CN115915727A - 一种微型液冷回路***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机散热技术领域，提供了一种微型液冷回路***及其控制方法。所述微型液冷回路***包括循环泵、预热器、蒸发器组件和冷凝器，各元件之间通过管道连接构成液冷回路；循环泵为整个液冷回路内工质的流通提供动力，将工质送到预热器中，预热器将需要进入蒸发器组件的工质加热到饱和态，在蒸发器组件中，饱和态工质在板卡热量的作用下被继续加热，进而产生气态工质，达到对板卡热量吸收的目的，气态工质到达冷凝器后被冷却成为液态工质，再开始下一个循环。本发明通过预热器将工质加热到饱和态、蒸发器中工质蒸发吸热的方式，利用工质的两相质变，实现了对板卡的温度控制，散热效果良好，且***工作时噪音小。

Description

一种微型液冷回路***及其控制方法

技术领域

本发明涉及计算机散热技术领域，特别是涉及一种微型液冷回路***及其控制方法。

背景技术

随着电子信息***日益复杂，高性能集群计算、大容量数据存储和高宽带网络交换等新技术的推广和应用，现代电子设备正日益成为由高密度组装、微组装所形成的高度集成***，热流密度的提高对计算机的散热能力提出了新的需求。

自主可控计算机中，高性能、多众核芯片应用广泛，芯片的热流密度越来越大，整机的热量已从原来的100多瓦上升到现在的500多瓦。传统的风冷散热虽然技术结构简单、冷却成本低、可靠性高，但是当机箱热耗高、热量集中时，传统散热***的体积将很庞大，噪声大，散热效果不佳。

据统计电子产品故障发生的原因55％以上是由于冷却***设计不良所致。过高的工作温度不仅会降低芯片的工作稳定性，增加出错率，同时模块内部与其外部环境间所形成的热应力还将直接影响到芯片的工作频率、机械强度、电性能和可靠性。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微型液冷回路***及其控制方法，解决传统散热***噪声大、散热效果不佳，进而影响芯片工作频率、机械强度等参数，增加芯片出错概率的问题。

第一方面，本发明提供一种微型液冷回路***，所述微型液冷回路***包括循环泵1、预热器2、蒸发器组件3和冷凝器4，其中：

所述循环泵1的出口端和所述预热器2的入口端通过管道连接，所述预热器2的出口端和所述蒸发器组件3的入口端通过管道连接，所述蒸发器组件3的出口端和所述冷凝器4的入口端通过管道连接，所述循环泵1的入口端和所述冷凝器4的出口端通过管道连接，以形成液冷回路；所述蒸发器组件3用于与板卡耦合；

所述循环泵1用于为所述液冷回路内的工质提供动力，所述预热器2用于将液体态的工质加热至饱和态，其中，饱和态的工质流入所述蒸发器组件3；

所述蒸发器组件3用于吸收板卡工作时所产生的热量，以对板卡进行温度控制；所述冷凝器4用于将从所述蒸发器组件3流通出的工质进行冷却，形成液体态的工质，并重新进入所述循环泵1中。

进一步地，所述微型液冷回路***还包括回热器5，所述回热器5包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口和所述第二端口形成流通通道，所述第三端口和所述第四端口形成流通通道，其中：

所述第一端口与所述循环泵1的出口端连通，所述第二端口与所述预热器2的入口端连通，所述第三端口与所述蒸发器组件3的出口端连通，所述第四端口与所述冷凝器4的入口端连通；

所述回热器5用于利用来自所述蒸发器组件3的饱和态工质对来自所述循环泵1的液体态工质进行加热。

进一步地，所述微型液冷回路***还包括储液器6，所述储液器6安装在所述冷凝器4和所述循环泵1之间的管道上，适用于在所述微型液冷回路***运行过程中提供或储存工质。

