CN110147149B - 一种计算机硬件快速散热和检修组件及其降温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算机硬件快速散热和检修组件及其降温方法：包括机箱外壳、循环泵、液冷管、换热风扇、散热孔、固定组件和控制器；所述循环泵设置在机箱外壳内侧壁上靠近底部位置，循环泵外部套有隔热腔，隔热腔将循环泵环形包裹住，液冷管与循环泵的出、入口连接，所述液冷管在机箱内部构成多个液冷散热面。

Description

一种计算机硬件快速散热和检修组件及其降温方法

技术领域

本发明涉及计算机散热领域，尤其是一种计算机硬件快速散热和检修组件及其降温方法。

背景技术

计算机系统的主机(例如家用台式电脑)机箱内部，电子元件在运行的时候很大一部分会以热量的形式散发出来，从而导致计算机机箱内部温度的上升。大多数电子器件会由于温度的升高而影响其电性品质并且缩短使用寿命，但是传统的风扇散热效果不佳。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述问题，提供一种计算机硬件快速散热和检修组件及其降温方法，解决了传统风扇散热效果不佳的问题。

一种计算机硬件快速散热和检修组件：包括机箱外壳、循环泵、液冷管、换热风扇、散热孔、固定组件和控制器；所述循环泵设置在机箱外壳内侧壁上靠近底部位置，循环泵外部套有隔热腔，隔热腔将循环泵环形包裹住，液冷管与循环泵的出、入口连接，所述液冷管在机箱内部构成多个液冷散热面。

作为优选的，所述液冷管内冲入制冷剂，所述液冷管从循环泵的出口端竖直出来后在水平方向上盘旋为第一液冷散热面，第一液冷散热面与底部与隔热腔的顶部连接，所述液冷管向上排布，在第一液冷散热面上设置有第二液冷散热面，所述第二液冷散热面的一侧底端设置有承接块；所述在第二液冷散热面依次设置有第三、第四液冷散热面，所述每个冷散热面下方均设置有承接块。

作为优选的，所述第一液冷散热面和第二液冷散热面之间的空腔形成第一受力腔，第二和第三液冷散热面之间形成第二受力腔，第三和第四液冷散热面之间形成第二受力腔，第四液冷散热面和机箱外壳顶部形成第二受力腔，所述第一受力腔：第二受力腔：第三受力腔: 第四受力腔的空间大小比例为1.5:2:1:2。

作为优选的，所述液冷管的出液管在穿出隔热腔的时候分为两条支路管，第一条支路管与第一液冷散热面连接，第二支路管竖直向上延伸，第二支路管分别与第二、第三、第四液冷散热面的液冷管连接；所述循环泵的入水口与第三支路管连接，所述第三支路管设置在机箱侧壁上，第三支路管和第二支路管在机箱内部的位置相对立，所述第三支路管上分别与每一个液冷散热面之间设置有循环管；所述第二液冷散热面与第二支路之间设置有第一电磁阀，所述第三液冷散热面与第二支路之间设置有第二电磁阀，所述第四液冷散热面与第二支路之间设置有第三电磁阀；所述第一液冷散热面与第三支路管的循环管上设置有第一连通阀；所述第二液冷散热面与第三支路管的循环管上设置有第二连通阀；所述第三液冷散热面与第三支路管的循环管上设置有第三连通阀，所述第一液冷散热面与第二液冷散热面之间设置有第四连通阀。

作为优选的，所述每个受力腔所对应的机箱内部设置有温度检测器，温度检测器分别与控制器单独连接，所述所有的电磁阀和所有的连通阀分别与控制器单独控制，温度检测器将每个受力腔内的温度数据传递给控制器，所述控制器通过接受温度数据控制相应的电磁阀和连通阀进行关闭或开启作业。

