CN112423546B - 一种微细通道液冷散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种微细通道液冷散热系统，包括：微通道散热器，微通道散热器包括冷却液通道、磁流体回路及磁流体驱动装置；磁流体回路内填充有磁流体；磁流体驱动装置用于产生电磁场以驱动磁流体在磁流体回路内流动；冷却液通道上的至少一段沿磁流体回路排布并与磁流体回路的侧面相连通；冷却液输送系统，冷却液输送系统的输出端连通冷却液通道的一端，以用于向冷却液通道内连续输送冷却液；本发明不仅确保向微通道散热器连续地输送冷却液，以维持其连续的散热状态，而且还基于微通道散热器内部结构的优化设计，达到低阻散热的效果，可实现对电子器件及其它热源较好地散热。

Description

一种微细通道液冷散热系统

技术领域

本发明涉及电子器件散热领域，尤其涉及一种微细通道液冷散热系统。

背景技术

随着微机电系统技术的发展，电子器件的集成化和高频化程度不断提高，特征尺寸不断减小，单位容积的发热量不断增大，而紧凑化的设计结构又使其散热更加困难，从而迫切需要解决电子器件高效散热的技术难题。然而，传统的风冷和大尺寸管道液体对流换热技术很难将电子器件上产生的大量热量及时带走，造成电子器件温度升高，大大降低了电子器件的实用性与可靠性。因此，微小空间高热通量的散热技术已经成为制约信息、电子、航空航天以及国防军事技术发展的关键因素之一。

微细通道液冷散热技术是一种高效换热方式，与传统的风冷和大尺寸管道液体对流换热相比，微细通道因通道尺寸微小，使其在相同体积下具有很大的传热面积，换热效率和换热系数均得到显著提升。然而，由于微通道散热器的通道尺寸很小，导致其流动阻力很大，流动压损也较大，一般需要高功率循环泵来驱动流体流动，而高功率循环泵的使用，不仅额外造成了能量的损耗，而且还会引起较大的运行噪声。

与此同时，循环泵在长期运行中或在突发状况下，容易出现故障，通入微通道散热器的冷却液将会出现断流，导致微通道散热器失去散热能力，直接影响到电子设备安全可靠地运行。

发明内容

本发明实施例提供一种微细通道液冷散热系统，用以解决现有的微通道散热器内冷却液的流动阻力大，容易出现冷却液断流而无法正常工作的问题。

本发明实施例提供一种微细通道液冷散热系统，包括：微通道散热器，包括冷却液通道、磁流体回路及磁流体驱动装置；所述磁流体回路内填充有磁流体；所述磁流体驱动装置设置于所述磁流体回路的一侧，用于产生电磁场以驱动所述磁流体在所述磁流体回路内流动；所述冷却液通道上的至少一段沿所述磁流体回路排布并与所述磁流体回路的侧面相连通；冷却液输送系统，所述冷却液输送系统的输出端连通所述冷却液通道的一端，以用于向所述冷却液通道内连续输送冷却液。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述磁流体与所述冷却液在接触面处的流动方向相同。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述磁流体驱动装置包括磁极相反的磁铁与电场方向相反的电极组件，所述电极组件产生的电场方向垂直于所述磁铁的磁场方向，以用于驱动所述磁流体在所述磁流体回路内沿着预设的方向移动。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述磁流体回路包括第一磁流体通道与第二磁流体通道，所述第一磁流体通道与所述第二磁流体通道相互连接且首尾相互连通。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述磁铁包括：N极磁铁和S极磁铁；所述第一磁流体通道内安装有沿所述磁流体的流动方向设置的S极磁铁，所述第二磁流体通道内安装有沿所述磁流体的流动方向设置的N极磁铁。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述电极组件包括：第一电极组件和第二电极组件；所述第一电极组件和所述第二电极组件对应的电场方向相反；所述第一磁流体通道的两侧安装有所述第一电极组件，所述第二磁流体通道的两侧安装有所述第二电极组件。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述磁流体和所述冷却液为互不相溶的两种介质，所述磁流体为导电介质，所述冷却液为非导电介质。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述冷却液输送系统包括流量监测模块及多路液泵，多路所述液泵共同通过所述流量监测模块连通所述冷却液通道，所述流量监测模块分别通讯连接各个所述液泵，以基于对冷却液泵送的流量的监测，切换控制各个所述液泵的工作状态。