进一步地，所述储液器6内设置有加热器，适用于控制所述储液器6内工质的饱和压力和饱和温度，进而实现对所述蒸发器组件3内工质的饱和温度控制。

进一步地，所述微型液冷回路***还包括过滤器7，所述过滤器7设置在所述冷凝器4和所述循环泵1之间的管道上，适用于对工质进行过滤。

进一步地，所述蒸发器组件3包括多个蒸发器单元31，每个所述蒸发器单元31的出口端和入口端均设置有一个断接器33，所述断接器33适用于控制工质进出所述蒸发器，实现蒸发器之间的工质流量控制。

进一步地，所述蒸发器组件3采用微通道冷板或环路热管32的方式与板卡进行耦合。

进一步地，所述环路热管32包括扁管321、壳体322和蒸汽腔323，其中：

所述扁管321为进入蒸发器之前的热管管体压制而成的热管，所述扁管321上方焊接有一层壳体322，所述壳体322和所述扁管321之间形成的空腔为所述蒸汽腔323，所述扁管321被所述壳体322包裹的管壁上设置有毛细孔324，所述毛细孔324用于连通所述蒸汽腔323和所述扁管321，以使气态工质从扁管321进入所述蒸汽腔323，所述扁管321用于为液态工质提供流通通道；

其中，在所述毛细孔324的孔径、所述毛细孔324的长度和所述蒸汽腔323内蒸汽压力的作用下，液态工质只能通过所述毛细孔324溢出到所述蒸汽腔323的预设高度，以使液态工质充盈在所述扁管321。

进一步地，所述微型液冷回路***还包括多个压力传感器8，其中：

所述循环泵1和所述预热器2之间的管道上设置有一个压力传感器8，所述蒸发器组件3和所述冷凝器4之间的管道上设置有一个压力传感器8，所述冷凝器4和所述循环泵1之间的管道上设置有一个压力传感器8，所述压力传感器8适用于监测所述微型液冷回路***内各处管道的压力。

第二方面，本发明提供一种微型液冷回路***的控制方法，所述控制方法包括：

通过PLC控制回路控制所述循环泵1的工作状态，根据卡板的温度控制所述循环泵1的功率大小，控制进入所述预热器2的工质流量和压力，改变***过冷度；

通过控制所述储液器6内工质的饱和压力和饱和温度，实现对所述蒸发器内工质的饱和温度和饱和压力控制；

通过控制蒸发器入口端断接器33的通断，实现蒸发器之间工质流量的控制，进而达到对板卡的精确控温。

本发明实施例中，所述循环泵1、预热器2、蒸发器组件3和冷凝器4之间通过管道连接，构成液冷回路，蒸发器组件3和板卡耦合，其中，循环泵1为整个液冷回路内工质的流通提供动力，将工质送到预热器2中，预热器2将需要进入蒸发器组件3的工质加热到饱和态，在蒸发器组件3中，饱和态工质在板卡热量的作用下被继续加热，进而蒸发产生气态工质，达到吸收板卡热量的的目的，气态工质到达冷凝器4后被冷却成为液态工质，再开始下一个循环。本发明实施例通过预热器2将工质加热到饱和态、在蒸发器中工质蒸发吸热的方式，利用工质的两相质变，实现了对板卡的温度控制，散热效果良好，且***工作时噪音小，降低热应力对板卡上的芯片的工作频率、机械强度、电性能的影响，能提高芯片的工作稳定性，减少出错率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种微型液冷回路***的原理示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种微型液冷回路***的原理示意图；

图3是本发明实施例提供的一种微型液冷回路***的环路热管32的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种微型液冷回路***的环路热管32的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种微型液冷回路***的控制方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种微型液冷回路***的测试接线示意图。

