CN201681343U - 终端及其液冷散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于一终端的液冷散热系统，该系统包括泵、第一散热器、第二散热器、热交换器和风扇；所述泵的壳体上具有与内部容液腔连通的进液口和出液口；所述第一散热器置于泵与第一发热部件之间，且与第一发热部件相抵；所述第二散热器与第二发热部件相抵，且第二散热器的进液口与泵的出液口连通；所述热交换器置于机箱的后侧板上，该热交换器的进液口和出液口分别与第二散热器的出液口和泵的进液口连通；所述风扇置于热交换器的前侧表面，以形成通过热交换器流向机箱外侧的冷却气流。本实用新型可形成高效且全面的系统流动散热，大幅提升散热效率，实现了系统低温度、低噪音的目标。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该液冷散热系统的终端。

Description

终端及其液冷散热系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种终端及其液冷散热系统。

背景技术

伴随着科技的发展及应用需求的提高，电子产品不断推陈出新。针对各类机型，用户大多注重整机性能的体验，配置通常较高，从而使得整机功率也不断的提升；即，整机运行发热较高。

众所周知，良好的散热能够保证系统各部件的工作稳定性，尤其是系统中的使用大功率部件，如CPU、NB(北桥)、SB(南桥)、硬盘、显卡等。然而，要保证各个部件散热良好，噪音不可避免的将会随着各个部件的功耗的增加而增加。因此，高功耗系统的散热设计需要满足以下要求：支持高功耗部件运作，温度低，噪音低。上述分析说明，对于工业标准体积的台式机系统而言，如何有效进行散热和噪音的控制是一对相互矛盾的问题。

现有的台式机系统散热方案，主要是采用多个高转速风扇(CPU风扇和系统风扇)与铜质散热器配合进行散热，其中的系统风扇负责硬盘、显卡等部件的散热；但是，该方案存在两点不足之处，一是由于设置有系统风扇，因而增加了散热成本；另一是多个高转速风扇的同时使用，大大增加了系统噪音，因而影响整机的品质。

有鉴于此，亟待另辟蹊径提出一种散热系统，以可靠地支持高功耗部件，在保持良好散热的基础上能够有效降低系统噪音。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种液冷散热系统以可靠地支持高功耗部件，在保持良好散热的基础上能够有效降低系统噪音。在此基础上，本实用新型还提供一种应用该液冷散热系统的终端。

本实用新型提供的液冷散热系统，置于一终端的机箱内，所述机箱具有前侧板、后侧板、顶板、底板、左侧板和右侧板；所述液冷散热系统包括泵、第一散热器、第二散热器、热交换器和风扇；其中，所述泵包括壳体和泵内部容液腔，所述壳体上具有与所述泵内部容液腔连通的泵进液口和泵出液口；所述第一散热器置于所述泵与第一发热部件之间，且所述第一散热器与所述第一发热部件相抵；所述第二散热器与第二发热部件相抵，所述第二散热器具有散热器内部容液腔及与所述散热器内部溶液腔连通的第二散热器进液口和第二散热器出液口，且所述第二散热器进液口与所述泵出液口连通；所述热交换器置于所述机箱的后侧板上，所述热交换器具有热交换器内部容液腔及与所述热交换器内部溶液腔连通的热交换器进液口和热交换器出液口，且所述热交换器进液口与所述第二散热器出液口连通、所述热交换器出液口与泵进液口连通；所述风扇置于所述热交换器的前侧，以形成通过所述热交换器流向机箱外侧的冷却气流。

优选地，所述第一散热器具体为贴合固设在所述第一发热部件上的散热板；所述泵的壳体的集热面与该散热板的表面贴合固定。

优选地，所述泵具体为叶片泵，驱动电机固设在所述泵的壳体外侧，且所述驱动电机输出动力至叶片轴并驱动叶片旋转，以便于泵内部容液腔中的水经泵出液口输出。

优选地，所述热交换器设置在机箱后侧板的中部。

优选地，所述热交换器与风扇之间设置有弹性垫片。

优选地，所述第二散热器具体为两个且沿所述第二发热部件的长度方向依次设置，两个所述第二散热器并联设置，即，两个所述第二散热器的第二散热器进液口和第二散热器出液口分别连通。

