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)明涉及熱傳領(lǐng)域，尤其涉及一種液冷式散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來電子技術(shù)迅速發(fā)展，電子元件的運(yùn)行頻率和速度不斷提升。但是，同時(shí)電子元件產(chǎn)生熱量越來越多，溫度也越來越高，嚴(yán)重威脅電子元件運(yùn)行時(shí)的性能和穩(wěn)定性，為確保電子元件能正常工作，需對電子元件進(jìn)行有效散熱。目前風(fēng)冷式散熱系統(tǒng)廣泛地運(yùn)用于電子元件散熱中，其一般是通過散熱鰭片將發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出，再以風(fēng)扇強(qiáng)迫空氣熱對流來帶走熱量。雖然風(fēng)冷式散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，和目前電子元件兼容性較好，且成本低廉，但因其散熱原理為空氣熱對流，而空氣的熱傳導(dǎo)效率很低，散熱能力受到限制，很難滿足高頻高速電子元件的散熱需求。液冷式散熱系統(tǒng)以其散熱高效、快速等特點(diǎn)，適合解決目前電子器件因性能提升所衍生的散熱問題。
液冷式散熱系統(tǒng)一般包括一吸熱單元、散熱單元、工作流體和連接導(dǎo)管，其中吸熱單元從發(fā)熱元件吸收熱量，然后由導(dǎo)管中的工作流體將熱量帶走，最后通過散熱單元將熱量散發(fā)到空氣中。
傳統(tǒng)液冷式散熱系統(tǒng)一般采用純液體作為工作流體，但一般純液體導(dǎo)熱系數(shù)較小，其與吸熱單元、散熱單元和連接導(dǎo)管管壁間熱阻較大，導(dǎo)致液冷式散熱系統(tǒng)工作流體不能迅速從吸熱單元吸熱及向散熱單元散熱，從而影響液冷式散熱系統(tǒng)的熱傳量，降低散熱效率。
有鑒在此，提供一種具有較大熱傳量和較高散熱效率的液冷式散熱系統(tǒng)實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容以下將以實(shí)施例說明一種具有較大熱傳量和較高散熱效率的液冷式散熱系統(tǒng)。
一種液冷式散熱系統(tǒng)，其包括一吸熱單元；一散熱單元；連接所述吸熱單元并穿設(shè)于所述散熱單元的連接導(dǎo)管；以及流動(dòng)在所述吸熱單元和連接導(dǎo)管中的工作流體，其中所述工作流體包括一液體介質(zhì)以及分散于所述液體介質(zhì)中的磁性粉末，所述液冷式散熱系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一磁場產(chǎn)生裝置，以產(chǎn)生磁場，且所述吸熱單元或/及散熱單元置于該磁場中。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述液冷式散熱系統(tǒng)的工作流體內(nèi)分散有磁性粉末，其吸熱單元或/及散熱單元處具有磁場產(chǎn)生裝置使吸熱單元或/及散熱單元處在變化的磁場中，由于磁場的作用，工作流體中的磁性粉末會(huì)按磁場方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)液體介質(zhì)分子一起運(yùn)動(dòng)，因此通過磁場的不斷變化，可使磁性粉末在液體介質(zhì)中不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使工作流體流動(dòng)的形式變?yōu)槲闪鞯臓顟B(tài)，此舉可提高工作流體的熱傳導(dǎo)系數(shù)，進(jìn)而提高工作流體的熱傳量，提高液冷式散熱系統(tǒng)的散熱效率。

圖1是本發(fā)明所提供的第一實(shí)施例的液冷式散熱系統(tǒng)示意圖。
圖2是本發(fā)明所提供的第一實(shí)施例的液冷式散熱系統(tǒng)的吸熱單元示意圖。
圖3是本發(fā)明所提供的第二實(shí)施例的液冷式散熱系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
請參閱圖1，為本發(fā)明的第一實(shí)施例提供的液冷式散熱系統(tǒng)10，其包括一吸熱單元20；一散熱單元30；連接所述吸熱單元20和散熱單元30的連接導(dǎo)管40；以及流動(dòng)在所述吸熱單元20和連接導(dǎo)管40中的工作流體50，其中所述工作流體50包括一液體介質(zhì)以及分散于所述液體介質(zhì)中的磁性粉末，所述連接導(dǎo)管40穿設(shè)于所述散熱單元30中。