其中，附图标记为：循环泵1；预热器2；蒸发器组件3；蒸发器单元31；环路热管32；扁管321；壳体322；蒸汽腔323；毛细孔324；断接器33；冷凝器4；回热器5；储液器6；过滤器7；压力传感器8。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种微型液冷回路***，如图1所示，所述微型液冷回路***包括循环泵1、预热器2、蒸发器组件3和冷凝器4，其中，所述循环泵1的出口端和所述预热器2的入口端通过管道连接，所述预热器2的出口端和所述蒸发器组件3的入口端通过管道连接，所述蒸发器组件3的出口端和所述冷凝器4的入口端通过管道连接，所述循环泵1的入口端和所述冷凝器4的出口端通过管道连接，以形成液冷回路；所述蒸发器组件3用于与板卡耦合，其中，所述板卡上设置有芯片。

所述循环泵1用于为所述液冷回路内的工质提供动力，所述预热器2用于将液体态的工质加热至饱和态，其中，饱和态的工质流入所述蒸发器组件3。

所述蒸发器组件3用于吸收板卡工作时所产生的热量，以对板卡进行温度控制；所述冷凝器4用于将从所述蒸发器组件3流通出的工质进行冷却，形成液体态的工质，并重新进入所述循环泵1中。

其中，饱和态为液态和气态处于相对平衡的状态，即饱和态工质中具有液态工质和气态工质，且既有液态工质变化成气态工质，也有气态工质变化成液态工质，液态工质和气态工质处于一种动态平衡中。

当工质进入所述预热器2时，预热器2将液态的工质加热至饱和态，饱和态工质流入所述蒸发器组件3后，工质吸收板卡的热量被进一步加热，液态工质的一部分变化成气态工质，气态工质的质量分数进一步升高，即在工质由液态工质变化为气态工质的过程中，吸收板卡热量，达到控制板卡温度的目的。

在一般两相液冷***中，如果工质的蒸发温度为40℃，则在板卡温度发热超过40℃的情况下，工质进入蒸发器组件3后，就会开始快速蒸发，吸收所述板卡的热量。一般来说在合理的范围内，工质的蒸发温度越低，其越容易蒸发，散热效果也就更好。

在本实施例中，采用所述预热器2将工质加热到饱和态的优点在于，其能够使工质进入蒸发器组件3前转换成具有液态工质和气态工质的两相态工质，使得工质进入所述蒸发器组件3时，能够快速气化，进而大量吸收所述板卡产生的热量，实现对板卡的控温，增强了所述微型液冷回路***的散热效率。

工质从所述蒸发器组件3流出后，流通到所述冷凝器4，在所述冷凝器4中，工质被冷却，工质中的气态工质会转换成液态工质。

需要说明的是，所述微型液冷回路***中可以具备多个所述蒸发器组件3，多个蒸发器组件3串联或者并联在所述微型液冷回路***的管道中，每个蒸发器组件3可以为一个板卡散热，也可以为多个板卡散热。

本发明实施例中，所述循环泵1、预热器2、蒸发器组件3和冷凝器4之间通过管道连接，构成液冷回路，蒸发器组件3和板卡耦合，其中，循环泵1为整个液冷回路内工质的流通提供动力，将工质送到预热器2中，预热器2将需要进入蒸发器组件3的工质加热到饱和态，在蒸发器组件3中，饱和态工质在板卡热量的作用下被继续加热，进而蒸发产生气态工质，达到吸收板卡热量的目的，气态工质到达冷凝器4后被冷却成为液态工质，再开始下一个循环。本发明实施例通过预热器2将工质加热到饱和态、在蒸发器中工质蒸发吸热的方式，利用工质的两相质变，实现了对板卡的温度控制，散热效果良好，且***工作时噪音小，降低热应力对板卡上的芯片的工作频率、机械强度、电性能的影响，能提高芯片的工作稳定性，减少出错率。

为了利用***废热，所述微型液冷回路***还包括回热器5，所述回热器5包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口和所述第二端口形成流通通道，所述第三端口和所述第四端口形成流通通道。

所述第一端口与所述循环泵1的出口端连通，所述第二端口与所述预热器2的入口端连通，所述第三端口与所述蒸发器组件3的出口端连通，所述第四端口与所述冷凝器4的入口端连通。

