CN103149992A - 风扇串联式散热方法及风扇串联式散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇串联式散热方法，其包括如下步骤：在计算机的机壳内设置用来供气体流动的流场区域；将计算机的主要热源集中安置在流场区域内；在流场区域上分别开设流场进风口和流场出风口；在与流场进风口处位置对应的机壳上安置一个或多个前端风扇，以便将从机壳进风口流入的冷风经由流场进风口吹入流场区域；在与流场出风口处位置对应的机壳上安置一个或多个后端风扇，以便将在流场区域内流动的热风从流场出风口排出。本发明的风扇串联式散热方法，加快了流场区域内空气的流动速度，散热效率高，前端风扇占用机壳的平面面积小，计算机内部的各组件布置灵活，制造成本低；本发明还提供一种用于上述散热方法中的风扇串联式散热系统。

Description

风扇串联式散热方法及风扇串联式散热系统

技术领域

本发明涉及电脑散热系统技术领域，具体涉及一种风扇串联式散热方法和风扇串联式散热系统。

背景技术

现在电脑产品越来越趋于轻薄化、小型化，散热空间越来越小，但用户对电脑性能的需求有增无减，随之而来的是散热问题日趋突出，尤其是表面温度问题越来越难以处理。

现有技术中常采用如图1所示的散热架构解决电脑的散热问题，其将单风扇安置在机壳上，并将安置于热源上的散热器安置于风扇的出风口处，在正对风扇位置开主进风口，在机壳表面贴用于散热的铜箔、铝箔或者石墨片等高导热的材料。采用这种方案，可以压缩风扇厚度、增加风扇平面尺寸，压缩风扇到机壳的进风空间，但是，这种方案存在如下的缺点：风扇薄而宽，因此散热效率低，制造成本高；风扇要保持足够的性能，要维持一定厚度，系统减薄程度低；风扇占用平面面积大，严重影响主机板及其他零组件的设计，造成系统整体成本上升；高导热材料解决表面过热问题也有其适合点热源不适合面热源的局限性，且也会造成成本上升。

现有技术中还采用如图2所示的散热架构解决电脑的散热问题，其将2个风扇安置在机壳上，并且将安置于热源上的散热器安置在风扇的出风口处，以完成对电脑及机壳的散热。但是，这种方案中，多个风扇占用的平面面积过大，严重影响主机板及其他零组件的设计，造成系统整体成本上升。

综上，如何应用合理的方法可以压缩系统厚度，提高散热效率，降低系统成本已成为业内研究人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种风扇串联式散热方法，其将计算机的主要热源安置在一流场区域内，通过安置于流场区域的流场进风口和流场进风口处的前端风扇和后端风扇分别将冷风吹入流场区域和将流场区域内流动的热风吹出流场区域，加快了流场区域内空气的流动速度，散热效率高，并且前端风扇占用机壳的平面面积小，计算机内部的各组件布置灵活，制造成本低；本发明还提供一种用于上述散热方法中的风扇串联式散热系统。

为实现本发明的上述目的，本发明的风扇串联式散热方法包括如下步骤：

在计算机的机壳内设置用来供气体流动的流场区域；

将计算机的主要热源集中安置在所述流场区域内；

在所述流场区域上分别开设流场进风口和流场出风口；

在与流场进风口处位置对应的机壳上安置一个或多个前端风扇，以便将从机壳进风口流入的冷风经由所述流场进风口吹入所述流场区域；

在与流场出风口处位置对应的机壳上安置一个或多个后端风扇，以便将在所述流场区域内流动的热风从所述流场出风口排出。

其中，所述流场区域通过以下步骤形成：

在机壳内利用密封件围成一个区域；

使所述密封件的上下端面分别密封连接所述机壳的上壳体和下壳体。

其中，所述前端风扇位于所述流场区域外部，所述后端风扇位于所述流场区域内部。

进一步的，本发明的风扇串联式散热方法还包括如下步骤：

在所述流场区域内安置用于散热的散热组件，以便将主要热源的热量散发出去。

优选的，所述密封件由软性材料或硬性材料制成。

优选的，所述散热组件包括安置于所述机壳上的散热器和同时安置于所述主要热源和散热器上的热管。

优选的，所述主要热源包括CPU、GPU、PCH、内存和显存中的至少两个。

本发明还提供一种用于上述散热方法中的风扇串联式散热系统，其包括：设置在计算机的机壳内且用来供气体流动的流场区域；集中安置在所述流场区域内的计算机的主要热源；开设于所述流场区域上的流场进风口和流场出风口；安置在与流场进风口处位置对应的机壳上的一个或多个前端风扇，其将从机壳进风口流入的冷风经由所述流场进风口吹入所述流场区域；安置在与流场出风口处位置对应的机壳上的一个或多个后端风扇，其将在所述流场区域内流动的热风从所述流场出风口排出。