优选地，所述第二散热器具体为两个且沿所述第二发热部件的长度方向依次设置，两个所述第二散热器串联设置，即，一个第二散热器的第二散热器进液口与所述泵出液口连通、其第二散热器出液口与另一个第二散热器的第二散热器进液口连通，另一个第二散热器的第二散热器出液口与所述热交换器进液口连通。

优选地，所述第一散热器、第二散热器及泵的壳体均采用铜材制成。

本实用新型提供的一种终端，包括具有前侧板、后侧板、顶板、底板、左侧板和右侧板的机箱，以及置于所述机箱内的第一发热部件和第二发热部件，所述机箱内设置有如前所述的液冷散热系统。

本实用新型所述液冷散热系统结构设计合理，易于安装。其采用泵、第一散热器、第二散热器、热交换器构成散热回路。工作过程中，第一散热器和第二散热器分别吸收相应发热部件及其附近区域的热量，泵启动后建立起回路中冷却介质的循环，吸收热量后的冷却介质流向热交换器处，冷却后的冷却介质流向各散热器，与此同时风扇(液冷风扇)形成通过热交换器并流向机箱外侧的冷却气流，从而通过液冷散热系统实现散热。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益的技术效果：

首先，散热效果较好。应用上述方案的终端，其内部散热区域可大致划分为三个：高功耗部件，如CPU、显卡由本方案提供的液冷散热系统散热；主板上的部件，如NB、SB、VRM等元件由电源风扇散热；硬盘、光驱由电源风扇和液冷风扇共同散热。

其次，对于第一发热部件具体为CPU、第二发热部件具体为显卡的系统而言，该系统可省去CPU风扇和显卡风扇，大大降低了总体散热成本。

再次，由于风扇的使用数量的减少，在确保散热效率的同时大大降低了系统噪音。

附图说明

图1是具体实施方式中所述电脑主机的轴侧示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是具体实施方式中所述泵的主视图；

图4是具体实施方式中所述泵、第一散热器和第一发热部件(CPU)之间的装配关系示意图；

图5是具体实施方式中所述热交换器与风扇之间的装配关系示意图；

图6是系统内部散热区域分布图；

图7是具体实施方式所述液冷散热系统的工作原理图；

图8和图9分别示出了两个第二散热器实现并联的连管方式。

图中：

机箱10、后侧板101、硬盘20、主板30、电源40、电源风扇41、显卡50、光驱60、CPU70；

泵1、壳体11、泵进液口12、泵出液口13、叶片14、叶片轴15、驱动电机16、集热面17、第一散热器2、第二散热器3′、3″、热交换器4、风扇5、弹性垫片6、第一水管7、第二水管8、第三水管9。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种液冷散热系统，以形成高效且全面的系统流动散热，大幅提升散热效率，实现了系统低温度、低噪音的目标。

不失一般性，下面结合说明书附图以电脑主机作为主体具体说明本实施方式。本文中所涉及的内、外、上、下等方位词，是以电脑主机机箱为基准定义的。应当理解，所述内、外、上、下等方位词的使用不应当限制本申请请求保护的范围。

请参见图1和图2，其中，图1是本实施方式所述电脑主机的轴侧示意图(略去一机箱侧板所示)，图2是图1的A向视图。

与现有技术相同，本实用新型提供的电脑主机包括机箱10以及容置于机箱10内的CPU(图中未示出)、硬盘20、主板30、电源40、显卡50、内存(图中未示出)和光驱60等主要功能构件。

需要说明的是，CPU、硬盘20、主板30、电源40、显卡50、光驱60和内存等构件与现有技术基本相同，本领域的普通技术人员基于现有技术完全可以实现，故，本文中不再赘述。下文将详细说明本方案的液冷散热系统。不失一般性，本实施方式以第一发热部件为CPU、第二发热部件为显卡50具体说明所述液冷散热系统的应用状态。