根据本发明一个实施例的微细通道液冷散热系统，所述液泵包括两台，所述流量监测模块通讯连接控制模块，所述控制模块通过切换开关分别连接两台所述液泵。

本发明实施例提供的一种微细通道液冷散热系统，在通过冷却液输送系统向微通道散热器连续输送冷却液的同时，还对微通道散热器的内部结构进行优化设计，利用磁流体驱动装置所产生的电磁场驱动磁流体，使磁流体在磁流体回路内循环流动，从而起到带动与其侧面连通的冷却液运行，使原有的冷却液与壁面的液-固接触方式转变为冷却液与磁流体的液-液接触方式，极大程度降低了接触面的摩擦阻力系数，并利用磁流体的运动，使冷却液接触面从原先的无滑移壁面转变为滑移壁面，如此大大降低了冷却液的流动阻力。

由上可知，本发明不仅确保向微通道散热器连续地输送冷却液，以维持其连续的散热状态，而且还基于微通道散热器内部结构的优化设计，达到低阻散热的效果，可实现对电子器件及其它热源较好地散热。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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通道散热器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的液冷散热模块的正视图；

图3是本发明实施例提供的液冷散热模块的右视图；

图4是本发明实施例提供的液冷散热模块的左视图；

图5是本发明实施例提供的液冷散热模块的俯视图；

图6是图2中液冷散热模块A-A位置处的剖视图；

图7是图2中液冷散热模块B-B位置处的剖视图；

图8是图5中液冷散热模块C-C位置处的剖视图；

图9是本发明实施例提供的一种微细通道液冷散热系统的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的流量监测模块的剖面结构示意图。

图中，1、液冷散热模块；2、壳体；11、冷却液通道；12、磁流体回路；121、第一磁流体通道；122、第二磁流体通道；13、磁铁；131、S极磁铁；132、N极磁铁；14、电极组件；141、第一电极组件；142、第二电极组件；15、绝缘层；3、流量监测模块；301、导电流道；302、容纳腔；303、阻流件；304、弹性连接件；305、磁力件；306、第一信号端子；307、第二信号端子；308、辅助滑块；309、第一固定块；310、第二固定块；311、磁流体；4、微通道散热器；5、热源；6、控制模块；7、切换开关；8、冷却液输送系统；80、第一液泵；81、第二液泵；82、第一输入管；83、第二输入管；84、第一并联支管；85、第二并联支管；86、三通阀；87、第一电磁阀；88、第二电磁阀；89、第三电磁阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1描述本发明实施例提供的微通道散热器，该微通道散热器包括：若干个液冷散热模块1。

为了方便说明，将选取图1中虚线框住的区域进行详细说明，该虚线区域为微通道散热器的单个液冷散热模块1，每个微通道散热器包括一个或多个液冷散热模块1。

如图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，每个液冷散热模块1均包括：冷却液通道11、磁流体回路12及磁流体驱动装置。

磁流体回路12内填充有磁流体，磁流体驱动装置设置于磁流体回路12的一侧，用于产生电磁场以驱动磁流体在磁流体回路12内流动；冷却液通道11上的至少一段沿磁流体回路12排布并与磁流体回路12的侧面相连通，其中，冷却液通道11由冷却液输送系统向其内部连续输送冷却液，冷却液在冷却液通道11内向前流动的过程中，同时吸收外部热量，实现对热源的冷却。冷却液通道11可为直通道、“L”形通道或“U”形通道等，在此不作具体限定，冷却液通道11的截面可以是方形、矩形或半圆形。

其中，磁流体和冷却液为互不相溶的两种介质。磁流体为导电介质，磁流体由纳米磁性颗粒、基液和表面活性剂组成。可采用Fe₃O₄、Fe₂O₃、Ni、Co等作为磁性颗粒，以水、有机溶剂等作为基液，以油酸等作为活性剂防止团聚。冷却液可采非导电介质，例如纯水。磁流体在磁场作用下完全填充在磁流体回路12中，并在磁力作用下，磁流体只在磁流体回路12内流动。