所述回热器5用于利用来自所述蒸发器组件3的饱和态工质对来自所述循环泵1的液体态工质进行加热。

其中，所述第一端口和所述第二端口形成流通通道和所述第三端口和所述第四端口形成流通通道是不相通的。

如图2所示，所述蒸发器组件3中的工质通过所述第三端口进入所述回热器5中，再通过所述第四端口流出，到达所述冷凝器4进行冷却；所述循环泵1先将工质通过所述第一端口输送到所述回热器5中，循环泵1中输出的工质在回热器5中和蒸发器组件3中流出的工质进行热量交换，即循环泵1中输出的工质在回热器5中被蒸发器组件3中流出的工质加热，再通过所述第二端口流出，再流动到所述预热器2中被加热到饱和态。

为了控制所述微型液冷回路***中参与整个散热循环的工质量，所述微型液冷回路***还包括储液器6，如图2所示，所述储液器6安装在所述冷凝器4和所述循环泵1之间的管道上，适用于在所述微型液冷回路***运行过程中提供或储存工质。

具体的，所述冷凝器4的出口端和所述储液器6的入口端通过管道连接，所述储液器6的出口端和所述循环泵1的入口端通过管道连接，在所述微型液冷回路***的工作状况发生变化时，工质的相变会使得工质的体积发生大幅度变化，此时需要所述储液器6容纳多余工质或提供所述微型液冷回路***正常运转所需要的工质。例如，当板卡的温度降低，整个所述微型液冷回路***内液态工质的质量比上升，储液罐就可以储存多余的液态工质。

为了使蒸发器组件3具有更好的散热效果，所述储液器6内设置有加热器，适用于控制所述储液器6内工质的饱和压力以及饱和温度，进而实现对所述蒸发器组件3内工质的饱和温度控制。

具体的，所述蒸发器组件3和所述储液器6位于同一个密闭回路内，可以通过控制储液器6的压力和温度影响整个***的压力和温度，进而影响所述蒸发器组件3内工质的压力和温度。因为所述微型液冷回路***内的工质的量是一定的，且空间也是一定的，因此可以通过控制所述储液器6内工质的饱和压力以及饱和温度，进而实现对所述蒸发器内工质的饱和温度和饱和压力的控制。

其中，工质的饱和压力越高工质越容易气化，越容易气化其吸热能力就越好，所以可以根据板卡的温度，来确定储液器6内工质的饱和压力是需要增大还是减小，可以通过以控制所述储液器6内工质的饱和压力的方式，来控制所述蒸发器内工质的饱和压力。

所述蒸发器组件3和所述储液器6之间工质的饱和温差和饱和压差的关系可以表示为：

其中，T_E为蒸发器组件3内工质的饱和温度，T_A为储液器6内工质的饱和温度，ΔP_EA为所述蒸发器组件3内工质的饱和压力和所述储液器6内工质的饱和压力的压力差值，

为饱和温度T_A点的压力-温度斜率值。

为了过滤工质中的杂质，保障所述微型液冷回路***的正常使用，所述微型液冷回路***还包括过滤器7，如图2所示，所述过滤器7设置在所述冷凝器4和所述循环泵1之间的管道上，适用于对工质进行过滤。

工质在所述微型液冷回路***的循环流动过程中，不可避免的会出现污垢等杂质，为了避免杂质在工质循环流动过程中影响循环泵1等元件，在所述微型液冷回路***中设置了过滤器7，用于对工质进行过滤，保障所述微型液冷回路***的正常使用，延长所述微型液冷回路***的使用寿命。

为了实现对板卡的精准温度控制，所述蒸发器组件3包括多个蒸发器单元31，每个所述蒸发器单元31的出口端和入口端均设置有一个断接器33，所述断接器33适用于控制工质进出所述蒸发器单元31，实现蒸发器单元31之间的工质流量控制。

一个蒸发器组件3内设置有多个蒸发器单元31，可以为一个或多个板卡散热，为了更精确的控制各板卡的温度，每个蒸发器单元31的入口端均设置有断接器33，以控制工质能够或不能够进入对应蒸发器单元31，实现不同板卡间的蒸发器单元31的工质流量控制，进而实现增加或减少相应板卡的散热支持。