结合图1和图2所示，该液冷散热系统主要包括泵1、第一散热器2、第二散热器、热交换器4和风扇5。

泵1的壳体11上具有泵进液口12和泵出液口13，泵进液口12和泵出液口13分别与泵内部容液腔连通。具体请参见图3和图4，其中，图3是泵1的主视图，图4是泵、第一散热器和CPU之间的装配关系示意图。

泵1具体为叶片泵，若干叶片14均布在叶片轴15的外周；驱动电机16固定设置在壳体11的外侧，其输出端口(图中未示出)与叶片轴15同轴固定，在驱动电机16的作用下叶片14旋转，进而搅动该泵内部容液腔中的水经泵出液口13输出，与此同时，产生的虹吸使得外部水流经泵进液口12补入泵内部容液腔。

实际上，泵1的结构形式不局限于图中所示的叶片泵，它也可以为叶轮泵或者螺杆泵，只要满足使用需要均可。

第一散热器2置于泵1与CPU70之间。为节省内部空间，第一散热器2具体为铜质散热板，其贴合在CPU上，以充分吸收CPU的运行发热。另外，泵1的壳体11亦采用铜质材料制成，且该壳体11的集热面17第一散热器2紧密贴合，以最大限度的提高热传导效率。

两个第二散热器3′、3″置于显卡50的下方，且沿显卡50的长度方向依次设置。两个第二散热器3′、3″的进液口和出液口分别连通，即，并联在冷却回路中。如图所示，第二散热器的进液口通过第一水管7与泵1的泵出液口13连通。根据系统的实际需要，该第二散热器也可以设置为一个或者两个以上的复数个。

实际上，对于复数个第二散热器来说，每个第二散热器之间可以并联也可以串联，即，一个第二散热器的第二散热器进液口与所述泵出液口连通、其第二散热器出液口与另一个第二散热器的第二散热器进液口连通，另一个第二散热器的第二散热器出液口与所述热交换器进液口连通(图中未示出)，只要装配空间满足需要均可。

热交换器4与风扇5组装为一体后，固定设置在常规设计中系统风扇的位置，即，机箱后侧板的中部；因此，应用本方案所述液冷散热系统，不用修改机箱，亦不与其它部件干涉，便于进行安装。具体来说，热交换器4固定设置在机箱1的后侧板101上，该热交换器4的热交换器进液口通过第二水管8与第二散热器3′、3″的散热器出液口连通，热交换器4的热交换器出液口通过第三水管9与泵1的泵进液口12连通；风扇5置于热交换器4的前侧表面，以形成通过热交换器4流向机箱10外侧的冷却气流。

如图5所示，热交换器4与风扇5之间设置有弹性垫片6，以有效降低风扇5启动后产生的工作噪声。

本方案中的第二散热器3′、3″采用铜质材料制成，其集热面与显卡50紧密贴合，以最大限度的提高热传导效率。第二散热器的内部介质通道可以不同的结构形式，优选采用一个完整的内部容液腔，以降低冷却介质的流动阻力、节约制造成本。

应当理解，本方案中第一散热器、第二散热器及泵的壳体的材质可以采用其它导热性能较好的材料制成。

对于前述两个第二散热器3′、3″的并联关系来说，可以地，所述第一散热器、第二散热器及泵的壳体均采用铜材制成。

工作过程中，第一散热器和第二散热器分别吸收CPU和显卡及其附近区域的热量，泵启动后建立起回路中冷却介质的循环，吸收热量后的冷却介质流向热交换器处，冷却后的冷却介质流向各散热器，与此同时风扇(液冷风扇)形成通过热交换器并流向机箱外侧的冷却气流，从而通过液冷散热系统实现散热。电脑主机的内部散热区域可大致划分为三个：高功耗部件，如CPU、显卡由本方案提供的液冷散热系统散热；主板上的部件，如NB、SB、VRM等元件由电源风扇41散热；硬盘、光驱由电源风扇和液冷风扇共同散热。具体请参见图6中箭头所示。

