CN112902715A - 一种液冷板及散热设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种液冷板及散热设备，其中，该液冷板包括单相通道和两相通道，所述单相通道内间隔设置第一翅片，所述两相通道内间隔设置第二翅片；液态的冷却液经所述单相通道中的第一翅片换热后，成为气液两相的冷却液，再经所述两相通道中的第二翅片换热后输出。本申请实施例的技术方案，通过设置两相通道将气液两相的冷却液重新进行换热，降低了散热物与冷却液之间的温度差，降低对流换热热阻，提高降温效果，可防止散热过程的过冷问题。

Description

一种液冷板及散热设备
技术领域
本申请涉及液冷散热技术领域，具体涉及一种液冷板和散热设备。
背景技术
随着通信技术的不断发展，电子设备的功耗不断提升，单个机柜机耗已由过去3～4KW增加到百千瓦量级，热流密度达20W/cm2以上，风冷与单相液难以满足未来高热流密度电子产品高可靠的散热需求，温度控制已经成为制约其发展的关键因素。
基于流动沸腾换热的相变工质流体回路散热***在解决局部热流密度高和大规模热量传输方面相对单相换热均有显著优势，两相流体回路将是解决未来高热流的有效途径。但是现有两相液在进入冷板时工作通常存在过冷的问题，单向换热比两相换热热阻大，会造成入口散热单元与其他散热单位均匀性降低；并且由于两相***压力比较大，冷板内部的流道结构优化方式有限，散热用的对流换热面积有限，用于机柜降温时，芯片存在温度超标的风险。
发明内容
本申请提供一种液冷板和散热设备。
本申请实施例提供一种液冷板，包括：
单相通道和两相通道，所述单相通道内间隔设置第一翅片，所述两相通道内间隔设置第二翅片；液态的冷却液经所述单相通道中的第一翅片换热后，成为气液两相的冷却液，再经所述两相通道中的第二翅片换热后输出。
一种实施方式中，第一翅片的表面为粗糙表面；和/或，第二翅片的表面为粗糙表面。
一种实施方式中，第一翅片之间填充金属泡沫；和/或，第二翅片之间填充金属泡沫。
一种实施方式中，第一翅片表面附着金属泡沫；和/或，第二翅片表面附着金属泡沫。
一种实施方式中，第一翅片由金属泡沫构成；和/或，第二翅片由金属泡沫构成。
本申请实施例提供一种散热设备，包括：
冷凝器、泵以及如本申请实施例中任一所述的液冷板；
冷却液经过泵流向所述液冷板进行吸热，吸热后所述冷却液经冷凝器放热重新流回所述泵。
一种实施方式中，所述散热设备还包括：储液罐、供液管路、供液支管路、供液分液器、连接管、单板、回液集液管、回液支管和回液主管；所述单板中布置至少两个所述液冷板；
所述冷凝器、所述储液罐、所述泵、所述供液管路、所述供液支管路、所述供液分液器、所述连接管、所述单板、所述回液集液管、所述回液支管和所述回液主管依次连接形成回路。
一种实施方式中，单板与至少一个待散热芯片连接。
一种实施方式中，所述单板内的液冷板间以串联方式连接。
一种实施方式中，散热设备包括至少两个单板，所述单板之间通过并联方式连接。
本申请实施例的技术方案，通过单相通道和两相通道组成液冷板，单项通道内间隔设置第一翅片和两相通道内间隔设置第二翅片，液态的冷却液经过单项通道的第一翅片换热后成为气液两相的冷却液，再经过两相通道中的第二翅片换热后输出，实现液冷板的温度均匀性，降低对流换热热阻，提高降温效果，可有效防止过冷问题。
关于本申请的以上实施例和其他方面以及其实现方式，在附图说明、具体实施方式和权利要求中提供更多说明。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种液冷板的结构示意图；
图2a为本申请实施例提供的一种液冷板的结构示意图；
图2b为本申请实施例提供的一种液冷板的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种翅片表面的示例图；
图4为本申请实施例提供的一种金属泡沫的应用示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种金属泡沫的应用示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种金属泡沫的应用示意图；
图7为本申请实施例提供的一种散热设备的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种散热设备的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种液冷板的连接关系图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本申请实施例中，液冷板为基于流动沸腾换热的相变工质流体回路散热结构，可以解决局部热流密度高和大规模热量传输的问题，两相液冷技术具有以下几方面优势：