具体的，当多个蒸发器单元31对一个目标板卡提供散热支持时，当目标板卡的温度明显低于其他板卡温度时，可以通过关闭为目标板卡提供散热支持的一个或者多个蒸发器单元31对应的断接器33，进而减少为目标板卡提供散热支持的蒸发器单元31的工质流量，提高通过为其他板卡提供散热支持蒸发器单元31的工质流量，进而减少对目标板卡的散热支持，增强对其他板卡的散热支持，以达到对各个板卡精准控温的目的。

在可选实施例中，所述蒸发器单元31的入口端安装有流量阀，同样可以控制各个蒸发器单元31之间的工质流量，进而实现对不同板卡的精确温度控制。

为了提高所述微型液冷回路***的散热效果，所述蒸发器组件3采用微通道冷板或环路热管32的方式与板卡进行耦合。

所述蒸发器组件3采用微通道冷板或环路热管32的方式与板卡进行耦合的优点在于，其可以增加所述蒸发器组件3和板卡的接触面，使得更多的工质能同时从板卡上吸收热量，以加强所述蒸发器组件3的散热效果。

为了进一步提高所述微型液冷回路***的散热效果，如图3和图4所示，所述环路热管32包括扁管321、壳体322和蒸汽腔323，其中，所述扁管321为进入蒸发器单元31之前的热管管体压制而成的热管，即在所述蒸发器单元31内使用本实施例的所述环路热管，所述扁管321上方设置有一层壳体322，即，所述壳体322只包裹在扁管321的上方，所述壳体322和所述扁管321之间形成的空腔为所述蒸汽腔323，所述扁管321被所述壳体322包裹的管壁上设置有多个毛细孔324，其中，毛细孔324沿着扁管321的长度方向分布，且多个毛细孔324呈多行分布，所述毛细孔324用于连通所述蒸汽腔323和所述扁管321，以使气态工质从扁管321进入蒸汽腔323，所述扁管321用于为液态工质提供流通通道。

其中，在所述毛细孔324的孔径、所述毛细孔324的长度和所述蒸汽腔323内蒸汽压力的作用下，液态工质只能通过所述毛细孔324溢出到所述蒸汽腔323的预设高度，以使更多的液态工质充盈在所述扁管321，通过此种方式可以将饱和态工质中的液态工质和气体工质分离出来，以增大液态工质和所述扁管321下部的接触面，进而增加板卡的散热面积。

具体的，当所述环路热管32贴合在板卡上时，所述扁管321的下部更加接近所述板卡，扁管321能够增大液态工质和所述扁管321下部的接触面，同时所述扁管321上方具有蒸汽腔323，蒸汽腔323能容纳气态工质，所述液态工质在吸热蒸发后形成的气态工质通过毛细孔324进入所述蒸汽腔323内，不占用所述液态工质在扁管321内的流通空间，进而使得所述液态工质在通过所述扁管321时，能最大限度地吸热蒸发，进而增强了蒸发器组件3对板卡的散热能力。由于毛细孔324的孔径较小，加上所述蒸汽腔323内的气态工质产生的压力，使得所述液态工质不能大量进入所述蒸汽腔323内，部分进入蒸汽腔323内的液态工质也会逐渐蒸发，不会一直占用所述蒸汽腔323，所述蒸汽腔323中的气态工质，沿着整个***内工质的流通方向，从所述蒸汽腔323前端的毛细孔324流动出所述蒸汽腔323。

为了监测所述微型液冷回路***的压力，所述微型液冷回路***还包括多个压力传感器8，如图2所示，所述循环泵1和所述预热器2之间的管道上设置有一个压力传感器8，所述蒸发器组件3和所述冷凝器4之间的管道上设置有一个压力传感器8，所述冷凝器4和所述循环泵1之间的管道上设置有一个压力传感器8，所述压力传感器8适用于监测所述微型液冷回路***内各处管道的压力。

