TWM647448U - 散熱強化型流體散熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種散熱強化型流體散熱裝置，包括：一冷凝模組、一板式換熱器、一壓縮機、一水冷頭以及連接水冷頭的一水泵。板式換熱器包含彼此貼接的第一、二換熱板；在水泵、水冷頭與第一換熱板之間經由連接形成一冷卻液迴路，在冷媒散熱排、壓縮機與第二換熱板之間經由連接形成一冷媒迴路。冷卻液迴路所帶的熱係能經由板式換熱器熱交換到冷媒迴路。藉此，可達成除了能利用冷卻液來散熱，還利用冷媒將散熱強化，因此具有強化散熱的效果，適用於功率要求愈來愈高、相對導致溫度也愈來愈高的電子產品。

Description

散熱強化型流體散熱裝置

本申請關於利用流體來散熱的散熱裝置，特別是指一種散熱強化型流體散熱裝置。

現有液冷散熱裝置包含彼此連接成一迴路的一水冷頭、一泵送器和一水冷排，熱源將熱傳遞給水冷頭，泵送器帶動冷卻液在所述迴路循環流動，以將來自熱源的熱經由水冷排散熱後再流回水冷頭。

然而，近來電子產品的運作效能要求愈來愈高，相對使得所產生的溫度也愈來愈高，進而導致現有液冷散熱裝置的散熱效率已不符合運作效能要求愈來愈高旳電子產品，確有改良的必要。

因此，如何克服上述現有技術的問題，乃為本申請創作人所亟欲解決的一大課題。

本申請的目的在於提供一種散熱強化型流體散熱裝置，藉由冷卻液和冷媒兩種流體來散熱，使其散熱效率優於僅用冷卻液來散熱的散熱效率。

為了達成上述目的，本申請提供一種散熱強化型流體散熱裝置，用於對一熱源散熱且包括：一水泵；一水冷頭，與該水泵連接且貼接所述熱源， 該水冷頭設置有供冷卻液流通的一第一入液口和一第一出液口；一冷凝模組，包含一冷媒散熱排，該冷媒散熱排設置有供冷媒流通的一第一冷媒入口和一第一冷媒出口；一板式換熱器，包含彼此貼接的一第一換熱板和一第二換熱板，該第一換熱板設置有供所述冷卻液流通的一第二入液口和一第二出液口，該第二換熱板設置有供所述冷媒流通的一第二冷媒入口和一第二冷媒出口，該第一出液口連接該第二入液口且該第一入液口連接該第二出液口而在該水泵、該水冷頭與該第一換熱板之間形成一冷卻液迴路；以及一壓縮機，設置有供所述冷媒流通的一第三冷媒入口和一第三冷媒出口，該第二冷媒出口連接該第三冷媒入口、該第三冷媒出口連接該第一冷媒入口且該第一冷媒出口連接該第二冷媒入口而在該冷媒散熱排、該壓縮機與該第二換熱板之間形成一冷媒迴路。

相較於先前技術，本申請具有以下功效：除了能利用冷卻液進行散熱，還利用冷媒將散熱強化，因此具有強化散熱的效果，適用於運作效能要求愈來愈高、相對導致溫度也愈來愈高的電子產品。

100:流體散熱裝置

1:水冷頭組件

11:水冷頭

11a:第一入液口

11b:第一出液口

12:水泵

2:冷凝模組

21:冷媒散熱排

21a:第一冷媒入口

21b:第一冷媒出口

211:排管

212:散熱鰭片

213:第一冷媒容器

214:第二冷媒容器

22:風扇

3:板式換熱器

31:第一換熱板

31a:第二入液口

31b:第二出液口

32:第二換熱板

32a:第二冷媒入口

32b:第二冷媒出口

35:流道

36:鰭片組

4:壓縮機

41a:第三冷媒入口

41b:第三冷媒出口

5:電源

6:控制器

61:溫度感應器

7:架體

71:第一側架

711:相對內側

712:相對外側

72:第二側架

721:相對內側

722:相對外側

900:熱源

L1:冷卻液迴路

L2:冷媒迴路

T1,T2:流體管

圖1 為本申請流體散熱裝置的立體示意圖。

圖2 為本申請流體散熱裝置的局部立體示意圖。

圖3 為本申請流體散熱裝置的局部平面示意圖。

圖4 為本申請流體散熱裝置的局部剖面示意圖。

圖5 為本申請流體散熱裝置的剖面示意圖。

圖6 為本申請依據圖2的平面示意圖。

有關本申請的詳細說明和技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，非用以限制本申請。

本申請提供一種散熱強化型流體散熱裝置(以下簡稱：流體散熱裝置100)，如圖1所示，用於以兩種流體對一熱源900進行散熱，其包括：一水冷頭組件1、一冷凝模組2、一板式換熱器3以及一壓縮機4，具體還包括一電源5，在一實施例中則還包括一控制器6和一架體7。