相对于现有技术，本发明的风扇串联式散热方法具有如下的优点：

1）本发明在计算机的机壳内设置一流场区域，并将计算机的主要热源安置于流场区域内，从而使其与其它热源隔开，从而使进入系统的冷风流量集中，利于降低主要热源和机壳的表面温度；

2）本发明在流场区域的流场进风口和流场出风口处分别设置前端风扇和后端风扇，使前端风扇和后端风扇构成串联式风扇，从而加快了流场区域内空气的流动速度，进而提高了散热效率，散热效果好；

3）本发明的前端风扇与机壳间的进风间隙小，可以进一步压缩系统厚度或者在相同厚度下，缩小前端风扇占用的平面面积，利于主机板及其他组件的灵活布置；

4）本发明的前端风扇将冷风直接吹向流场区域，从而直接冷却机壳表面，可减少均热材料的使用，降低成本。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为现有技术的散热系统的第一种布置方式图；

图2为现有技术的散热系统的第二种布置方式图；

图3为本发明的风扇串联式散热方法中的散热系统的布置方式图。

附图标记说明：1-机壳；2-密封件；3-前端风扇；4-后端风扇；5-热源；6-热管；7-散热器；8-流场进风口；9-流场出风口。

具体实施方式

如图3所示，本发明的风扇串联式散热方法包括如下步骤：

在计算机的机壳1内设置用来供气体流动的流场区域；

将计算机的主要热源5集中安置在流场区域内；

在流场区域上分别开设流场进风口8和流场出风口9；

在与流场进风口处位置对应的机壳上安置一个或多个前端风扇3，以便将从机壳进风口流入的冷风经由流场进风口吹入流场区域；

在与流场出风口处位置对应的机壳上安置一个或多个后端风扇4，以便将在流场区域内流动的热风从流场出风口排出。

具体的，在计算机的机壳内利用密封件2围成一个区域，再将密封件的上、下端面分别紧密的密封连接在机壳的上壳体和下壳体上，从而在机壳内形成一个用来供气体流动的流场区域。其中，密封件可以采用柔软性能好的软性材料制成，如密封条、密封圈、海绵等，也可以采用硬性材料制成，如钢隔板、塑料隔板等。

设置好流场区域后，将计算机的主要热源集中安置在上述流场区域内，从而通过密封件将计算机的主要的热源与其它热源隔开，主要的热源3包括CPU、GPU、PCH、内存或显存中的至少一个大功率元器件，这些大功率元器件在工作时会产生大量的热量，为了保证系统可以稳定的工作，必须将其产生的热量迅速的传递出去。

将主要的热源安置在流场区域后，如图3所示，在流场区域上分别开设两个流场进风口8和一个流场出风口9。然后，在流场区域外且与流场进风口处位置对应的机壳上安置一个或多个前端风扇3（图中为一个前端风扇），而在流场区域内且与流场出风口处位置对应的机壳上安置一个或多个后端风扇4（图中为一个后端风扇）。其中，机壳上设有机壳进风口（图中未示出），其正对着前端风扇的风扇进风口，因此前端风扇将外界的冷风直接经由机壳进风口和风扇进风口吸入到机壳内部，而前端风扇的风扇出风口直接对准流场进风口，因此被前端风扇吸入的冷风直接通过流场进风口吹入流场区域，而进入流场区域内的冷风在流动时带走主要热源所产生的热量，冷风因为携带着热源的热量在流场区域内转变为热风，而前端风扇不停地向流场区域吹进冷风，使得流场区域内形成正压区，因此热风在前端风扇的吹送下不停地向流场出风口处流动，此时，设在流场出风口处的后端风扇将热风从流场出风口排出，流场出风口与设与机壳上的机壳出风口（图中未示出）相对，因此热风从机壳出风口排向外界大气，从而将流场区域内的热量快速的散发出去。

通过将前端风扇和后端风扇分别安置于流场区域的流场进风口和流场出风口，从而使得前端风扇、流场区域和后端风扇形成串联式的气流通道（如图3中的箭头所示方向），因此加快了流场区域内气体的流动速度，从而提高了散热效率。并且，前端风扇直接吸入机壳外部的冷风，不需要和机壳之间保留大的进风间隙，可以进一步压缩计算机系统的厚度，缩小前端风扇所占用的平面面积，利于计算机主机板及其他组件的安置。此外，由于前端风扇将冷风直接吹向流场区域，因此可以直接降低流场区域内的机壳表面的温度，从而避免在机壳上过多使用均热材料，降低了生产成本。