1.换热热流密度高。沸腾换热系数可达1～10W/cm K，比单相高一个数量级。
2.热量传输能力高。相变过程利用液体气化潜热，相变潜热值是水冷几十倍以上。
3.温度均匀性较好。蒸发过程中，等温相变蒸发，因此多蒸发器串联***中各冷板温度均匀性较好，均匀多点热源具有突出的优势。
本申请实施例通过将液冷板设置为包括液冷过冷的单相通路和气体过热的两相通路两个部分，低温液态的冷却液与高温气液两相制冷剂在液冷板内进行热量交换，使得过冷的冷却液得到一定的预热，接近饱和态，从而解决进口处单相换热导致的芯片温度较高、芯片整体温度均匀性较差的问题。进一步的，对液冷板内通道表面进行机械加工，人为增加表面的粗糙度或者增加泡沫金属材料，增加沸腾换热系数，在有限的对流换热面积下，来强化沸腾换热，降低对流换热热阻，降低芯片与冷却工质之间的温差，解决传统流道设计中对流换热热阻比较大、芯片容易超温的问题。
图1为本申请实施例提供的一种液冷板的结构示意图，参见图1，本申请实施例中的液冷板包括单相通道1和两相通道2，所述单相通道1内间隔设置第一翅片11，所述两相通道2内间隔设置第二翅片21；液态的冷却液经所述单相通道1中的第一翅片11换热后，成为气液两相的冷却液，再经所述两相通道中2的第二翅片21换热后输出。
具体的，单相通道1可以为冷却液流通道，单相通道1的结构可以为圆管或者扁管，该单相通道1内可以设置有第一翅片11，设置第一翅片11的数量可以为多个，在单相通道1内第一翅片11可以与冷却液的流动方向相同，各第一翅片11可以平行设置，可以理解的是，第一翅片11设置在单相通道1内可以增大换热效率，提高冷却液的散热效果。两相通道2的结构可与单相通道1的结构相同，可以为圆管或者扁管结构，内部可以布置有第二翅片，各第二翅片可以间隔布置，两相通道可以是气液两相工质的冷却液流过的流通道，冷却液可以在单相通道1中吸热由液体转化为气液两相的冷却液，转化为气液两相的冷却液可以重新通过两相通道2流入液冷板重新进行换热，气液两相的冷却液经过再次换热后可以流出液冷板，可以理解的是，由于气液两相的冷却液的换热温差低，可以防止液冷板出现过冷问题。
在本申请实施例中，图2a和图2b为本申请实施例提供的一种液冷板的结构示意图，参见图2a和图2b，其中，图2b为图2a中液冷板在a-a方向的剖视图，液冷板1可以由单相通道和两相通道组成，其中，液体状态的冷却液可以经单相通道的单相入口5流入液冷板的单相通道，单相通道内可以包括翅片2，各翅片2之间存在空隙构成冷却液流通的流体通道3，冷却液可以在流体通道3内进行换热吸收待散热芯片发出的热量，冷却液经过换热后可以由液体状态转换为气液两相状态，也就是即包括液体冷却液，又包括气体冷却液，可以理解的是，气液两相的冷却液可以从单相出口4流出。气液两相状态的冷却液可以通过两相通道入口6流入，在流体通道内再次进行换热，经两相通道出口7流处。具体的，两相通道的结构可以与单相通道的结构相同，两相通道和单相通道可以通过间隔8分隔，两相通道也可以包括有翅片2以增大散热面积，提高液冷板的换热效果。
本申请实施例的技术方案，通过单相通道和两相通道组成液冷板，单项通道内间隔设置第一翅片和两相通道内间隔设置第二翅片，液态的冷却液经过单项通道的第一翅片换热后成为气液两相的冷却液，再经过两相通道中的第二翅片换热后输出，实现液冷板的温度均匀性，降低对流换热热阻，提高降温效果，可有效防止出现过冷问题。
一种实施方式中，液冷板中所述第一翅片的表面为粗糙表面；和/或所述第二翅片的表面为粗糙表面。
图3为本申请实施例提供的一种翅片表面的示例图；参见图3，本申请实施例中可以对液冷板内的翅片进行机械加工，使得该翅片的表面变为粗糙表面，可以进一步增多散热面积，并形成沸腾换热的汽化核心，以进一步提高液冷板的换热效果，可以理解的是，可以根据液冷板的散热需求，将单相通道内的第一翅片的表面处理为粗糙表面或者将两相通道内的第二翅片的表面处理为粗糙表面，例如，为了满足待散热芯片的散热效果要求，可以将两相通道内的第二翅片处理为粗糙表面，将单相通道内的第一翅片不进行处理，仍保持为光滑表面。可以理解的是，单相通道内第一翅片的表面和两相通道内的表面可以不同时为粗糙表面。进一步的，还可以将单相通道和两相通道内的腔体内表面处理为粗糙表面。
一种实施方式中，所述第一翅片之间填充金属泡沫；和/或，所述第二翅片之间填充金属泡沫。