作为优选的，所述隔热腔底部设置有有散热孔通道，所述通道内设置有多个换热风扇，所述与散热孔通道所对应的机箱外壳上设置有散热孔，所述换热风扇并排设置多个在散热通道内，所述第三支路管在机箱底部盘旋为多层散热结构，所述散热结构与换热风扇相对应，所述每个散热风扇分别与控制器单独连接。

作为优选的，所述固定组件与受力腔相匹配设置，固定组件设置个数与受力腔的设置相同，所述固定组件与机箱外壳固定连接，所述固定组件包括固定套筒、中心滑杆、卡接杆、弹簧、缓冲块和固定架。所述固定套筒一端与机箱外壳固定连接，所述中心滑杆设置在固定套筒的中心轴线位置，所述固定套筒上设置有长条滑槽和限位块，所述限位块对称设置在长条滑槽的两侧，所述限位块设置为多个，卡接杆的一端设置有贯穿通孔，所述卡接杆通过贯穿通孔与卡接杆滑动连接，所述卡接杆远离贯穿通孔的一端端突出固定套筒，卡接杆可在长条滑槽内进行限位滑动，所述卡接杆突出固定套筒端设置有两对称的连接杆，所述连接杆与卡接杆铰接。

作为优选的，所述弹簧与卡接杆的的侧壁固定连接，所述固定架设置在固定套筒远离机箱壁面的一端，所述固定架上设置有凹槽，所述凹槽大小与缓冲块相同，所述凹槽设置在固定架的竖直面的中心位置，所述固定架为倒“L”，所述固定架的底部设置有与液冷管相匹配的滑动口，所述滑动口至少设置为2个，且分别与两个液冷管相滑动连接。

本发明公布一直高效的节能降温方法；

当运行降温作业的时候，分为3种作业模式，节能降温、高效降温和快速降温，根据每个温度检测器所检测的温度数据，控制器自动进行切换，当所有的温度检测器检测的温度数据均为正常值时，控制器开启节能降温模式，控制器控制第四连通阀开启，关闭所有的电磁阀和其他的连通阀，制冷剂在循环泵的带动下缓慢依次从第一液冷散热面向第四液冷散热面进行循环，对每个受力腔进行降温。

当单个温度检测器检测的温度过高而其他温度检测器正常时，开启快速降温模式，开启温度过高温度检测器所在电磁阀，开启相应的连通阀，关闭其他的所有阀门；当温度恢复正常后，控制器开启节能降温模式。

当所有的温度检测器检测机箱内所有温度均升高，此时开启高效降温模式，此时关闭第四连通阀，开启其他所有的阀门，并且循环泵的功率最大化，每个液冷散热面均单独形成一个循环回路，使每个液冷散热面都其所对应的受力腔进行快速降温，当温度降低后，控制器再次进行检测，根据温度检测器反馈的结果再次选则快速降温或者节能降温。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1. 本发明通过温度检测检测不同受力腔的温度情况，控制器采取不同的降温模式，实现对单个受力腔进行快速精准降温，对整体机箱的温度进行整体高降温，在平时进节能降温；并且使机械功率利用更高，减少制冷功率的浪费，使温度降温更高效，能源使用更低。

2. 本发明通过卡接杆在不同限位块上的位置调节，压缩弹簧从而推动固定架移动，固定架底端通过滑动口和弹簧的进进行滑动，所述固定组件将电子器件稳固的限位在所在的受力腔内，且使计算机组件的底端与液冷散热面接触，从而使计算机组件进固定连接，拆卸计算机组件的时候，只需要调节卡接杆的位置，使弹簧伸长，即可以快速拆卸和安装，并且能够使计算机组件底部与液冷散热面紧密接触，加快散热的效率。