进一步的，为了使得流场区域内的主要热源所产生的热量能够及时的散发出去，在流场区域内还安置有用于散热的散热组件，该散热组件位于流场出风口处的后端风扇附近，其包括安置于机壳上的散热器7和同时安置于主要热源和散热器上的热管6。其中，热管的蒸发段安置于一个或多个主要热源上，其将热源所产生的热量传递到热管的冷凝段，而热管的冷凝段安置于散热器上，散热器由导热性能好的材料制成，因此散热器将由热管传递来的热量快速的散发到流场区域内，由于散热器安置于流场出风口附近，因此其散发出去的热量被流场区域内流动的热风携带着，被后端风扇从流场出风口排出。

除了上述的风扇串联式散热方法，本发明还提供一种用于上述散热方法中的风扇串联式散热系统，其包括：设置在计算机的机壳内且用来供气体流动的流场区域；集中安置在流场区域内的计算机的主要热源；开设于流场区域上的流场进风口和流场出风口；安置在与流场进风口处位置对应的机壳上的一个或多个前端风扇，其将从机壳进风口流入的冷风经由流场进风口吹入流场区域；安置在与流场出风口处位置对应的机壳上的一个或多个后端风扇，其将在流场区域内流动的热风从流场出风口排出。

具体的，本发明的流场区域是通过将密封件的上、下端面分别紧密的密封连接在机壳的上壳体和下壳体上，而在机壳内形成的一个用来供气体流动的区域。其中，密封件可以采用柔软性能好的软性材料制成，如密封条、密封圈、海绵等，也可以采用硬性材料制成，如钢隔板、塑料隔板等。

而在流场区域上分别开设有流场进风口和流场出风口，且在流场区域外部设置一个或多个对准流场进风口的前端风扇，其将外部的冷风从机壳进风口吸入，并经由流场进风口吹入到流场区域内，冷风在流场区域内流动时，将集中安置在流场区域内的计算机的主要热源的热量带走，从而使冷风转变为热风并向流场出风口处流动，而流场出风口处设置一个或多个后端风扇，其将热风经由流场出风口吹出，并经由和流场出风口位置对应的机壳出风口排出到外界大气中，从而使流场区域的热量快速的散发出去。

而进一步的，为了更快的将主要热源所产生的热量散发出去，在流场区域内还设置有散热组件，其包括安置于机壳上的散热器7和同时安置于主要热源和散热器上的热管6。其中，热管的蒸发段安置于一个或多个主要热源上，其将热源所产生的热量传递到热管的冷凝段，而热管的冷凝段安置于散热器上，散热器由导热性能好的材料制成，因此散热器将由热管传递来的热量快速的散发到流场区域内，由于散热器安置于流场出风口附近，因此其散发出去的热量被流场区域内流动的热风携带着，被后端风扇经由流场出风口吹出。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种风扇串联式散热方法，其特征在于，包括如下步骤：

在计算机的机壳内设置用来供气体流动的流场区域；

将计算机的主要热源集中安置在所述流场区域内；

在所述流场区域上分别开设流场进风口和流场出风口；

在与流场进风口处位置对应的机壳上安置一个或多个前端风扇，以便将从机壳进风口流入的冷风经由所述流场进风口吹入所述流场区域；

在与流场出风口处位置对应的机壳上安置一个或多个后端风扇，以便将在所述流场区域内流动的热风从所述流场出风口排出。

2.根据权利要求1所述的风扇串联式散热方法，其特征在于，所述流场区域通过以下步骤形成：

在机壳内利用密封件围成一个区域；

使所述密封件的上下端面分别密封连接所述机壳的上壳体和下壳体。

3.根据权利要求1所述的风扇串联式散热方法，其特征在于，所述前端风扇位于所述流场区域外部，所述后端风扇位于所述流场区域内部。

4.根据权利要求1所述的风扇串联式散热方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述流场区域内安置用于散热的散热组件，以便将主要热源的热量散发出去。

5.根据权利要求2所述的风扇串联式散热方法，其特征在于，所述密封件由软性材料或硬性材料制成。

6.根据权利要求4所述的风扇串联式散热方法，其特征在于，所述散热组件包括安置于所述机壳上的散热器和同时安置于所述主要热源和散热器上的热管。

7.根据权利要求1所述的风扇串联式散热方法，其特征在于，所述主要热源包括CPU、GPU、PCH、内存和显存中的至少两个。

8.一种用于上述散热方法中的风扇串联式散热系统，其特征在于，包括：

设置在计算机的机壳内且用来供气体流动的流场区域；

集中安置在所述流场区域内的计算机的主要热源；

开设于所述流场区域上的流场进风口和流场出风口；

安置在与流场进风口处位置对应的机壳上的一个或多个前端风扇，其将从机壳进风口流入的冷风经由所述流场进风口吹入所述流场区域；

安置在与流场出风口处位置对应的机壳上的一个或多个后端风扇，其将在所述流场区域内流动的热风从所述流场出风口排出。

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