CN205623053U - 一种集成一体化冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种集成一体化冷却装置，由密封机壳(1)、液体冷却工质(2)、发热元件(3)和转接接口(4)组成。发热元件(3)和液体冷却工质(2)置于密封机壳(1)内，发热元件(3)浸没于液体冷却工质(2)中。转接接口(4)位于密封机壳表面，密封机壳(1)与转接接口(4)共同形成内部密封空间。发热元件(3)的电源和通信电路通过转接接口(4)与密封机壳(1)外部的电源、信号线路连接。液体冷却工质(2)与发热元件(3)接触，吸收发热元件(3)产生的热量，并将热量传递至密封机壳(1)；或者液体冷却工质(2)汽化为气态，将热量传递至密封机壳(1)；密封机壳(1)通过机壳表面或散热通道(12)，将热量散发至周围的空气。

Description

一种集成一体化冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种电气与电子设备发热元件的冷却装置。

背景技术

电气与电子设备中各种元件在运行过程中都会产生热量，尤其线圈、铁芯、电阻、电子芯片等部件能量密度较高，发热尤为严重。为了保证这些部件运行在安全的温度范围，必须对这些发热元件设计对应的冷却措施。传统设备中多采用直接空气冷却的方式，但是随着发热元件的发热量不断增加，特别是设备的高度集成化设计，使得部件的功率密度越来越高，部件的热源密度也越来越高，风冷方式已经难以满足需要。为了改善高密度部件的散热条件，在传统风冷方式上进行了诸多改进措施，如：增大风量、改善风道、降低风温等，这些改进措施在一定程度上实现了冷却性能的提高，然而这些改进措施可能会引起系统的噪声增大，能耗增加。

实用新型内容

为了更便捷高效地解决电气与电子设备发热元件的散热问题，本实用新型提出一种基于集成一体化的冷却装置。相比于传统直接空气冷却方式，该冷却装置具有高效散热、节能降耗、静音、可靠等特点，尤其适用于高热源密度的电气与电子设备，如电力电子变流器、服务器、计算机、计算池、存储池、网络池等。

本实用新型主要包括密封机壳，液体冷却工质，发热元件和转接接口四个部分。密封机壳内部注入液体冷却工质，发热元件安装于密封机壳内。转接接口位于密封机壳的表面。发热元件的电源和通信电路通过转接接口与密封机壳外部的电源、信号等线路连接。为了增加散热面积，密封机壳内设置有1个或多个散热通道，散热通道穿出密封机壳。

本实用新型将发热元件置于一个密封机壳内，密封机壳内注入液体冷却工质。发热元件的部分或者全部浸泡在液体冷却工质中。或者，发热元件不与液体冷却工质直接接触，而是通过导热部件将热量传递至液体冷却工质。所述的导热部件的一端固定在发热元件侧面，与发热元件紧密接触，导热部件的另一端浸入液体冷却工质中。导热部件是金属导热件或者热管。液体冷却工质吸收热量后，直接将热量传递至密封机壳。或者，液体冷却工质汽化为气态，并由气态液体冷却工质将热量传递至密封机壳。密封机壳通过表面或内部的散热通道，将热量散发至周围的空气，最终实现对发热元件的冷却。液体冷却工质在密封机壳内自由流动，实现热量的传递。当液体冷却工质汽化后，以气态的形式与密封机壳进行热量交换，并释放热量后冷凝为液体，重新进入循环流动。装置中液体冷却工质的流动无需外加动力，完全通过自动的冷热差驱动循环，液体冷却工质的流动状态自动适应发热元件的发热量。

本实用新型集成一体化冷却装置中，发热元件所产生的热量最终通过密封机壳散发到周围的空气中，密封机壳的内外表面采用带翅片的结构或平面结构。另外，为了增大密封机壳的散热面积，可以在密封机壳内设置1个或多个散热通道，散热通道穿过密封机壳。冷却空气流过散热通道时，吸收机壳的热量，达到冷却的目的。

本实用新型的集成一体化冷却装置中，密封机壳可以是整体成型的部件，也可以由多个部分组合拼装而成，例如在一个支撑框架上通过螺钉安装多个法兰，形成密封腔体，可以保证发热元件、转接接口、连接线等部件便捷安装的同时实现机壳的密封性。

在密封机壳上设置的转接接口既能够实现电路上的连接，同时也能满足机壳密封的功能。转接接口为PCB板配置的接口或多芯密封插头，转接接口位于密封机壳的表面，整体结构布置或分散结构布置。