与此同时，本实施例所示的磁流体驱动装置包括磁极相反的磁铁13与电场方向相反的电极组件14，电极组件14产生的电场方向垂直于磁铁13的磁场方向，以用于驱动磁流体在磁流体回路12内沿着预设的方向移动，其中，电极组件14用于与外部电源连通，由于磁流体为导电体，当接通电源后，在电极组件14的电极阳极和阴极间将会形成电流，电流方向从阳极指向阴极，与磁场方向垂直，此时磁流体将受到洛伦兹力而发生运动，运动方向可根据左手定则判断。

在正常工作时，本实施例所示的微通道散热器用于与热源紧密贴合，从热源吸取热量，并将其传导给冷却液通道11中流动的冷却液，最终通过冷却液将热量带走。

在电极组件14未接通电源时，由于没有电流的存在，无法产生洛伦兹力，从而磁流体将会在磁场的作用下吸附于磁铁13表面，并填充在磁流体回路12内保持静止。当冷却液流过冷却液通道11时，其表面将与磁流体接触，从而实现液-液界面接触，导致其表面的摩擦阻力大幅下降。

由此，本实施例所示的微通道散热器进行正常散热工作的同时，可以使散热器内部的电极组件14接通外部电源，使导电的磁流体产生电流，电流方向视电极的布置位置而定。由于磁流体回路12由第一磁流体通道121和第二磁流体通道122组成，从而相应的形成了两段磁流体，两段磁流体在洛伦兹力的作用下，在磁流体回路12内循环流动。在此，可以通过调节磁场和电流的大小来控制洛伦兹力的大小，从而调节磁流体的流动速度。也可以通过调整电流方向，控制磁流体的流动方向。由于冷却液与磁流体之间存在一定的粘性，从而磁流体在洛伦兹力作用下发生运动时，将附带与其接触面接触的冷却液发生同向运动，若运动方向与冷却液流动方向一致时，磁流体将起正向滑移壁面的作用，相当于给冷却液提供了额外向前的动力，加速冷却液流动，同时使冷却液上表面的摩擦阻力进一步降低，最终实现微通道散热器的低阻流动特性。

如图6、图7和图8所示，本实施例所示的磁流体回路12设有的两段分别为第一磁流体通道121和第二磁流体通道122。第一磁流体通道121和第二磁流体通道122相互连接且首尾相互连通。本实施例中，第一磁流体通道121连接在第二磁流体通道122的顶部。

其中，磁铁包括：N极磁铁132和S极磁铁131。第一磁流体通道121内安装有沿磁流体的流动方向设置的S极磁铁131，第二磁流体通道122内安装有沿磁流体的流动方向设置的N极磁铁132。本实施例将第一磁流体通道121安装在第二磁流体通道122的上方，S极磁铁131位于N极磁铁132的上方，N极磁铁132位于靠近冷却液通道11的一侧。

本实施例所示的微通道散热器还包括：壳体2；各液冷散热模块1中的各部件均安装在壳体2内。当微通道散热器正常工作时，其壳体2底部与热源紧密贴合，从热源吸取热量，并将其传导到散热器内部流动的冷却液中，最终通过冷却液将热量带走。

如果需要改变磁流体的流动方向，也可在第一磁流体通道121内安装S极磁铁131，而在第二磁流体通道122内安装N极磁铁132，通过改变磁场方向，调节磁流体所受洛伦兹力的方向。

基于第一磁流体通道121与S极磁铁131，第二磁流体通道122与N极磁铁132的安装关系，可进一步设置电极组件14包括第一电极组件141和第二电极组件142。第一电极组件141和第二电极组件142对应电极的方向相反。在第一磁流体通道121的两侧安装第一电极组件141，在第二磁流体通道122的两侧安装有第二电极组件142。