其中，一个压力传感器8测量所述循环泵1入口处的压力；一个压力传感器8测量所述蒸发器出口处的压力；一个压力传感器8测量循环泵1出口处的压力，具体是回热器5和预热器2之间管道的压力。

测量所述微型液冷回路***内各处管道压力的作用在于，监测所述微型液冷回路***是否处在正常工作状态，及时根据所述微型液冷回路***的异常调节管道内的压力，维持所述微型液冷回路***的正常运转。例如，在管道压力过小时，提高所述循环泵1的功率，使得工质能够在回路中正常流动，使得所述微型液冷回路***正常运转。

实施例2：

本发明实施例2提供了一种微型液冷回路***的控制方法，应用在实施例1所示的微型液冷回路***上，如图5所示，所述控制方法包括：

步骤101：通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制回路控制所述循环泵1的工作状态，根据卡板的温度控制所述循环泵1的功率大小，控制进入所述预热器2的工质流量和压力，改变***过冷度；

步骤102：通过控制储液器6内工质的饱和压力以及饱和温度，实现对所述蒸发器组件3内工质的饱和温度以及饱和压力控制；

步骤103：通过控制蒸发器组件3各散热通道的通断，实现各散热通道之间工质流量的控制，进而达到对板卡的精确控温。

具体的，在步骤101中，当板卡温度升高，在所述循环泵1的当前功率下，散热效率过低时，提高所述循环泵1的功率，增加进入所述预热器2内的工质流量，增加进入所述蒸发器的工质的流量，进而提高所述微型液冷回路***的散热效果。

在可选方案中，将板卡的温度划分成一个温度梯度，与所述循环泵1的功率梯度相对应，当板卡温度到达某一温度梯度值时，将所述循环泵1的功率更改到对应的功率。例如板卡的工作温度为30℃到80℃，循环泵1的有三种功率档位，则当板卡的温度为40℃以下时，所述循环泵1采用第一档功率，当板卡的温度为40℃到60℃时，所述循环泵1采用第二档功率，当板卡的温度为60℃以上时，所述循环泵1采用第三档功率，其中第三档功率大于第二档功率，第二档功率大于第一档功率。

在一般两相液冷***中，如果工质的蒸发温度为40℃，则在板卡温度发热超过40℃的情况下，工质进入蒸发器组件3后，就会开始快速蒸发，吸收所述板卡的热量。一般来说在合理的范围内，工质的蒸发温度越低，其越容易蒸发，散热效果也就更好。在本实施例中，采用预热器2对工质进行加热，其优点在于能够使工质进入蒸发器前转换成具有液态工质和气态工质的两相态工质，使得工质进入所述蒸发器时，能够快速气化，进而大量吸收所述板卡产生的热量，实现对板卡的控温，保证了所述微型液冷回路***的散热效率。

在步骤102中，所述储液器6内设置有加热器，可以控制所述储液器6内工质的饱和压力和饱和温度，进而实现对所述蒸发器内工质的饱和温度和饱和压力的控制，具体的，所述蒸发器组件3和所述储液器6位于同一个密闭回路内，可以通过控制储液器6的压力和温度影响整个***的压力和温度，进而影响所述蒸发器组件3内工质的压力和温度。因为所述微型液冷回路***内的工质的量是一定的，且空间也是一定的，因此可以通过控制所述储液器6内工质的饱和压力和饱和温度，进而实现对所述蒸发器内工质的饱和温度和饱和压力的控制。

其中，工质的饱和压力越高工质越容易气化，越容易气化其吸热能力就越好，所以可以根据板卡的温度，来确定储液器6内工质的饱和压力是需要增大还是减小，可以通过以控制所述储液器6内工质的饱和压力的方式，来控制所述蒸发器内工质的饱和压力。

