83連接穩(wěn)壓及電路控制裝置10的電輸出端102；泵3的電輸出端34通過(guò)電線81連接熱電轉(zhuǎn)換部22的電輸入端221。
下面，對(duì)液冷式散熱系統(tǒng)1的各組成部分分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
工作流體9在導(dǎo)液管51、52、53和54內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，可以為水、甲醇、乙醇或庚烷等材料，本實(shí)施例中，選用內(nèi)含納米級(jí)粒子的純水作為工作流體9，納米級(jí)粒子包括納米級(jí)銅粉、碳納米管或納米碳球。由于納米級(jí)粒子尺寸小，其行為接近于液體分子，故不會(huì)限制工作流體9的流動(dòng)；該納米級(jí)粒子不但導(dǎo)熱系數(shù)高(如碳納米管，導(dǎo)熱系數(shù)接近于6000瓦/米·攝氏度(W/m·℃)，為銅材料的15倍)，且接觸面積大，可達(dá)到良好的導(dǎo)熱效果。
為便于液冷式散熱系統(tǒng)1整體微型化，泵3可選擇微型泵。該泵31在熱電轉(zhuǎn)換部22所提供的電流的驅(qū)動(dòng)下抽取儲(chǔ)液槽7內(nèi)的工作流體9并驅(qū)動(dòng)其在液冷式散熱系統(tǒng)1內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。
散熱部21采用具有封閉空腔的平板，其內(nèi)可流通工作流體9，為便于和熱電轉(zhuǎn)換部22較好接合，散熱部21和熱電轉(zhuǎn)換部22相接觸的表面形狀相匹配。優(yōu)選的，熱電轉(zhuǎn)換部22和散熱部21間通過(guò)一熱界面材料23相接合。
熱電轉(zhuǎn)換部22是由熱電材料制成的具有熱電轉(zhuǎn)化機(jī)能的片狀部件。使用時(shí)，熱電轉(zhuǎn)換部22的一端面通過(guò)一熱界面材料23和散熱部21的一表面相接合，與該端面相對(duì)的另一端面也可通過(guò)一熱界面材料23’貼靠至發(fā)熱元件A的一表面上，當(dāng)熱電轉(zhuǎn)換部22的分別貼靠至發(fā)熱元件A和散熱部21的相對(duì)兩端面上產(chǎn)生溫差時(shí)，其電輸出端222便有電流產(chǎn)生，該電流在穩(wěn)壓及電路控制裝置10作用后，驅(qū)動(dòng)泵3作業(yè)，當(dāng)熱電轉(zhuǎn)換部22兩端溫差較大時(shí)，由熱電轉(zhuǎn)換部22的電輸出端222輸出的電流較大，所述泵3在該大電流作用下驅(qū)動(dòng)工作流體9在液冷式散熱系統(tǒng)1內(nèi)快速流動(dòng)，可達(dá)成及時(shí)、高效率散熱；當(dāng)熱電轉(zhuǎn)換部22兩端溫差較小時(shí)，由熱電轉(zhuǎn)換部22的電輸出端222輸出的電流也較小，所述泵3在該小電流作用下驅(qū)動(dòng)工作流體9在液冷式散熱系統(tǒng)1內(nèi)較慢流動(dòng)，可節(jié)省能源，及維持發(fā)熱元件A處于安全溫度。熱電轉(zhuǎn)換部22材料可選擇碲化鉍、碲化鉛或硅鍺合金中一種。
冷凝部4用于冷卻由散熱部21經(jīng)導(dǎo)液管54傳遞的工作流體9，并使熱量散發(fā)到周圍流動(dòng)的空氣中。為增強(qiáng)冷卻效果，可采用風(fēng)扇散熱、散熱鰭片散熱等方式。
優(yōu)選的，本液冷式散熱系統(tǒng)1還可設(shè)置多個(gè)單向閥6，將其分別設(shè)置在冷凝部4和儲(chǔ)液槽7間的導(dǎo)液管51上、儲(chǔ)液槽7和泵間的導(dǎo)液管52上、泵和散熱部21間的導(dǎo)液管53上、散熱部21和冷凝部4間的導(dǎo)液管54上，具有控制工作流體9的流率及使其單向流動(dòng)的功能，防止工作流體9回流。
液冷式散熱系統(tǒng)1工作時(shí)，將所述散熱元件的熱電轉(zhuǎn)換部22貼靠在發(fā)熱元件A上，位于散熱部21一側(cè)的熱電轉(zhuǎn)換部22的一表面均勻感應(yīng)散熱部21，也是其中工作流體9的溫度T1，熱電轉(zhuǎn)換部22的另一相對(duì)表面均勻感應(yīng)發(fā)熱元件A的溫度T2，當(dāng)T1和T2相接近時(shí)，熱電轉(zhuǎn)換部22的電輸出端222沒(méi)有電流輸出，泵3由于沒(méi)有源驅(qū)動(dòng)力而不工作，即泵3不會(huì)對(duì)液冷式散熱系統(tǒng)1內(nèi)工作流體9產(chǎn)生抽力，從而，該工作流體9不流動(dòng)，液冷式散熱系統(tǒng)1不發(fā)揮作用；當(dāng)T1和T2相差較大時(shí)，熱電轉(zhuǎn)換部22的電輸出端222會(huì)有電流輸出，該電流通過(guò)穩(wěn)壓及電路控制裝置10的作用驅(qū)動(dòng)泵3，該泵3抽出