附图说明

图1是本发明一种计算机硬件快速散热和检修组件整体的示意图；

图2是本发明中第二液冷散热面的俯视结构示意图；

图3是本发明中固定组件结构的示意图；

图4是本发明中固定套筒的俯视结构示意图；

图5是本发明中卡接杆的主视结构示意图；

图6是本发明中固定架底部的结构示意图；

图中标记：1、机箱外壳；2、循环泵；4、换热风扇；5、散热孔；6、固定组件；101、减震层；102、隔热腔；103、散热铜板；301、第一液冷散热面；302、第二液冷散热面；303、第三液冷散热面；304、第四液冷散热面；305、承接块；306、第一受力腔；307、第二受力腔；308、第三受力腔；309、第四受力腔；310、第一条支路管；311、第二支路管；312、第三支路管；313、第一电磁阀；314、第二电磁阀；315、第三电磁阀；316、第一连通阀；317、第二连通阀；318、第三连通阀；319、第四连通阀；320、温度检测器；601、固定套筒；602、中心滑杆；603、卡接杆；604、弹簧；605、缓冲块；606、固定架。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。

实施例1

一种计算机硬件快速散热和检修组件，包括机箱外壳1、循环泵2、液冷管、换热风扇4、散热孔5、固定组件6和控制器；所述机箱外壳1内壁设置有减震层101，减震层101遍布机箱外壳1内壁全覆盖，所述循环泵2设置在机箱外壳1内侧壁上靠近底部位置，循环泵2外部套有隔热腔102，隔热腔102将循环泵2环形包裹住，隔热腔102的底部设置为散热铜板103，所述循环泵2的电机外壳与散热铜板103固定连接，优选的，为了增加循环泵2的散热效果，可以将电机外壳和散热铜板103设置为一体结构，所述隔热腔102外壁为双层真空板，双层真空板之间冲入惰性气体，保证循环泵2在运行时产生的热量由散热铜板103进行排出，所述散热铜板103底部设置有多个散热翅片，通过散热翅片将热量排出隔热腔102，通过隔热腔102将循环腔运行所产生的热量锁定在隔热腔102内部，防止热量热传递到机箱内部。

所述液冷管为铜管，液冷管与循环泵2的出、入口连接，所述液冷管内冲入制冷剂，所述液冷管从循环泵2的出口端竖直出来后在水平方向上盘旋为第一液冷散热面301，第一液冷散热面301与底部与隔热腔102的顶部连接，隔热腔102的底部为第一散热面提供支撑力，所述液冷管向上排布，在第一液冷散热面301上设置有第二液冷散热面302，所述第二液冷散热面302的一侧底端设置有承接块305，所述承接块305为第二液冷散热面302提供支撑力，保证第二液冷散热面302在组装完电子元器件后有足够的支撑力，防止液冷面形变，延长装置的使用时间。

所述在第二液冷散热面302依次设置有第三、第四液冷散热面304，所述每个冷散热面下方均设置有承接块305，所述第一液冷散热面301和第二液冷散热面302之间的空腔形成第一受力腔306，第二和第三液冷散热面303之间形成第二受力腔307，第三和第四液冷散热面304之间形成第二受力腔307，第四液冷散热面304和机箱外壳1顶部形成第二受力腔307，所述第一受力腔306：第二受力腔307：第三受力腔308: 第四受力腔309的空间大小比例为1.5:2:1:2，设置不同的大小比例可以根据计算机内不同的组件安放在不同受力腔内。

所述液冷管的出液管在穿出隔热腔102的时候分为两条支路管，第一条支路管310与第一液冷散热面301连接，第二支路管311竖直向上延伸，第二支路管311分别与第二、第三、第四液冷散热面304的液冷管连接。

所述循环泵2的入水口与第三支路管312连接，所述第三支路管312设置在机箱侧壁上，第三支路管312和第二支路管311在机箱内部的位置相对立，所述第三支路管312上分别与每一个液冷散热面之间设置有循环管。

所述第二液冷散热面302与第二支路之间设置有第一电磁阀313，所述第三液冷散热面303与第二支路之间设置有第二电磁阀314，所述第四液冷散热面304与第二支路之间设置有第三电磁阀315；所述第一液冷散热面301与第三支路管312的循环管上设置有第一连通阀316；所述第二液冷散热面302与第三支路管312的循环管上设置有第二连通阀317；所述第三液冷散热面303与第三支路管312的循环管上设置有第三连通阀318，所述第一液冷散热面301与第二液冷散热面302之间设置有第四连通阀319。