本实施方式所述液冷散热系统的原理如图7所示。在该回路中，两个第二散热器3′、3″并联后与第一散热器2串联。对于两个第二散热器3′、3″的并联关系来说，可以如图8或者图9中示出的连管方式实现，在此不再赘述。当然，图8所示连管方式更利于节省装配空间。

特别说明的是，本方案在保证良好散热效果的基础上，可有效降低工作噪音。基于本实施方式所述的系统散热方式与传统散热方式分别进行了噪音测试。在Idle mode(电脑闲置状态)，本方案比传统的要低3dB；在Compute Load mode(CPU运行最大功率状态)，新方案比传统的要低5dB；在3D Mark mode(显卡运行最大功率状态)，新方案比传统的要低11dB。显然，本方案降低噪音的效果非常明显。

表1：液冷散热系统

测试状态

声功率测试值(贝尔)

声功率规格值(贝尔)

闲置	3.5	4.3
			CPU运行最大功率	3.8	4.8
显卡运行最大功率	3.8	/

表2：传统散热系统

测试状态	声功率测试值(贝尔)	声功率规格值(贝尔)
			闲置	3.8	4.3
CPU运行最大功率	4.3	4.8
			显卡运行最大功率	4.9	/

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.液冷散热系统，置于一终端的机箱内，所述机箱具有前侧板、后侧板、顶板、底板、左侧板和右侧板，其特征在于，所述液冷散热系统包括：

泵，包括壳体和泵内部容液腔，所述壳体上具有与所述泵内部容液腔连通的泵进液口和泵出液口；

第一散热器，置于所述泵与第一发热部件之间，且所述第一散热器与所述第一发热部件相抵；

第二散热器，与第二发热部件相抵，所述第二散热器具有散热器内部容液腔及与所述散热器内部溶液腔连通的第二散热器进液口和第二散热器出液口，且所述第二散热器进液口与所述泵出液口连通；

热交换器，置于所述机箱的后侧板上，所述热交换器具有热交换器内部容液腔及与所述热交换器内部溶液腔连通的热交换器进液口和热交换器出液口；且所述热交换器进液口与所述第二散热器出液口连通、所述热交换器出液口与泵进液口连通；和

风扇，置于所述热交换器的前侧，以形成通过所述热交换器流向机箱外侧的冷却气流。

2.根据权利要求1所述的液冷散热系统，其特征在于，所述第一散热器具体为贴合固设在所述第一发热部件上的散热板；所述泵的壳体的集热面与该散热板的表面贴合固定。

3.根据权利要求2所述的液冷散热系统，其特征在于，所述泵具体为叶片泵，驱动电机固设在所述泵的壳体外侧，且所述驱动电机输出动力至叶片轴并驱动叶片旋转，以便于泵内部容液腔中的水经泵出液口输出。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液冷散热系统，其特征在于，所述热交换器设置在机箱后侧板的中部。

5.根据权利要求4所述的液冷散热系统，其特征在于，所述热交换器与风扇之间设置有弹性垫片。

6.根据权利要求5所述的液冷散热系统，其特征在于，所述第二散热器具体为两个且沿所述第二发热部件的长度方向依次设置，两个所述第二散热器并联设置，即，两个所述第二散热器的第二散热器进液口和第二散热器出液口分别连通。

7.根据权利要求5所述的液冷散热系统，其特征在于，所述第二散热器具体为两个且沿所述第二发热部件的长度方向依次设置，两个所述第二散热器串联设置，即，一个第二散热器的第二散热器进液口与所述泵出液口连通、其第二散热器出液口与另一个第二散热器的第二散热器进液口连通，另一个第二散热器的第二散热器出液口与所述热交换器进液口连通。

8.根据权利要求6或7所述的液冷散热系统，其特征在于，所述第一散热器、第二散热器及泵的壳体均采用铜材制成。

9.一种终端，包括：

机箱，其具有前侧板、后侧板、顶板、底板、左侧板和右侧板；

第一发热部件和第二发热部件，分别置于所述机箱内，其特征在于，

所述机箱内设置有如权利要求1至8中任一项所述的液冷散热系统。

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