工作流體50中所述液體介質(zhì)包括水、醇類和酮類中的一種或幾種的混合，所述醇類可為甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇和乙二醇中的一種或幾種的混合，所述酮類可為丙酮，本實(shí)施例使用的液體介質(zhì)為純水。所述磁性粉末可選自鐵、鈷、鎳、鐵合金、鈷合金和鎳合金中的一種或幾種的混合。優(yōu)選地，所述磁性粉末占工作流體50總重量的0.1％～3％，粒徑為1～1000納米。更優(yōu)選地，所述磁性粉末為納米級粉末即粒徑為1～100納米。工作流體50還可包括導(dǎo)熱粉末，所述導(dǎo)熱粉末可選自金、銀、銅、鋁、氧化銅、氧化鋁、氮化硼、氮化鋁和氧化鋅中的一種或幾種的混合，優(yōu)選地，該導(dǎo)熱粉末為納米級粉末。工作流體50還可包括一保護(hù)劑，用于防止磁性粉末和導(dǎo)熱粉末聚集，所述保護(hù)劑包括檸檬酸、檸檬酸鹽、單檸酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和四級銨鹽中的一種或幾種的混合，本實(shí)施例使用的保護(hù)劑為聚乙烯醇。本實(shí)施例中的磁性粉末為納米級鐵粉，導(dǎo)熱粉末為納米級銅粉。
其中所述吸熱單元20緊貼在發(fā)熱元件60上，用于吸收發(fā)熱元件60的熱量。所述散熱單元30可為散熱器或空氣熱交換器等，本實(shí)施例中散熱單元30為空氣熱交換器。
請參閱圖2，本實(shí)施例中的吸熱單元20具有進(jìn)液口21和出液口22，內(nèi)設(shè)彎曲通道23，一對電磁鐵24、24’貼設(shè)于吸熱單元20的兩相對的外表面25、25’。所述吸熱單元20也可通過內(nèi)設(shè)一空腔來取代所述彎曲通道23，優(yōu)選地，吸熱單元20內(nèi)設(shè)置彎曲通道23。
所述電磁鐵24、24’用于提供一磁場，由于磁場的作用，工作流體50中的磁性粉末會(huì)往磁場方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)液體介質(zhì)分子一起運(yùn)動(dòng)，因此通過電磁鐵24、24’磁場的不斷變化，可使磁性粉末在液體介質(zhì)中不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使工作流體50流動(dòng)的形式變?yōu)槲闪鞯臓顟B(tài)，在該狀態(tài)下工作流體50內(nèi)部各類分子運(yùn)動(dòng)速度和方向各異，分子間碰撞機(jī)率大增，熱擴(kuò)散加快，熱傳導(dǎo)系數(shù)增大，進(jìn)而提高工作流體50的熱傳量，提高液冷式散熱系統(tǒng)10的散熱效率。
需要說明，本發(fā)明中只要將吸熱單元20設(shè)在一變化的磁場中就可達(dá)到上述效果，無論該磁場是通過一變化的電場來形成或通過一運(yùn)動(dòng)的永恒磁鐵形成，還是通過電磁鐵來形成。因此所述吸熱單元20設(shè)置電磁鐵的位置以及所設(shè)置的電磁鐵的數(shù)量都可有多種選擇，所述吸熱單元20設(shè)置的電磁鐵的數(shù)量可為一個(gè)也可為多個(gè)，設(shè)置位置可為吸熱單元20表面，也可和吸熱單元20保持一定距離。
請參閱圖3，為本發(fā)明的第二實(shí)施例提供的液冷式散熱系統(tǒng)100，其包括一吸熱單元200；一散熱單元300；連接所述吸熱單元200并穿設(shè)于所述散熱單元300的連接導(dǎo)管400；以及流動(dòng)在所述吸熱單元200和連接導(dǎo)管400中的工作流體500，其中所述工作流體500包括一液體介質(zhì)以及分散于所述液體介質(zhì)中的磁性粉末。
本實(shí)施例提供的液冷式散熱系統(tǒng)100和本發(fā)明的第一實(shí)施例提供的液冷式散熱系統(tǒng)10基本相同，其不同之處在于本實(shí)施例中散熱單元300設(shè)在一變化的磁場中。該變化的磁場形成方式包括通過一變化的電場來形成，通過運(yùn)動(dòng)的永恒磁鐵形成，以及通過電磁鐵來形成。本實(shí)施例中使用一對電磁鐵310、310’貼設(shè)于散熱單元300的兩相對的外表面320、320’。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例可知，本發(fā)明中也可將吸熱單元和散熱單元都置于磁場中，也即在吸熱單元和散熱單元處都設(shè)置磁場產(chǎn)生裝置。
當(dāng)液冷式散熱系統(tǒng)工作時(shí)，工作流體進(jìn)入吸熱單元中帶走吸熱單元從發(fā)熱元件上吸收的熱量，通過連接導(dǎo)管流到散熱單元中放出熱量，然后再通過連接導(dǎo)管流回吸熱單元，如此循環(huán)往復(fù)從而達(dá)到對發(fā)熱元件散熱的效果。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述液冷式散熱系統(tǒng)的工作流體內(nèi)分散有磁性粉末，其吸熱單元或/及散熱單元處具有磁場產(chǎn)生裝置使吸熱單元或/及散熱單元處在變化的磁場中，由于磁場的作用，工作流體中的磁性粉末會(huì)按磁場方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)液體介質(zhì)分子一起運(yùn)動(dòng)，因此通過磁場的不斷變化，可使磁性粉末在液體介質(zhì)中不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使工作流體流動(dòng)的形式變?yōu)槲闪鞯臓顟B(tài)，此舉可提高工作流體的熱傳導(dǎo)系數(shù)，進(jìn)而提高工作流體的熱傳量，提高液冷式散熱系統(tǒng)的散熱效率。