所述每个受力腔所对应的机箱内部设置有温度检测器320，温度检测器320分别与控制器单独连接，所述所有的电磁阀和所有的连通阀分别与控制器单独控制，温度检测器320将每个受力腔内的温度数据传递给控制器，所述控制器通过接受温度数据控制相应的电磁阀和连通阀进行关闭或开启作业。

本发明还提供一直高效的节能降温方法，

当运行降温作业的时候，分为3种作业模式，节能降温、高效降温和快速降温，根据每个温度检测器320所检测的温度数据，控制器自动进行切换，当所有的温度检测器320检测的温度数据均为正常值时，控制器开启节能降温模式，控制器控制第四连通阀319开启，关闭所有的电磁阀和其他的连通阀，制冷剂在循环泵2的带动下缓慢依次从第一液冷散热面301向第四液冷散热面304进行循环，对每个受力腔进行降温，此时循环泵2的工作效率最低，制冷剂所运行的路径最长。

每个季节室内温度和环境温度的不同，或者机箱内部运转的情况的不同会导致每个组件的发热功率不同，当单个温度检测器320检测的温度过高而其他温度检测器320正常时，开启快速降温模式，开启温度过高温度检测器320所在电磁阀，开启相应的连通阀，关闭其他的所有阀门，此时，循环泵2的机械功率不变，而制冷剂的路径变短，进行从温度过高的液冷散热面进行循环，实现对单个温度过高的受力腔的快速降温；当温度恢复正常后，控制器开启节能降温模式。避免对于循环泵2机械功率的浪费，使在循环泵2机械功率不变的情况下，实现最大限度的高效并且快速降温。

当所有的温度检测器320检测机箱内所有温度均升高，此时开启高效降温模式，此时关闭第四连通阀319，开启其他所有的阀门，并且循环泵2的功率最大化，每个液冷散热面均单独形成一个循环回路，使每个液冷散热面都其所对应的受力腔进行快速降温，当温度降低后，控制器再次进行检测，根据温度检测器320反馈的结果再次选则快速降温或者节能降温。

通过温度检测检测不同受力腔的温度情况，控制器采取不同的降温模式，实现对单个受力腔进行快速精准降温，对整体机箱的温度进行整体高降温，在平时进节能降温；并且使机械功率利用更高，减少制冷功率的浪费，使温度降温更高效，能源使用更低。

所述隔热腔102底部设置有有散热孔5通道，所述通道内设置有多个换热风扇4，所述与散热孔5通道所对应的机箱外壳1上设置有散热孔5，所述换热风扇4并排设置多个在散热通道内，所述第三支路管312在机箱底部盘旋为多层散热结构，所述散热结构与换热风扇4相对应，所述每个散热风扇分别与控制器单独连接，当处于不同的降温模式下，驱动不同的风扇个数，所述控制器驱动换热风扇4个数的比例为节能模式：快速模式：高效模式为1:2:4。

所述散热翅片设置在散热通道内，换热风扇4转动带动散热结构进行降温，同时对散热翅片进行降温。

所述固定组件6与受力腔相匹配设置，固定组件6设置个数与受力腔的设置相同，所述固定组件6与机箱外壳1固定连接，所述固定组件6包括固定套筒601、中心滑杆602、卡接杆603、弹簧604、缓冲块605和固定架606。所述固定套筒601一端与机箱外壳1固定连接，所述中心滑杆602设置在固定套筒601的中心轴线位置，所述固定套筒601上设置有长条滑槽和限位块，所述限位块对称设置在长条滑槽的两侧，所述限位块设置为多个，卡接杆603的一端设置有贯穿通孔，所述卡接杆603通过贯穿通孔与卡接杆603滑动连接，所述卡接杆603原理贯穿通孔端突出固定套筒601，卡接杆603可在长条滑槽内进行限位滑动，所述卡接杆603突出固定套筒601端设置有两对称的连接杆，所述连接杆与卡接杆603铰接。

