CN104317374A - 散热装置和方法 - Google Patents

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王晨
沈卫东
吴宏杰
崔新涛
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Shuguang energy saving technology (Beijing) Limited by Share Ltd
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Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种散热装置和方法，该散热装置包括发热器件及设置于发热器件上的外罩；外罩表面具有用于沸腾换热的泡沫铜；发热器件浸泡于用于吸收发热器件产生热能的氟化物制冷液中。本发明使制冷液通过表面具有泡沫铜的外罩进行换热，由于泡沫铜的特殊组织结构可以大大提高制冷液沸腾形成气泡的数量和效果，从而提高沸腾换热性能，进而提高了散热装置的冷却效果。

Description

散热装置和方法
技术领域
本发明涉及散热装置领域，具体来说，涉及一种散热装置和方法。
背景技术
目前所使用的计算机大都依靠冷空气给机器降温，但在数据中心里，仅仅依靠风冷已经不足以满足高热流密度服务器的散热要求。水冷或液冷有两大好处：它能把冷却剂直接导向热源，而不是像风冷那样间接制冷；和风冷相比，每单位体积所传输的热量即散热效率高达3500倍。水冷散热器在08年左右就出现在市场，惠普、IBM等服务器巨头和其他一些专注数据中心技术的公司都先后推出过水冷散热产品。
蒸发冷却从热学原理上，是利用制冷剂沸腾时的汽化潜热带走热量。由于液体的汽化潜热要比它的比热要大很多，因此蒸发冷却的冷却效果更为显著。
目前，市面上现有CPU外罩的材质是铜，表面镀有一层镍。在直接式液冷系统，即使用制冷剂进行浸泡式冷却时，取消了翅片和风扇，只用制冷剂的相变进行换热来冷却CPU。由于上述CPU罩的材料表面不易产生气泡，沸腾换热性能不够好，因此在开机后CPU的温度上升很快，很容易达到CPU的极限温度，使得大多数服务器厂家对于液冷技术望而却步。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种散热装置，可以大大提高换热效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种散热装置。
该散热装置包括：
发热器件及包裹于所述发热器件的外罩；
所述外罩表面具有用于沸腾换热的泡沫铜；
包裹住所述发热器件的外罩件浸泡于用于吸收所述发热器件产生热能的氟化物制冷液中。
其中，泡沫铜通过低温液体焊接法焊接在外罩的表面。
其中，泡沫铜的材质可以为紫铜。
其中，为了提高产生气泡的效果，优选的泡沫铜的孔隙率为90％。
其中，泡沫铜的厚度为1.5mm。
此外，氟化物制冷液的沸点为30至60摄氏度，无毒、无污染、无金属腐蚀性、具有绝缘性。
上述装置可以应用于全浸泡式的液冷散热系统。
根据本发明的另一方面，提供了一种散热方法应用于全浸泡式的液冷散热系统，该方法包括：
氟化物制冷液通过表面具有泡沫铜的发热器件的外罩进行换热。
优选的，泡沫铜的材质为以下至少之一：
材料为紫铜、孔隙率为90％、厚度为1.5mm。
此外，氟化物制冷液的沸点为30至60摄氏度，无毒、无污染、无金属腐蚀性、具有绝缘性。
本发明使制冷液通过表面具有泡沫铜的外罩进行换热，由于泡沫铜的特殊组织结构可以大大提高制冷液沸腾形成气泡的数量，从而提高沸腾换热性能，进而提高了散热装置的冷却效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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是根据本发明实施例的散热装置的结构示意图；