图4为本申请实施例提供的一种金属泡沫的应用示意图；参见图4，具体的，液冷板内还可以在翅片2之间填充金属泡沫1以增加散热面积，金属泡沫1可以是含有泡沫气孔的特种金属材料，可以作为沸腾换热的汽化核心。液冷板中可以分别在第一翅片之间的空隙内填充金属泡沫以及在第二翅片之间的空隙内填充金属泡沫，可以理解的是，可以仅将第一翅片之间的空隙内填充金属泡沫，也可以仅在第二翅片之间的空隙内填充金属泡沫。
一种实施方式中，所述第一翅片表面附着金属泡沫；和/或，所述第二翅片表面附着金属泡沫。
本申请实施例中，还可以在液冷板内翅片上附着金属泡沫，图5为本申请实施例提供的另一种金属泡沫的应用示意图，参见图5，液冷板内翅片2周围可以包裹有金属泡沫1，金属泡沫1可以附着在第一翅片表面或者第二翅片表面，，可以理解的是，可以仅将第一翅片表面附着金属泡沫，也可以仅在第二翅片的表面附着金属泡沫。
一种实施方式中，第一翅片由金属泡沫构成；和/或，所述第二翅片由金属泡沫构成。
具体的，液冷板中可以将金属泡沫直接作为翅片进行换热，可以提高冷却液与液冷板的散热面积，通过沸腾换热进一步提高散热效果，可以将第一翅片或者第二翅片由金属泡沫构成，图6为本申请实施例提供的另一种金属泡沫的应用示意图，参见图6，金属泡沫1可以作为翅片设置在液冷板内，可以分别作为单相通道的第一翅片和两相通道的第二翅片，可以理解的是，第一翅片和第二翅片可以不同时为金属泡沫，进一步的，液冷板内第一翅片和第二翅片可以不同时全为金属泡沫，可以两相通道内可以存在阈值数量的第二翅片可以为金属泡沫，其他第二翅片可以为正常材质的翅片，例如，铁、铜和铝等。
图7为本申请实施例提供的一种散热设备的结构示意图，参见图7，本申请实施例中的散热设备可以包括冷凝器3、泵2以及如本申请实施例中任一所述的液冷板1；冷却液经过所述泵2流向所述液冷板1进行吸热，吸热后所述冷却液经所述冷凝器3放热重新流回所述液冷板1。
具体的，散热设备可以由液冷板1、泵2和冷凝器3组成，液冷板1可以通过流体管道连接到泵2和冷凝器3，冷却液可以通过流体管道在液冷板1、泵2和冷凝器3中循环流转，泵2具体可以为冷却液循环泵，可以加快冷却液在该散热设备中的流转速度，泵2具体可以包括真空泵和涡轮泵等。冷凝器3可以是吸收冷却液热量，使冷却液从气态或者气液两相转换为液体的设备，具体可以包括喷淋式冷凝器、充填式冷凝器和淋水式冷凝器等。散热设备中冷却液在液冷板吸热并在冷凝器放热，将待散热物体的热量散发，进一步的，冷凝器3中一般可以存储冷冻水或者制冷剂以式冷却液由气体转换为液体，可以理解的是，为加快散热效率，散热设备可以包括多块液冷板1，液冷板1可以通过串联或者并联的方式连接。
一种实施方式中，为了保护泵2的安全，进入泵2的冷却液的温度需要保持在一定温度以下，可以在泵2的入口前方设置仅包括单相通道的液冷板，使得所述液冷板过冷，降低进入泵2的冷却液温度。
图8为本申请实施例提供的另一种散热设备的结构示意图，参见图8，本申请实施例的散热设备还包括储液罐3、供液管路5、供液支管路6、供液分液器7、连接管8、单板9、回液集液管10、回液支管11和回液主管12；所述单板9中布置至少两个所述液冷板；所述冷凝器2、所述储液罐3、所述泵4、所述供液管路5、所述供液支管路6、所述供液分液器7、所述连接管8、所述单板9、所述回液集液管10、所述回液支管11和所述回液主管12依次连接形成回路。
具体的，储液罐3可以是存储冷冻剂或者冷冻水的存储罐，其中，冷冻剂可以为氟利昂，可以为冷凝器提供制冷剂，供液管路5、供液支管路6、供液分液器7、连接管8、回液集液管10、回液支管11和回液主管12可以是连接各单板9的流体通道，可以便于冷却液在散热设备中的循环流转，冷却液在泵4的驱动下，经供液主管5、供液支管6、进入供液分液器7。液相制冷剂通过供液分液器7分配后进入连接管8和冷板内，冷板可以与待散热物体连接，当芯当待散热物体散热时，冷却液吸收热量发生沸腾，转变为气液两相状态，之后流经连接管8汇集到回液集液器内，再经过回液支管11、回液主管12回到泵驱机组1内，两相制冷剂通过冷凝器2将热量排散出去。单板9可以设置有多个液冷板的装置，单板9中可以预设有卡槽，可以将液冷板插放在该卡槽内，可以理解的是，单板9可以包括多个，单板9之间可以采用串联或者并列的方式连接，图8中仅示出了并联连接的方式。
本申请实施例中，冷却液可以经过单板9上方进入单板9内的液冷板，靠近单板上方的液冷板内两相通道，可以进入气液两相的冷却液，下方为液冷板内单相通道，可以进入液体的冷却液。可以通过本申请实施例中液冷板的换热结构，加快过冷却液接近饱和态的速度，并减小液冷版内的对流换热热阻，可以进一步提高换热效率。
一种实施方式中，单板9内的液冷板间以串联方式连接。