所述弹簧604与卡接杆603的的侧壁固定连接，所述固定架606设置在固定套筒601远离机箱壁面的一端，所述固定架606上设置有凹槽，所述凹槽大小与缓冲块605相同，所述凹槽设置在固定架606的竖直面的中心位置，所述固定架606为倒“L”，所述固定架606的底部设置有与液冷管相匹配的滑动口，所述滑动口至少设置为2个，且分别与两个液冷管相滑动连接。

所述卡接块设置在弹簧604远离卡接杆603的一端，通过卡接杆603在不同限位块上的位置调节，压缩弹簧604从而推动固定架606移动，固定架606底端通过滑动口和弹簧604的进进行滑动，所述固定组件6将电子器件稳固的限位在所在的受力腔内，且使计算机组件的底端与液冷散热面接触，从而使计算机组件进固定连接，拆卸计算机组件的时候，只需要调节卡接杆603的位置，使弹簧604伸长，即可以快速拆卸和安装，并且能够使计算机组件底部与液冷散热面紧密接触，加快散热的效率。

所述控制器的位置设置在机箱外壳1的内壁上，控制器的位置不影响器功能，控制可具体为PLC可编程逻辑控制器，型号为SIMATIC S7-300。

在另一个实施例中，所述固定架606内部设置限位板和卡接板，限位板和卡接板通过弹簧604连接，所述固定架606上设置有卡接孔，所述卡接孔的大小与卡接板适配，，所述卡接孔在固定架606竖直方向上设置多个，通过限位板和卡接板对计算机内组件进行竖直方向上的固定。

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 (8)

1.一种计算机硬件快速散热和检修组件，其特征在于：包括机箱外壳、循环泵、液冷管、换热风扇、散热孔、固定组件和控制器；所述循环泵设置在机箱外壳内侧壁上靠近底部位置，循环泵外部套有隔热腔，隔热腔将循环泵环形包裹住，液冷管与循环泵的出、入口连接，所述液冷管在机箱内部构成多个液冷散热面，所述液冷管从循环泵的出口端竖直出来后在水平方向上盘旋为第一液冷散热面，第一液冷散热面与底部与隔热腔的顶部连接，所述液冷管向上排布，在第一液冷散热面上设置有第二液冷散热面，所述第二液冷散热面的一侧底端设置有承接块；所述在第二液冷散热面依次设置有第三、第四液冷散热面，每个冷散热面下方均设置有承接块。

2.如权利要求1所述的一种计算机硬件快速散热和检修组件，其特征在于：所述第一液冷散热面和第二液冷散热面之间的空腔形成第一受力腔，第二和第三液冷散热面之间形成第二受力腔，第三和第四液冷散热面之间形成第二受力腔，第四液冷散热面和机箱外壳顶部形成第二受力腔，所述第一受力腔：第二受力腔：第三受力腔:第四受力腔的空间大小比例为1.5:2:1:2。

3.如权利要求2所述的一种计算机硬件快速散热和检修组件，其特征在于：所述液冷管的出液管在穿出隔热腔的时候分为两条支路管，第一条支路管与第一液冷散热面连接，第二支路管竖直向上延伸，第二支路管分别与第二、第三、第四液冷散热面的液冷管连接；所述循环泵的入水口与第三支路管连接，所述第三支路管设置在机箱侧壁上，第三支路管和第二支路管在机箱内部的位置相对立，所述第三支路管上分别与每一个液冷散热面之间设置有循环管；所述第二液冷散热面与第二支路之间设置有第一电磁阀，所述第三液冷散热面与第二支路之间设置有第二电磁阀，所述第四液冷散热面与第二支路之间设置有第三电磁阀；所述第一液冷散热面与第三支路管的循环管上设置有第一连通阀；所述第二液冷散热面与第三支路管的循环管上设置有第二连通阀；所述第三液冷散热面与第三支路管的循环管上设置有第三连通阀，所述第一液冷散热面与第二液冷散热面之间设置有第四连通阀。