儲(chǔ)液槽7內(nèi)的工作流體9，該工作流體9經(jīng)連接在泵3和散熱部21間的導(dǎo)液管53進(jìn)入散熱部21，帶走發(fā)熱元件A經(jīng)由熱電轉(zhuǎn)換部22傳遞到散熱部21上的熱量，該工作流體9再由散熱部21的液輸出端222進(jìn)入冷凝部4，通過(guò)冷凝部4的致冷作用，工作流體9轉(zhuǎn)變成低溫狀態(tài)，由冷凝部4的液輸出端42而出進(jìn)入儲(chǔ)液槽7，泵3繼續(xù)將該工作流體9由其液輸入端71抽入，再轉(zhuǎn)送入散熱部21進(jìn)行散熱、降溫的工作，直至T1和T2近似相等，如此周而復(fù)始即形成完整的液冷式散熱循環(huán)過(guò)程。
本發(fā)明以熱電轉(zhuǎn)換部22兩端分別感應(yīng)其與發(fā)熱元件A和散熱部21相接觸表面的溫度而轉(zhuǎn)換成電流驅(qū)動(dòng)泵3工作，省略現(xiàn)有技術(shù)的外接電源，為自發(fā)性驅(qū)動(dòng)，可節(jié)省電能；現(xiàn)有技術(shù)的工作流體是勻速流動(dòng)，本實(shí)施例中，發(fā)熱元件A和工作流體9的溫差可控制驅(qū)動(dòng)泵3的電流大小，即可相應(yīng)調(diào)節(jié)工作流體9的流速，發(fā)熱元件A發(fā)熱量大時(shí)，工作流體9高速流動(dòng)，可及時(shí)、高效率散熱，發(fā)熱元件A發(fā)熱量小時(shí)，工作流體9低速流動(dòng)甚至不流動(dòng)，可節(jié)省能源，降低各元件損耗。
權(quán)利要求
1.一種液冷式散熱系統(tǒng)，其包括一具有一散熱部的散熱元件；流通在該液冷式散熱系統(tǒng)內(nèi)的工作流體；一用于冷凝所述散熱部流出的工作流體的冷凝部；及一用于使所述工作流體循環(huán)流動(dòng)的泵；其特征在于所述散熱元件還包括一熱電轉(zhuǎn)換部，該熱電轉(zhuǎn)換部緊貼所述散熱部，并和所述泵電連接，用于向該泵提供動(dòng)力。
2.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述液冷式散熱系統(tǒng)還包括一連接于所述泵和所述冷凝部之間的儲(chǔ)液槽。
3.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述液冷式散熱系統(tǒng)還包括一連接于所述熱電轉(zhuǎn)換部和所述泵之間的穩(wěn)壓及電路控制裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電轉(zhuǎn)換部由熱電材料制成。
5.如權(quán)利要求4所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電材料包括碲化鉍、碲化鉛或硅鍺合金。
6.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱部和熱電轉(zhuǎn)換部間通過(guò)一熱界面材料相連接。
7.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱部和熱電轉(zhuǎn)換部間相接觸表面的形狀相匹配。
8.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述液冷式散熱系統(tǒng)還可設(shè)置至少一個(gè)單向閥，用于防止所述工作流體回流。
9.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述工作流體包括水、甲醇、乙醇或庚烷。
10.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述工作流體中含納米粒子。
11.如權(quán)利要求10所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述納米粒子包括納米級(jí)銅粉、碳納米管或納米碳球。
全文摘要
本發(fā)明提供的液冷式散熱系統(tǒng)包括一具有一散熱部的散熱元件；流通在該液冷式散熱系統(tǒng)內(nèi)的工作流體；一用于冷凝該散熱部流出的工作流體的冷凝部；一用于使該工作流體循環(huán)流動(dòng)的泵；所述散熱元件還包括一緊貼所述散熱部的熱電轉(zhuǎn)換部，該熱電轉(zhuǎn)換部和所述泵電連接，用于向該泵提供動(dòng)力。該液冷式散熱系統(tǒng)可及時(shí)、高效率散熱，另外，可節(jié)省能源。
文檔編號(hào)H05K7/20GK1937214SQ20051003747
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者簡(jiǎn)士哲 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司