在步骤103中，为了实现对板卡的精准温度控制，所述蒸发器组件3包括多个蒸发器单元31，每个所述蒸发器单元31的出口端和入口端均设置有一个断接器33，所述断接器33适用于控制工质能否进出所述蒸发器单元31，进而实现蒸发器单元31之间的工质流量控制。其中一个蒸发器单元31对应一个散热通道。

一个蒸发器组件3内设置有多个蒸发器单元31，可以为一个或多个板卡散热，为了更精确的控制各板卡的温度，每个蒸发器单元31的入口端均设置有断接器33，以控制工质能够或不能够进入对应蒸发器单元31，实现不同板卡间的蒸发器单元31的工质流量控制，进而实现增加或减少相应板卡的散热支持。

具体的，当多个蒸发器单元31对一个目标板卡提供散热支持时，当目标板卡的温度明显低于其他板卡温度时，可以通过关闭为目标板卡提供散热支持的一个或者多个蒸发器单元31对应的断接器33，进而减少为目标板卡提供散热支持的蒸发器单元31的工质流量，提高通过为其他板卡提供散热支持蒸发器单元31的工质流量，进而减少对目标板卡的散热支持，增强对其他板卡的散热支持，以达到对各个板卡精准控温的目的。

本发明实施例中，所述循环泵1、预热器2、蒸发器组件3和冷凝器4之间通过管道连接，构成液冷回路，蒸发器组件3和板卡耦合，其中，循环泵1为整个液冷回路内工质的流通提供动力，将工质送到预热器2中，预热器2将需要进入蒸发器组件3的工质加热到饱和态，在蒸发器组件3中，饱和态工质在板卡热量的作用下被继续加热，进而蒸发形成大量气态工质，达到对板卡热量的吸收，气态工质到达冷凝器4后被冷却成为液态工质，再开始下一个循环。本发明实施例通过预热器2将工质加热到饱和态、在蒸发器中工质蒸发吸热的方式，利用工质的两相质变，实现了对板卡的温度控制，散热效果良好，且***工作时噪音小。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种微型液冷回路***的测试方法，应用在实施例1所述的微型液冷回路***上，如图6所示，所述测试方法包括：将多路测温仪中的多个测温点布置在所述微型液冷回路***的管道上，测量所述微型液冷回路***的管道的温度。将多点数据采集仪与所述微型液冷回路***上的压力传感器8连接，获取所述微型液冷回路***的管道的压力。通过测量到的温度数据和压力数据判断所述微型液冷回路***工作是否正常。通过控制电源更改所述循环泵1的功率，测试循环泵1不同功率情况下，所述微型液冷回路***的工作状态。

在可选实施例中，所述多路测温仪采用JK808多路测温仪，JK808多路测温仪的8个测温点按照预设间隔布置在所述微型液冷回路***的管道上，进行温度测量；所述多点数据采集仪采用34970A多点数据采集仪；所述控制电源采用DC 0-5V电源；以实现在循环泵1不同功率情况下，所述微型液冷回路***的散热测试。

在本实施例中，采用多路测温仪和多点数据采集仪对所述微型液冷回路***的散热性能和工作状况进行测试，确保了所述微型液冷回路***在实际使用过程中的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微型液冷回路***，其特征在于，包括循环泵(1)、预热器(2)、蒸发器组件(3)和冷凝器(4)，其中：

所述循环泵(1)的出口端和所述预热器(2)的入口端通过管道连接，所述预热器(2)的出口端和所述蒸发器组件(3)的入口端通过管道连接，所述蒸发器组件(3)的出口端和所述冷凝器(4)的入口端通过管道连接，所述循环泵(1)的入口端和所述冷凝器(4)的出口端通过管道连接，以形成液冷回路；所述蒸发器组件(3)用于与板卡耦合；

所述循环泵(1)用于为所述液冷回路内的工质提供动力，所述预热器(2)用于将液体态的工质加热至饱和态，其中，饱和态的工质流入所述蒸发器组件(3)；

所述蒸发器组件(3)用于吸收板卡工作时所产生的热量，以对板卡进行温度控制；所述冷凝器(4)用于将从所述蒸发器组件(3)流通出的工质进行冷却，形成液体态的工质，并重新进入所述循环泵(1)中。