4.如权利要求3所述的一种计算机硬件快速散热和检修组件，其特征在于：每个受力腔所对应的机箱内部设置有温度检测器，温度检测器分别与控制器单独连接，所有的电磁阀和所有的连通阀分别与控制器单独控制，温度检测器将每个受力腔内的温度数据传递给控制器，所述控制器通过接受温度数据控制相应的电磁阀和连通阀进行关闭或开启作业。

5.如权利要求4所述的一种计算机硬件快速散热和检修组件，其特征在于：所述隔热腔底部设置有散热孔通道，所述通道内设置有多个换热风扇，与散热孔通道所对应的机箱外壳上设置有散热孔，所述换热风扇并排设置多个在散热通道内，所述第三支路管在机箱底部盘旋为多层散热结构，所述散热结构与换热风扇相对应，每个散热风扇分别与控制器单独连接。

6.如权利要求5所述的一种计算机硬件快速散热和检修组件，其特征在于：所述固定组件与受力腔相匹配设置，固定组件设置个数与受力腔的设置相同，所述固定组件与机箱外壳固定连接，所述固定组件包括固定套筒、中心滑杆、卡接杆、弹簧、缓冲块和固定架,所述固定套筒一端与机箱外壳固定连接，所述中心滑杆设置在固定套筒的中心轴线位置，所述固定套筒上设置有长条滑槽和限位块，所述限位块对称设置在长条滑槽的两侧，所述限位块设置为多个，卡接杆的一端设置有贯穿通孔，所述卡接杆通过贯穿通孔与卡接杆滑动连接，所述卡接杆远离贯穿通孔的一端突出固定套筒，卡接杆可在长条滑槽内进行限位滑动，所述卡接杆突出固定套筒端设置有两对称的连接杆，所述连接杆与卡接杆铰接。

7.如权利要求6所述的一种计算机硬件快速散热和检修组件，其特征在于：所述弹簧与卡接杆的侧壁固定连接，所述固定架设置在固定套筒远离机箱壁面的一端，所述固定架上设置有凹槽，所述凹槽大小与缓冲块相同，所述凹槽设置在固定架的竖直面的中心位置，所述固定架为倒“L”，所述固定架的底部设置有与液冷管相匹配的滑动口，所述滑动口至少设置为2个，且分别与两个液冷管相滑动连接。

8.一种基于权利要求1～4之一所述一种计算机硬件快速散热和检修组件的高效的节能降温方法；其特征在于：

当运行降温作业的时候，分为3种作业模式，节能降温、高效降温和快速降温，根据每个温度检测器所检测的温度数据，控制器自动进行切换，当所有的温度检测器检测的温度数据均为正常值时，控制器开启节能降温模式，控制器控制第四连通阀开启，关闭所有的电磁阀和其他的连通阀，制冷剂在循环泵的带动下缓慢依次从第一液冷散热面向第四液冷散热面进行循环，对每个受力腔进行降温；

当单个温度检测器检测的温度过高而其他温度检测器正常时，开启快速降温模式，开启温度过高温度检测器所在电磁阀，开启相应的连通阀，关闭其他的所有阀门；当温度恢复正常后，控制器开启节能降温模式；

当所有的温度检测器检测机箱内所有温度均升高，此时开启高效降温模式，此时关闭第四连通阀，开启其他所有的阀门，并且循环泵的功率最大化，每个液冷散热面均单独形成一个循环回路，使每个液冷散热面都其所对应的受力腔进行快速降温，当温度降低后，控制器再次进行检测，根据温度检测器反馈的结果再次选则快速降温或者节能降温。

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