具体的，单板9内可以根据需要设置多个液冷板，单板内的液冷板可以通过串联或者并列的方式连接，进一步的，单板9内还可以包括可以仅含有单相通道的液冷板，图9为本申请实施例提供的一种液冷板的连接关系图，参见图9，单板9内包括一个存在单相通道和两相通道的两相液冷板9-3，以及包括三个存在一个单相通道的单相液冷板9-4，各液冷板之间采用串联的方式连接，单板入口9-1处可以设置两相液冷板9-3，在单板出口9-5处可以设置单相液冷板9-4，可以降低冷却液的温度，保证进入泵4的冷却液温度不会对泵4造成损坏。冷却液通过流体通道9-2流经各液冷板，液体状态的冷却液在经过一个或者多个两相液冷板9-3或者单相液冷板9-4后变为气液两相的冷却液，可以将气液两相的冷却液重新流入两相液冷板9-3的两相通道进行换热。气液两相的冷却液返回到两相液冷板9-3中进行充分换热，可以减少单板内对流换热热阻，可以使得单板的换热均匀，提高散热设备的换热效果。
一种实施方式中，单板与至少一个待散热芯片连接。
其中，待散热芯片可以需要进行散热的芯片，待散热芯片在工作时可以放出大量热量，当待散热芯片散热不均匀或者散热不及时可以对待散热芯片本身造成损坏。
本申请实施例中，可以将待散热芯片通过导热硅脂粘贴或者插放的方式连接到散热设备的单板9中，参见图9，两相液冷板9-3和单相液冷板9-4可以粘贴有多个待散热芯片，当待散热芯片工作时，冷却液吸收芯片产热发生沸腾，由液体转变为气液两相，之后流经连接冷板出口9-2重新回到泵4。进一步的，两相液冷板9-3可以连接低功耗芯片，单相液冷板9-4可以连接高功率芯片，其中，低功率芯片工作时生成的热量小于高功率芯片工作时产生的热量。可以根据需要进行散热的待散热芯片的功率不同，将待散热芯片连接到各液冷板。
一种实施方式中，所述散热设备包括至少两个单板，所述单板之间通过并联方式连接。
在本申请实施例中，散热设备可以由多个单板构成，散热设备可以根据被散热的机柜进行设计，将单板设置为多层，可以在每层内设置多个单板，每个单板上可以设置多个液冷板，各液冷板上可以布置多个待散热芯片，具体的，各层内的单板可以采用并联的方式连接。
在可能的方式中，首先需要说明的是本发明实例提供的冷板应用于电子器件两相散热中，本发明提供的冷板是为了解决采用两相工质的蒸发换热冷板对电路板进行散热时，过冷的液相工质使入口冷板温度均匀性差、冷板自身散热面积有限热阻大的问题。
以上所述，仅为本申请的示例性实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。
通过示范性和非限制性的示例，上文已提供了对本申请的示范实施例的详细描述。但结合附图和权利要求来考虑，对以上实施例的多种修改和调整对本领域技术人员来说是显而易见的，但不偏离本发明的范围。因此，本发明的恰当范围将根据权利要求确定。

Claims (10)

1.一种液冷板，其特征在于，包括：单相通道和两相通道，所述单相通道内间隔设置第一翅片，所述两相通道内间隔设置第二翅片；
液态的冷却液经所述单相通道中的第一翅片换热后，成为气液两相的冷却液，再经所述两相通道中的第二翅片换热后输出。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述第一翅片的表面为粗糙表面；和/或，
所述第二翅片的表面为粗糙表面。
3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述第一翅片之间填充金属泡沫；和/或，
所述第二翅片之间填充金属泡沫。
4.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述第一翅片表面附着金属泡沫；和/或，
所述第二翅片表面附着金属泡沫。
5.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述第一翅片由金属泡沫构成；和/或，
所述第二翅片由金属泡沫构成。
6.一种散热设备，其特征在于，所述散热设备包括：
冷凝器、泵以及如权利要求1-5中任一所述的液冷板；
冷却液经过所述泵流向所述液冷板进行吸热，吸热后所述冷却液经所述冷凝器放热重新流回所述泵。
7.根据权利要求6所述的散热设备，其特征在于，还包括：
储液罐、供液管路、供液支管路、供液分液器、连接管、单板、回液集液管、回液支管和回液主管；
所述单板中布置至少两个所述液冷板；
所述冷凝器、所述储液罐、所述泵、所述供液管路、所述供液支管路、所述供液分液器、所述连接管、所述单板、所述回液集液管、所述回液支管和所述回液主管依次连接形成回路。
8.根据权利要求7所述的散热设备，其特征在于，所述单板与至少一个待散热芯片连接。
9.根据权利要求7所述的散热设备，其特征在于，所述单板内的液冷板间以串联方式连接。