其中，第一电极组件141和第二电极组件142均包括相对设置的电极阴极和电极阳极。第一电极组件141的电极阴极安装在第一磁流体通道的第一侧，第一电极组件141的电极阳极安装在第一磁流体通道的第二侧。第二电极组件142的电极阳极安装在第二磁流体通道的第一侧，第二电极组件142的电极阴极安装在第二磁流体通道的第二侧。即在本实施例中，第一电极组件141和第二电极组件142中的两层电极以N极磁铁132和S极磁铁131的交界面为边界。第一电极组件141的电极阴极和电极阳极分别布置在S极磁铁131的两侧。第二电极组件142的电极阴极和电极阳极分别布置在N极磁铁132的两侧。第一电极组件141的电极阴极和电极阳极与第二电极组件142的电极阴极和电极阳极反向布置。如果第一电极组件141的电极阳极在左侧，则第二电极组件142的电极阳极就在右侧。

如果需要改变磁流体的流动方向，也可改变第一电极组件141和第二电极组件142的电极阴极和电极阳极，通过改变电流方向，调节磁流体所受洛伦兹力的方向。仅需要保证第一电极组件141和第二电极组件142对应电极的方向相反即可。

为保证本实施例所示的微通道散热器的稳定运行，在第一电极组件141的电极阴极与第二电极组件142的电极阳极之间，以及第二电极组件142的电极阴极与第一电极组件141的电极阳极之间均设有绝缘层15。绝缘层15采用绝缘材料填充，用于对电极进行绝缘处理。同时，壳体2和各个电极间也设有绝缘层15，用于保证散热器的安全运行。

为防止磁流体从磁流体回路12进入冷却液通道11，S极磁铁131包括第一安装面和第一作用面。N极磁铁132包括第二安装面和第二作用面。第一安装面与第一磁流体通道121的内壁面连接，以使S极磁铁131固定在第一磁流体通道121中。第二安装面与第二磁流体通道122的内壁面连接，以使N极磁铁132固定在第二磁流体通道122中。第一作用面和第二作用面均设置有用于装载磁流体的条形凹槽，且第一作用面的条形凹槽与第二作用面的条形凹槽相互连通，从而在电极组件14通电后，磁流体可在条形凹槽内流动。根据磁流体的流动情况，也可对应调整凹槽的形状，以适应不同的工况。根据冷却液通道11的位置，冷却液通道11的一侧可与第一作用面的条形凹槽或第二作用面的条形凹槽连通。

本实施例所示的微通道散热器正常工作时，壳体2底部与热源紧密贴合，从热源吸取热量，并将其传导给散热器内部冷却液通道11中流动的冷却液，最终通过冷却液将热量带走。在电极组件14未接通电源时，由于没有电流的存在，无法产生洛伦兹力，所以磁流体将会在磁场的作用下吸附于磁铁13表面，并填充在磁流体回路12内保持静止。当冷却液流过冷却液通道11时，其上表面将与磁流体接触，从而实现液-液界面接触，导致上表面的摩擦阻力大幅下降。

在微通道散热器进行正常散热工作的同时，可以使散热器内部的电极组件14接通外部电源，使电极阳极与电极阴极之间通过导电的磁流体产生电流，电流方向视电极阴极和电极阳极的布置位置而定，方向为从电极阳极流向电极阴极。由于N极磁铁132在下，S极磁铁131在上，磁铁外部的磁感线从N极磁铁132出发，并回到S极磁铁131，所以处于磁铁上下位置的磁流体回路12内的磁流体均受到向下的磁感线作用，因此根据左手定则，磁流体所受的洛伦兹力方向与电流和磁场方向均垂直，该方向正好与磁流体回路12一致，而要使磁流体在洛伦兹力的作用下在磁流体回路12内循环流动，则需要第一电极组件141和第二电极组件142的位置采用相反布置。可以通过调节磁场和电流的大小来控制洛伦兹力的大小，从而调节磁流体的流动速度。通过调整电极阳极和电极阴极的位置，可以控制磁流体的流动方向，使磁铁13下方磁流体的流动方向与冷却液的流动方向保持一致，此时冷却液与磁流体的接触面就变成了具有一定速度的滑移壁面，从而进一步降低了冷却液上表面的摩擦阻力，最终实现微通道散热器的低阻流动特性。