可以理解的是，對在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種液冷式散熱系統(tǒng)，其包括一吸熱單元；一散熱單元；連接所述吸熱單元并穿設(shè)于所述散熱單元的連接導(dǎo)管；以及流動(dòng)在所述吸熱單元和連接導(dǎo)管中的工作流體；其特征在于所述工作流體包括一液體介質(zhì)以及分散于所述液體介質(zhì)中的磁性粉末，所述液冷式散熱系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一磁場產(chǎn)生裝置，以產(chǎn)生磁場，所述吸熱單元或/及散熱單元是置于該磁場中。
2.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場產(chǎn)生裝置為永恒磁鐵或電磁鐵。
3.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場產(chǎn)生裝置設(shè)置于吸熱單元或/及散熱單元兩相對的表面。
4.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述吸熱單元內(nèi)設(shè)置有彎曲通道，以供工作流體流通。
5.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述液體介質(zhì)選自水、醇類和酮類中的一種或幾種的混合。
6.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性粉末選自鐵、鈷、鎳、鐵合金、鈷合金和鎳合金中的一種或幾種的混合。
7.如權(quán)利要求1或6所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性粉末為納米級粉末。
8.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述工作流體進(jìn)一步包括多個(gè)導(dǎo)熱粉末。
9.如權(quán)利要求10所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)熱粉末選自金、銀、銅、鋁、氧化銅、氧化鋁、氮化硼、氮化鋁和氧化鋅中的一種或幾種的混合。
10.如權(quán)利要求8或9所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)熱粉末為納米級粉末。
11.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述工作流體進(jìn)一步包括一保護(hù)劑。
12.如權(quán)利要求11所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)劑包括檸檬酸、檸檬酸鹽、單檸酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和四級銨鹽的一種或幾種的混合。
13.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述磁性粉末占工作流體總重量的0.1％～3％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液冷式散熱系統(tǒng)，其包括一吸熱單元；一散熱單元；連接所述吸熱單元并穿設(shè)于所述散熱單元的連接導(dǎo)管；以及流動(dòng)在所述吸熱單元和連接導(dǎo)管中的工作流體，其中所述工作流體包括一液體介質(zhì)以及分散于所述液體介質(zhì)中的磁性粉末，所述液冷式散熱系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一磁場產(chǎn)生裝置，以產(chǎn)生磁場，且所述吸熱單元或/及散熱單元置于該磁場中。本發(fā)明提供的液冷式散熱系統(tǒng)通過磁場控制工作流體內(nèi)磁性粉末的運(yùn)動(dòng)，使工作流體處在紊流狀態(tài)，提高工作流體的熱傳導(dǎo)系數(shù)，從而提高液冷式散熱系統(tǒng)的散熱效果。
文檔編號G12B15/00GK1937900SQ20051003749
公開日2007年3月28日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者李欣和 申請人: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