10.根据权利要求7所述的散热设备，其特征在于，所述散热设备包括至少两个单板，所述单板之间通过并联方式连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024021606A1 (zh) * 2022-07-27 2024-02-01 中兴通讯股份有限公司 芯片散热方法、单板、电子设备、计算机设备和存储介质

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4299450A1 (en) * 2022-07-01 2024-01-03 Airbus Defence and Space SAS Improved system for thermal regulation of a spacecraft

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002170915A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Toyo Radiator Co Ltd 水冷ヒートシンク
CN1624911A (zh) * 2003-11-26 2005-06-08 热成型及功能有限公司 使用相变制冷剂的泵送液体冷却***
CN102869943A (zh) * 2010-05-19 2013-01-09 日本电气株式会社 沸腾冷却装置
CN203722976U (zh) * 2013-11-27 2014-07-16 阳光电源股份有限公司 一种散热装置及具有该散热装置的电子设备
CN204948593U (zh) * 2015-08-12 2016-01-06 河北瑞发汽车散热器有限公司 服务器机柜水冷散热装置
CN205755233U (zh) * 2016-06-13 2016-11-30 西安交通大学 一种用于电子发热设备自然冷却的金属泡沫散热器
CN107275300A (zh) * 2017-07-06 2017-10-20 华南理工大学 一种模块化的igbt液冷板及其制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7044199B2 (en) * 2003-10-20 2006-05-16 Thermal Corp. Porous media cold plate
CN201226636Y (zh) * 2008-07-04 2009-04-22 北京奇宏科技研发中心有限公司 一种带有蒸发腔体的液冷散热装置
US7782616B1 (en) * 2009-04-23 2010-08-24 Delphi Technologies, Inc. Heat-dissipating component having stair-stepped coolant channels
KR101810167B1 (ko) * 2015-11-11 2017-12-19 전남대학교산학협력단 3차원 열흡수 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002170915A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Toyo Radiator Co Ltd 水冷ヒートシンク
CN1624911A (zh) * 2003-11-26 2005-06-08 热成型及功能有限公司 使用相变制冷剂的泵送液体冷却***
CN102869943A (zh) * 2010-05-19 2013-01-09 日本电气株式会社 沸腾冷却装置
CN203722976U (zh) * 2013-11-27 2014-07-16 阳光电源股份有限公司 一种散热装置及具有该散热装置的电子设备
CN204948593U (zh) * 2015-08-12 2016-01-06 河北瑞发汽车散热器有限公司 服务器机柜水冷散热装置
CN205755233U (zh) * 2016-06-13 2016-11-30 西安交通大学 一种用于电子发热设备自然冷却的金属泡沫散热器
CN107275300A (zh) * 2017-07-06 2017-10-20 华南理工大学 一种模块化的igbt液冷板及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024021606A1 (zh) * 2022-07-27 2024-02-01 中兴通讯股份有限公司 芯片散热方法、单板、电子设备、计算机设备和存储介质

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