水冷頭組件1可為如圖所示將水泵12設置於水冷頭11內所形成的單件式結構，也可為將水冷頭11和水泵12彼此分離(水泵12則外接於水冷頭11)的兩件式結構(圖中未示)，於本實施例中則以如圖所示的單件式結構為例進行說明。

水冷頭組件1以水冷頭11貼接熱源900，且水冷頭組件1設置有用於供冷卻液流通的一第一入液口11a和一第一出液口11b。其中，冷卻液即為前述兩種流體中的一種。

冷凝模組2包含一冷媒散熱排21，在一實施例中還包含至少一風扇22。冷媒散熱排21設置有供冷媒流通的一第一冷媒入口21a和一第一冷媒出口21b。風扇22設置於冷媒散熱排21，且風扇22用於產生氣流，以帶走冷媒散熱排21上的熱。其中，冷媒即為前述兩種流體中的另一種。

本申請並未限定冷媒散熱排21的結構，如圖1和圖3所示，於本實施例中則以包含多數排管211、多數散熱鰭片212和二冷媒容器(第一冷媒容器213、第二冷媒容器214)的結構為例進行說明，其中，第一冷媒容器213和第二冷媒容器214用於容置冷媒。各排管211彼此並排地橋接於第一冷媒容器213與第二冷媒容器214之間，各散熱鰭片212連接於任相鄰二排管211之間，第一冷媒容器213則設置有前述第一冷媒入口21a和第一冷媒出口21b。

板式換熱器3包含彼此貼接導熱的一第一換熱板31和一第二換熱板32，第一換熱板31和第二換熱板32分別供前述冷卻液和冷媒流通。其中，第一換 熱板31設置有彼此連通的一第二入液口31a和一第二出液口31b，第二入液口31a和第二出液口31b用於供冷卻液流通；第二換熱板32則設置有彼此連通的一第二冷媒入口32a和一第二冷媒出口32b，第二冷媒入口32a和第二冷媒出口32b用於供冷媒流通。

詳細而言，如圖4和圖5所示，第一換熱板31和第二換熱板32內皆具有一流道35且皆設置有二鰭片組36。流道35經由分隔而形成彼此連通的兩個空間(未標示元件符號)，這兩個空間分別設置有前述第二入液口31a和第二出液口31b(或第二冷媒入口32a和第二冷媒出口32b)，二鰭片組36分別配置於這兩個空間內。如此一來，冷卻液就能經由第一換熱板31內的流道35而與鰭片組36進行熱交換，且其鰭片組36係連接於第一換熱板31的金屬外殼(未標示元件符號)而能傳熱；冷媒則能經由第二換熱板32內的流道35而與鰭片組36進行熱交換，且其鰭片組36亦連接於第二換熱板32的金屬外殼(未標示元件符號)而能傳熱。

壓縮機4如圖3所示設置有供冷媒流通的一第三冷媒入口41a和一第三冷媒出口41b。壓縮機4用於讓冷媒在冷媒散熱排21與第二換熱板32之間流動。其中，壓縮機4所需的電係來自電源5。

如圖1和圖3所示，藉由將第一出液口11b連接第二入液口31a，並將第一入液口11a連接該第二出液口31b，以在水冷頭組件1與第一換熱板31之間形成一冷卻液迴路L1(見圖1)。

再藉由將第二冷媒出口32b連接第三冷媒入口41a，再將第三冷媒出口41b連接第一冷媒入口21a，並將第一冷媒出口21b連接第二冷媒入口32a，以在冷媒散熱排21、壓縮機4與第二換熱板32之間形成一冷媒迴路L2(見圖1)。其中，如圖1所示，冷卻液迴路L1和冷媒迴路L2彼此獨立、互不連通，僅依靠板式換熱器3進行熱交換。

藉此，如圖6並搭配圖1至圖3所示，首先是冷卻液迴路L1，熱源900所產生的熱經由水冷頭11傳遞給冷卻液，再利用水泵12讓已帶熱的冷卻液從第一出液口11b輸出，進而經由第二入液口31a輸入到第一換熱板31內進行熱交換；熱交換後的冷卻液則從第二出液口31b輸出，並經由第一入液口11a輸入到水冷頭11內，從而以經由熱交換而降溫後的冷卻液再對熱源900進行熱交換。其次是冷媒迴路L2，第一換熱板31的金屬外殼與第二換熱板32的金屬外殼藉由彼此貼接而能進行熱交換，所以第二換熱板32能以其內的冷媒帶走第一換熱板31上的熱，並利用壓縮機4讓已帶熱的冷媒從第二冷媒出口32b輸出並經由第三冷媒入口41a進入壓縮機4內，再經由第三冷媒出口41b輸出並經由第一冷媒入口21a輸入到第一冷媒容器213內，接著在各排管211內流動進行熱交換，熱交換而降溫後的冷媒則從第一冷媒出口21b輸出，並經由第二冷媒入口32a回到第二換熱板32內，以讓第一換熱板31和第二換熱板32循環進行熱交換。