由于接触面的磁流体流动方向与冷却液的流动方向相同，因此冷却液的上表面属于滑移壁面条件，起到加速冷却液流动以及进一步降低冷却液上表面摩擦阻力的作用，使微通道散热器具有比常规微细通道散热器更低的流动阻力。同时，因为磁流体在冷却液上方空间，不影响冷却液对其下方的热源进行冷却，因此对微通道散热器的散热性能影响不大。

如图9所示，基于上述实施例的改进，本实施例还提供了一种微细通道液冷散热系统，包括冷却液输送系统8及如上所述的微通道散热器4，冷却液输送系统8的输出端连通微通道散热器4上冷却液通道11的一端，以用于向冷却液通道11内连续输送冷却液。

具体的，本实施例所示的冷却液输送系统8包括流量监测模块3及多路液泵，多路液泵共同通过流量监测模块3连通冷却液通道11，流量监测模块3分别通讯连接各个液泵，以基于对冷却液泵送的流量的监测，切换控制各个所述液泵的工作状态。

具体的，本实施例所示的微通道散热器4与热源5通过高导热界面材料紧密贴合，该热源5可以为本领域所公知的电子器件，热源5的热量传导至微通道散热器4后，最终被微通道散热器4相应微细的冷却液通道11内的冷却水带走，从而实现对热源5的高效散热。

与此同时，本实施例所示的液泵采用本领域所公知的微型自悬浮循环水泵，该液泵设置有两台，并在图9中分别以第一液泵80与第二液泵81表示，在使用时，可将流量监测模块3通过导线分别与12V直流电源及控制模块6构成闭环回路，由控制模块6通过切换开关7分别控制第一液泵80与第二液泵81的工作状态的切换。

参见图10，本实施例所示的流量监测模块3包括：导电流道301，导电流道301内用于通入冷却液；容纳腔302，容纳腔302设置于导电流道301上，容纳腔302内装有磁流体311；第一信号端子306，第一信号端子306伸入至容纳腔302内，并与导电流道301电隔离；第二信号端子307，第二信号端子307电连接导电流道301；阻流件303，阻流件303用于通过弹性连接件304可移动地安装于导电流道301内，阻流件303上装有与磁流体311相对应的磁力件305，磁力件305用于带动磁流体311移动，通过磁流体311实现第一信号端子306与导电流道301的电连接，其中，图10中箭头所示的方向为导电流道301内冷却液的流动方向。

具体的，本实施例所示的流量监测模块3，通过在导电流道301内设置阻流件303，将阻流件303通过弹性连接件304可移动地安装于导电流道301内，则在导电流道301内冷却液的流量发生变化时，阻流件303会在冷却液与弹性连接件304的共同作用下，在导电流道301内维持在不同的位置，而在阻流件303带动磁力件305一起移动时，磁力件305会基于电磁作用而带动磁流体311移动，并通过磁流体311控制第一信号端子306与导电流道301的电连接状态，由于第二信号端子307电连接导电流道301，从而第一信号端子306与第二信号端子307会因导电流道301内冷却液的流量的变化，相应地输出不同的开关量信号，以此自动实现对冷却液的流量的灵敏监测。

在此应指出的是，本实施例所示的弹性连接件304可以为弹簧、弹性杆及弹性条当中的任意一种，但为了较好地控制阻流件303的移动，本实施例所示的弹性连接件304优选为弹簧。在对冷却液的流量进行监测时，由于阻流件303会在冷却液与弹性连接件304的共同作用下，在导电流道301内维持在不同的位置，从而本实施例所示的弹性连接件304包括多个形变状态，当冷却液的流量较大时，冷却液会对阻流件303产生较大的作用力，可使得弹性连接件304处于第一形变状态，此时阻流件303会处于图10中第一信号端子306右侧的位置，此时第一信号端子306与第二信号端子307电隔离；而在冷却液的流量减小时，由于冷却液对阻流件303产生的作用力会相应地减小，此时阻流件303会相应地向左移动，由磁力件305带动磁流体311向左移动，直至弹性连接件304处于第二形变状态，此时，磁流体311位于第一信号端子306与导电流道301之间，第一信号端子306分别通过磁流体311及导电流道301与第二信号端子307相导通，从而实现对导电流道301内冷却液所处的两种流量状态的灵敏监测。