图2是泡沫铜的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1示出了根据本发明实施例的散热装置的示意图，可以大大的提高换热效果。
该散热装置包括：
发热器件及包裹于所述发热器件的外罩；
所述外罩表面具有用于沸腾换热的泡沫铜；
包裹住所述发热器件的外罩件浸泡于用于吸收所述发热器件产生热能的氟化物制冷液中。
其中，泡沫铜通过低温液体焊接法焊接在外罩的表面。
优选的，泡沫铜的材质可以为紫铜。
其中，为了提高制冷液产生气泡的效果，优选的泡沫铜的孔隙率为90％。
优选的，泡沫铜的厚度为1.5mm。
此外，氟化物制冷液的沸点为30至60摄氏度，无毒、无污染、无金属腐蚀性、具有绝缘性。
上述装置应用于全浸泡式的液冷散热系统中。
根据本发明的实施例，还提供了一种散热方法，应用于全浸泡式的液冷散热系统，该方法包括：
氟化物制冷液通过表面具有泡沫铜的发热器件的外罩进行换热。
优选的，泡沫铜的材质为以下至少之一：
材料为紫铜、孔隙率为90％、厚度为1.5mm。
此外，氟化物制冷液的沸点为30至60摄氏度，无毒、无污染、无金属腐蚀性、具有绝缘性。
在一个具体的实施例中，本发明的散热装置应用于全浸泡式的液冷散热系统中，在进行散热性能测试的时候，将CPU主板完全浸泡在制冷液中，并通过泡沫铜来强化CPU罩表面的沸腾换热性，具体的，通过低温液体焊接法，将泡沫铜焊接在CPU罩的表面，并安装在服务器主板上。
在CPU启动并开始发热后，液态制冷剂在CPU罩的表面被加热，沸腾并产生气泡，气泡上升，形成气液混合流通过腔体顶端的出口管流出，在外界冷却装置的辅助下，冷却为液态，返回蒸发腔完成循环。
如图2示出了泡沫铜的结构，其组织形状类似于泡沫有很多空隙，由于泡沫铜内部和表面具有立体孔状结构，能为沸腾提供了大量的气化核心，更加容易生成气泡，从而加强沸腾换热。
此外，本发明的泡沫铜材质为紫铜、孔隙率为90％、厚度为1.5mm，并且制冷液为30至60摄氏度的氟化物，无毒，无污染，不腐蚀金属，且该介质具有很高的绝缘性，克服了介质导电的危害，解决了水进机房的问题。
综上所述，本发明使制冷液通过表面具有泡沫铜的外罩进行换热，由于泡沫铜的特殊组织结构可以大大提高制冷液沸腾形成气泡的数量和效果，从而提高沸腾换热性能，进而提高了散热装置的冷却效果。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，包括：
发热器件及包裹于所述发热器件的外罩；
所述外罩表面具有用于沸腾换热的泡沫铜；
包裹住所述发热器件的外罩件浸泡于用于吸收所述发热器件产生热能的氟化物制冷液中。
2.根据权利要求1的所述装置，其特征在于，所述泡沫铜通过低温液体焊接法焊接在所述外罩的表面。
3.根据权利要求1的所述装置，其特征在于，所述泡沫铜材质为紫铜。
4.根据权利要求1的所述装置，其特征在于，所述泡沫铜的孔隙率为90％。
5.根据权利要求1的所述装置，其特征在于，所述泡沫铜的厚度为1.5mm。
6.根据权利要求1的所述装置，其特征在于，所述氟化物制冷液的沸点为30至60摄氏度，无毒、无污染、无金属腐蚀性、具有绝缘性。
7.根据权利要求1的所述装置，其特征在于，应用于全浸泡式的液冷散热系统。
8.一种散热方法，应用于全浸泡式的液冷散热系统，其特征在于，包括：
氟化物制冷液通过表面具有泡沫铜的发热器件的外罩进行换热。
9.根据权利要求8的所述方法，其特征在于，所述泡沫铜的材质为以下至少之一：
材料为紫铜、孔隙率为90％、厚度为1.5mm。
10.根据权利要求8的所述方法，其特征在于，所述氟化物制冷液的沸点为30至60摄氏度，无毒、无污染、无金属腐蚀性、具有绝缘性。
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