因此，本申請除了能利用冷卻液進行散熱，還利用冷媒將散熱強化，因此具有強化散熱的效果，適合於運作效能要求愈來愈高、相對導致溫度也愈來愈高的電子產品。

需說明的是，本申請並未限制兩種流體的出、入口各是如何連接，如圖1和圖6所示，於本實施例中則是以流體管T1在冷卻液迴路L1的各入、出液口之間進行連接，並以流體管T2在冷媒迴路L2的各冷媒入、出口之間進行連接。

如圖1至圖4所示，本申請流體散熱裝置100還包括一架體7。架體7具有彼此相對的一第一側架71和一第二側架72，且第一側架71和第二側架72皆具有彼此相對的一相對內側711、721和一相對外側712、722。架體7位於水冷頭組件1與冷凝模組2之間，板式換熱器3固定於第一側架71的相對內側711，冷媒散熱排21固定於第二側架72的相對外側722，壓縮機4則固定於架體7內的第一側架71與第二側架72之間。又，如圖3和圖4所示，板式換熱器3的第二入液口31a和第二 出液口31b對應配置於第一側架71，冷媒散熱排21的第一冷媒入口21a和第一冷媒出口21b對應配置於第二側架72。

如圖1至圖3所示，本申請流體散熱裝置100還包括一控制器6和一溫度感應器61。溫度感應器61配置於板式換熱器3，以感測板式換熱器3的溫度。壓縮機4和溫度感應器61皆連接於控制器6，且前述電源5連接控制器6，以供電給控制器6。

如此一來，控制器6就能依據溫度感應器61所感測到的第二換熱板32的溫度，隨時自動調整壓縮機4的出力，例如：所感測到的溫度高於預設值時，加大壓縮機4的出力；所感測到的溫度低於預設值時，減小壓縮機4的出力。

100:流體散熱裝置

1:水冷頭組件

11:水冷頭

11a:第一入液口

11b:第一出液口

12:水泵

2:冷凝模組

21:冷媒散熱排

213:第一冷媒容器

214:第二冷媒容器

22:風扇

3:板式換熱器

31:第一換熱板

32:第二換熱板

4:壓縮機

6:控制器

7:架體

71:第一側架

72:第二側架

L1:冷卻液迴路

L2:冷媒迴路

T1,T2:流體管

Claims (9)

1. 一種散熱強化型流體散熱裝置，用於對一熱源散熱且包括：一水泵；一水冷頭，與該水泵連接且貼接所述熱源，該水冷頭設置有供冷卻液流通的一第一入液口和一第一出液口；一冷凝模組，包含一冷媒散熱排，該冷媒散熱排設置有供冷媒流通的一第一冷媒入口和一第一冷媒出口；一板式換熱器，包含彼此貼接的一第一換熱板和一第二換熱板，該第一換熱板設置有供所述冷卻液流通的一第二入液口和一第二出液口，該第二換熱板設置有供所述冷媒流通的一第二冷媒入口和一第二冷媒出口，該第一出液口連接該第二入液口且該第一入液口連接該第二出液口而在該水泵、該水冷頭與該第一換熱板之間形成一冷卻液迴路；以及一壓縮機，設置有供所述冷媒流通的一第三冷媒入口和一第三冷媒出口，該第二冷媒出口連接該第三冷媒入口、該第三冷媒出口連接該第一冷媒入口且該第一冷媒出口連接該第二冷媒入口而在該冷媒散熱排、該壓縮機與該第二換熱板之間形成一冷媒迴路。
2. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，其中該水泵與該水冷頭彼此分離，該水泵外接於該水冷頭。
3. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，其中該水泵設置於該水冷頭內而彼此單件式組合成一水冷頭組件。
4. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，其中該冷凝模組還包含至少一風扇，該至少一風扇設置於該冷媒散熱排。
5. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，其中該冷媒散熱排包含多數排管、多數散熱鰭片和二冷媒容器，各該排管橋接於該二冷媒容器之間，各該散熱鰭片連接於任相鄰二該排管之間，該二冷媒容器的其中之一設置有該第一冷媒入口和該第一冷媒出口。
6. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，還包括一電源，該電源連接該壓縮機。
7. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，還包括一控制器和一溫度感應器，該壓縮機和該溫度感應器皆連接於該控制器，該溫度感應器配置於該板式換熱器。
8. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，還包括一架體，該架體具有一第一側架和一第二側架，該第一側架和該第二側架皆具有一相對內側和一相對外側，該板式換熱器配置於該第一側架的該相對內側，該冷媒散熱排配置於該第二側架的該相對外側，該壓縮機設置於該架體的該第一側架與該第二側架之間。
9. 如請求項1所述之散熱強化型流體散熱裝置，其中該第一換熱板和該第二換熱板內皆具有一流道和對應該流道配置的二鰭片組。