2.根据权利要求1所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述微型液冷回路***还包括回热器(5)，所述回热器(5)包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述第一端口和所述第二端口形成流通通道，所述第三端口和所述第四端口形成流通通道，其中：

所述第一端口与所述循环泵(1)的出口端连通，所述第二端口与所述预热器(2)的入口端连通，所述第三端口与所述蒸发器组件(3)的出口端连通，所述第四端口与所述冷凝器(4)的入口端连通；

所述回热器(5)用于利用来自所述蒸发器组件(3)的饱和态工质对来自所述循环泵(1)的液体态工质进行加热。

3.根据权利要求1所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述微型液冷回路***还包括储液器(6)，所述储液器(6)安装在所述冷凝器(4)和所述循环泵(1)之间的管道上，适用于在所述微型液冷回路***运行过程中提供或储存工质。

4.根据权利要求3所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述储液器(6)内设置有加热器，适用于控制所述储液器(6)内工质的饱和压力和饱和温度，进而实现对所述蒸发器组件(3)内工质的饱和温度控制。

5.根据权利要求1所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述微型液冷回路***还包括过滤器(7)，所述过滤器(7)设置在所述冷凝器(4)和所述循环泵(1)之间的管道上，适用于对工质进行过滤。

6.根据权利要求1所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述蒸发器组件(3)包括多个蒸发器单元(31)，每个所述蒸发器单元(31)的出口端和入口端均设置有一个断接器(33)，所述断接器(33)适用于控制工质进出所述蒸发器，实现蒸发器之间的工质流量控制。

7.根据权利要求1所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述蒸发器组件(3)采用微通道冷板或环路热管(32)的方式与板卡进行耦合。

8.根据权利要求7所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述环路热管(32)包括扁管(321)、壳体(322)和蒸汽腔(323)，其中：

所述扁管(321)为进入蒸发器之前的热管管体压制而成的热管，所述扁管(321)上方焊接有一层壳体(322)，所述壳体(322)和所述扁管(321)之间形成的空腔为所述蒸汽腔(323)，所述扁管(321)被所述壳体(322)包裹的管壁上设置有毛细孔(324)，所述毛细孔(324)用于连通所述蒸汽腔(323)和所述扁管(321)，以使气态工质从扁管(321)进入所述蒸汽腔(323)，所述扁管(321)用于为液态工质提供流通通道；

其中，在所述毛细孔(324)的孔径、所述毛细孔(324)的长度和所述蒸汽腔(323)内蒸汽压力的作用下，液态工质只能通过所述毛细孔(324)溢出到所述蒸汽腔(323)的预设高度，以使液态工质充盈在所述扁管(321)。

9.根据权利要求1～8任一项所述的微型液冷回路***，其特征在于，所述微型液冷回路***还包括多个压力传感器(8)，其中：

所述循环泵(1)和所述预热器(2)之间的管道上设置有一个压力传感器(8)，所述蒸发器组件(3)和所述冷凝器(4)之间的管道上设置有一个压力传感器(8)，所述冷凝器(4)和所述循环泵(1)之间的管道上设置有一个压力传感器(8)，所述压力传感器(8)适用于监测所述微型液冷回路***内各处管道的压力。

10.一种微型液冷回路***的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用在权利要求1～9任一项所述微型液冷回路***上，所述控制方法包括：

通过PLC控制回路控制所述循环泵(1)的工作状态，根据卡板的温度控制所述循环泵(1)的功率大小，控制进入所述预热器(2)的工质流量和压力，改变***过冷度；

通过控制储液器(6)内工质的饱和压力以及饱和温度，实现对所述蒸发器组件(3)内工质的饱和温度以及饱和压力控制；

通过控制蒸发器组件(3)各散热通道的通断，实现各散热通道之间工质流量的控制，进而达到对板卡的精确控温。

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