与此同时，本实施例所示的导电流道301可以为钢管、铝管及铜管当中的任一种，在此不作具体限定，导电流道301的端口形状可以为圆形、矩形及正多边形等。本实施例所示的容纳腔302既可设置于导电流道301的侧壁内，又可设置于导电流道301的外侧壁上，在此也不作具体限定。如图10所示，在其中一个优选本实施例中，在导电流道301的外侧壁上形成有绝缘壳罩，绝缘壳罩与导电流道301之间围成容纳腔302。

另外，本实施例所示的阻流件303可以理解为，能够对导电流道301内流体的流动产生一定的阻力，但不影响导电流道301内流体正常输送的部件，如具有一定开孔密度的丝网、孔板及栅栏格栅等，在此也不作具体限定。如图10所示，在其中一个优选实施例中，阻流件303设置为孔板，孔板的端面垂直于导电流道301的轴向，从而孔板既可以较好地承受来自于冷却液的作用力，又能确保冷却液在导电流道301内顺畅地流动，以便对冷却液的流量进行监测。

如图10所示，基于上述实施例的改进，本实施例所示的阻流件303的边沿与导电流道301的内侧壁滑动连接，弹性连接件304位于阻流件303的下游，如此在冷却液从上游对阻流件303施加持续的推动力时，可由下游的弹性连接件304对阻流件303施加朝向上游的弹性抵触力，以便阻流件303在相应的流量下达到动平衡。

具体的，本实施例中阻流件303的一端通过磁力件305与导电流道301的内侧壁滑动连接，另一端通过辅助滑块308与导电流道301的内侧壁滑动连接。其中，磁力件305可以为本领域所公知的永久磁铁，磁力件305为滑块结构，辅助滑块308为非磁力构件，为了进一步减小阻流件303与导电流道301的内侧壁之间的滑动摩擦，本实施例可将磁力件305、辅助滑块308均通过定向轮与导电流道301的内侧壁相接触，并且还可在导电流道301的内侧壁设置与磁力件305或辅助滑块308相对应的导向槽，导向槽沿导电流道301的轴向排布。

如图10所示，基于上述实施例的改进，在冷却液的流量发生变化时，为了确保阻流件303在导电流道301内沿其轴向进行稳定地移动，本实施例在导电流道301的内侧壁上还装有位于阻流件303的下游的第一固定块309和第二固定块310，第一固定块309与磁力件305沿导电流道301的轴向相对应，第二固定块310与辅助滑块308沿导电流道301的轴向相对应，第一固定块309与磁力件305之间及第二固定块310与辅助滑块308之间均安装弹性连接件304。

如图9与图10所示，本实施例所示的流量监测模块3上的第一信号端子306连接直流电源的正极，直流电源的负极与流量监测模块3上的第二信号端子307分别连接控制模块6的输入端，控制模块6可以为本领域所公知的PLC控制器、单片机，控制模块6的输出端通讯连接切换开关7，以控制切换开关7的切换状态，而切换开关7用于切换控制第一液泵80与第二液泵81相应供电回路的通断状态。

如图9所示，本实施例所示的冷却液输送系统8具体包括第一输入管82、第二输入管83、第一并联支管84及第二并联支管85，第一输入管82的一端用于通入冷却液，另一端分别连接第一并联支管84与第二并联支管85的一端，第一并联支管84与第二并联支管85的另一端通过三通阀86连通第二输入管83的一端，第二输入管83的另一端连通微通道散热器4，其中，在第一输入管82上装有第一电磁阀87，在第一并联支管84上装有第二电磁阀88与第一液泵80，在第二并联支管85上装有第三电磁阀89与第二液泵81，第一液泵80与第二液泵81互为备用，在第二输入管83上安装流量监测模块3，三通阀86、第一电磁阀87、第二电磁阀88、第三电磁阀89的工作状态均可由控制模块6进行实时控制。

基于上述实施例所示的微细通道液冷散热系统，其工作原理如下：

首先，在正常情况下，其中一台液泵正常运行，以便基于冷却液输送管路向微通道散热器4连续地泵送冷却液，此时通过流量监测模块3的冷却液的流量为基准流量，由于冷却液在此流量下对阻流件303产生较大的推力作用，阻流件303会在第一信号端子306的右侧保持动平衡，此时磁流体311随同磁力件305相应地处于第一信号端子306的右侧。