本实用新型的集成一体化冷却装置中，密封机壳内可以配置1个或多个发热单元，同时转接接口也可以是1个或者多个。

所述的液体冷却工质为水或油或蒸发两相介质，蒸发两相介质包括但不限于氢氟谜类或氟碳类。

所述的发热元件是一个或多个的计算机单元或主板或CPU或GPU或内存或电力电子器件。

附图说明

图1是集成一体化冷却装置的示意图；

图2a是液体冷却工质完全浸没发热元件的结构示意图；

图2b是液体冷却工质部分浸没发热元件的结构示意图；

图2c是液体冷却工质与发热元件通过导热部件传热的结构示意图；

图3是本实用新型中散热通道在密封机壳中分布的结构示意图；

图4是本实用新型中多发热元件和多转接接口的结构示意图；

图中：1密封机壳，2液体冷却工质，3发热元件，4转接接口，12散热通道，31导热部件。

具体实施方式

以下结合附图和具体方式进一步说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型集成一体化冷却装置包含4个主要组成部分：密封机壳1，液体冷却工质2，发热元件3和转接接口4。液体冷却工质2和发热元件3置于密封机壳1内，发热元件3完全或部分浸没于液体冷却工质2中，或者发热元件3通过导热部件31将热量传递至液体冷却工质2中。转接接口4位于密封机壳的表面，连通密封机壳内外的电路。

图2为液体冷却工质2与发热元件3的接触传热实施方式。如图2a所示，发热元件3完全浸没于液体冷却工质2中，发热元件3的热量直接传递给液体冷却工质2。如图2b所示，发热元件3部分浸没于液体冷却工质2中，发热元件3的热量直接传递给液体冷却工质2。如图2c所示，为液体冷却工质2与发热元件3通过导热部件31传热，发热元件3位于液体冷却工质2的上方，液体冷却工质2与发热元件3不直接接触，通过导热部件31实现发热元件3与液体冷却工质2之间的热量传递。导热部件31的一端固定在发热元件的侧面，与发热元件3紧密接触，导热部件31的另一端浸入液体冷却工质2中。导热部件31可以是金属导热件或者热管。

如图3所示，本实用新型在密封机壳中设置有散热通道12，散热通道12可以位于密封机壳内的上部、中部或底部，散热通道12穿出密封机壳，两个端口均位于密封机壳1的表面。散热通道12的截面可以是圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形或多边形。

图4所示是本实用新型中多个发热元件3和多个转接接口4的实施例，在一个密封机壳1内布置多个发热元件3，多个发热元件3分别与密封机壳1上的多个转接接口4相连接，或者与密封机壳1上的一个转接接口4相连接。

Claims (6)

1.一种集成一体化冷却装置，其特征在于：所述的冷却装置由密封机壳(1)、液体冷却工质(2)、发热元件(3)和转接接口(4)组成；所述的发热元件(3)和液体冷却工质(2)置于密封机壳(1)内，发热元件(3)浸没于液体冷却工质(2)中；转接接口(4)位于密封机壳的表面，密封机壳(1)与转接接口(4)共同形成内部密封空间；发热元件(3)的电源和通信电路通过转接接口(4)与密封机壳(1)外部的电源、信号线路连接；液体冷却工质(2)与发热元件(3)接触，吸收发热元件(3)所产生的热量，并将热量传递至密封机壳(1)；或者，液体冷却工质(2)汽化为气态，并由气态液体冷却工质将热量传递至密封机壳(1)。

2.按照权利要求1所述的集成一体化冷却装置，其特征在于：所述的密封机壳(1)内部设置有散热通道(12)，散热通道(12)位于密封机壳(1)内的上部、中部或底部；散热通道(12)穿出密封机壳(1)，散热通道(12)的两个端口均位于密封机壳(1)表面。

3.按照权利要求1所述的集成一体化冷却装置，其特征在于：所述的发热元件(3)通过导热部件(31)将热量传递至液体冷却工质(2)中；导热部件(31)为金属导热件或者热管；导热部件(31)的一端固定在发热元件(3)的侧面，与发热元件(3)紧密接触，导热部件(31)的另一端浸入液体冷却工质(2)中。

4.按照权利要求1所述的集成一体化冷却装置，其特征在于：所述的密封机壳(1)的内外表面是带翅片的结构或平面结构。

5.按照权利要求1所述的集成一体化冷却装置，其特征在于：所述的转接接口(4)为PCB板配置的接口或多芯密封插头。

6.按照权利要求1所述的集成一体化冷却装置，其特征在于：所述的液体冷却工质(2)为水或油或氢氟谜类或氟碳类。