当运行中的液泵出现故障，如在第一液泵80出现故障时，将直接导致冷却液的流量下降，由于冷却液在流量下降时对阻流件303产生的推力减小，阻流件303将在弹性连接件304的弹力作用下向左移动，当流量下降至基准流量值的70％时，磁流体311在磁力件305的带动下移动至第一信号端子306与导电流道301的外侧壁之间，这使得第一信号端子306与第二信号端子307通电连接，从而流量监测模块3将向控制模块6发送开关量信号，控制模块6输出控制指令，一方面使得三通阀86的导通状态切换至与第二液泵81相应的通路，关闭第二电磁阀88，开启第三电磁阀89，使得与第一液泵80相应的第一并联支管84关闭，与第二液泵81相应的第二并联支管85导通，在另一方面，控制模块6还控制切换开关7的切换状态，使得第一液泵80停止运行，第二液泵81启动运行，以确保冷却液的流量恢复至基准流量值，保证通入至微通道散热器4的冷却液的流量的充足，并可在散热系统不停机情况下，直接拆卸和更换故障的液泵，以对其实现在线维修。

由上可知，本实施例所示的微细通道液冷散热系统不仅确保向微通道散热器连续地输送冷却液，以维持其连续的散热状态，而且还基于微通道散热器内部结构的优化设计，达到低阻散热的效果，可实现对电子器件及其它热源较好地散热。

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 (8)

1.一种微细通道液冷散热系统，其特征在于，包括：

微通道散热器，包括冷却液通道、磁流体回路及磁流体驱动装置；所述磁流体回路内填充有磁流体；所述磁流体驱动装置用于产生电磁场以驱动所述磁流体在所述磁流体回路内流动；所述冷却液通道上的至少一段沿所述磁流体回路排布并与所述磁流体回路的侧面相连通；

冷却液输送系统，所述冷却液输送系统的输出端连通所述冷却液通道的一端，以用于向所述冷却液通道内连续输送冷却液；

所述磁流体与所述冷却液在接触面处的流动方向相同。

2.根据权利要求1所述的微细通道液冷散热系统，其特征在于，所述磁流体驱动装置包括磁极相反的磁铁与电场方向相反的电极组件，所述电极组件产生的电场方向垂直于所述磁铁的磁场方向，以用于驱动所述磁流体在所述磁流体回路内沿着预设的方向移动。

3.根据权利要求2所述的微细通道液冷散热系统，其特征在于，所述磁流体回路包括第一磁流体通道与第二磁流体通道，所述第一磁流体通道与所述第二磁流体通道相互连接且首尾相互连通。

4.根据权利要求3所述的微细通道液冷散热系统，其特征在于，所述磁铁包括：N极磁铁和S极磁铁；所述第一磁流体通道内安装有沿所述磁流体的流动方向设置的S极磁铁，所述第二磁流体通道内安装有沿所述磁流体的流动方向设置的N极磁铁。

5.根据权利要求4所述的微细通道液冷散热系统，其特征在于，所述电极组件包括：第一电极组件和第二电极组件；所述第一电极组件和所述第二电极组件对应的电场方向相反；所述第一磁流体通道的两侧安装有所述第一电极组件，所述第二磁流体通道的两侧安装有所述第二电极组件。

6.根据权利要求1至5任一所述的微细通道液冷散热系统，其特征在于，所述磁流体和所述冷却液为互不相溶的两种介质，所述磁流体为导电介质，所述冷却液为非导电介质。

7.根据权利要求1至5任一所述的微细通道液冷散热系统，其特征在于，所述冷却液输送系统包括流量监测模块及多路液泵，多路所述液泵共同通过所述流量监测模块连通所述冷却液通道，所述流量监测模块分别通讯连接各个所述液泵，以基于对冷却液泵送的流量的监测，切换控制各个所述液泵的工作状态。

8.根据权利要求7所述的微细通道液冷散热系统，其特征在于，所述液泵包括两台，所述流量监测模块通讯连接控制模块，所述控制模块通过切换开关分别连接两台所述液泵。

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