TWI817651B - 散熱系統 - Google Patents

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Abstract

一種散熱系統，適於供一電子裝置散熱，包括一槽體、一第一熱交換器及一流體輸送裝置。槽體包括一第一區及一第二區。一冷卻流體位於第一區與第二區，電子裝置適於設置在第一區，且浸沒於冷卻流體。第一熱交換器設置於第一區與第二區的交界，用以降低冷卻流體的溫度。流體輸送裝置使冷卻流體由第一區流至第二區，其中冷卻流體適於從第二區通過第一熱交換器之後進入第一區，而為電子裝置散熱，再透過流體輸送裝置流至第二區，而形成循環。

Description

散熱系統
本發明是有關於一種散熱系統，且特別是有關於一種提供流體循環的散熱系統。
目前，會發出高熱的電子裝置(例如是伺服器)可透過連接冷卻管路來散熱。然而，要配置冷卻管路，除了受限於空間大小之外，還會因為電子裝置的熱源位置等因素，造成配管複雜的問題。此外，冷卻管路的接合處會有冷卻流體洩漏的風險，且複雜的冷卻管路在維修或更換上較困難。
本發明提供一種散熱系統，其冷卻流體直接在槽體的不同區流動，以形成冷卻流體的循環，而沒有複雜的冷卻管路配置。
本發明的一種散熱系統，適於供一電子裝置散熱，包括一槽體、一第一熱交換器及一流體輸送裝置。槽體包括一第一區及一第二區。一冷卻流體位於第一區與第二區，電子裝置適於設置在第一區，且浸沒於冷卻流體。第一熱交換器設置於第一區與 第二區的交界，用以降低冷卻流體的溫度。流體輸送裝置使冷卻流體由第一區流至第二區，其中冷卻流體適於從第二區通過第一熱交換器之後進入第一區，而為電子裝置散熱，再透過流體輸送裝置流至第二區，而形成循環。
在本發明的一實施例中，上述的槽體包括一內隔板及靠近於槽底的一連通口，內隔板將槽體分隔出一主槽及一副槽，主槽透過連通口連通於與副槽，電子裝置設置在主槽。
在本發明的一實施例中，上述的第一熱交換器設置在主槽，第一區涵蓋主槽的一部分，第二區涵蓋主槽的另一部分及副槽。
在本發明的一實施例中，上述的副槽內的冷卻流體的液面高於主槽內的冷卻流體的液面，以使副槽內的冷卻流體通過連通口流至主槽，且通過第一熱交換器。
在本發明的一實施例中，上述的第一熱交換器設置在副槽，第一區涵蓋主槽及副槽的一部分，第二區涵蓋副槽的另一部分。
在本發明的一實施例中，上述的第二區內的冷卻流體的液面高於主槽內的冷卻流體的液面，第二區內的冷卻流體通過第一熱交換器，且通過連通口流至主槽。
在本發明的一實施例中，上述的散熱系統更包括一均流板，設置於主槽靠近連通口處。
在本發明的一實施例中，上述的槽體包括一第三區，散 熱系統更包括一第二熱交換器，設置於第二區與第三區的交界，其中流體輸送裝置將冷卻流體由第一區輸送至第三區，冷卻流體從第三區通過第二熱交換器之後進入第二區，再通過第一熱交換器之後進入第一區，而為電子裝置散熱，且再被流體輸送裝置輸送至第三區，而形成循環。
在本發明的一實施例中，上述的槽體包括一內隔板及位於槽底的一連通口，內隔板將槽體分隔出一主槽及一副槽，主槽透過連通口連通於與副槽，電子裝置設置在主槽，第一熱交換器設置在主槽，第二熱交換器設置在副槽。
在本發明的一實施例中，上述的第一區涵蓋主槽的一部分，第二區涵蓋主槽的另一部分及副槽的一部分，第三區涵蓋副槽的另一部分。
在本發明的一實施例中，上述的第三區內的冷卻流體的液面高於主槽內的冷卻流體的液面，冷卻流體從第三區內通過第二熱交換器流到第二區，通過連通口流至主槽，通過第一熱交換器流到第一區。
基於上述，本發明的散熱系統將第一熱交換器設置於槽體的第一區與第二區的交界，用以降低進入第一區的冷卻流體的溫度。電子裝置可設置在第一區內而達到散熱的效果。升溫的冷卻流體使透過流體輸送裝置由第一區流至第二區。在本發明的散熱系統中，冷卻流體適於從第二區通過第一熱交換器之後進入第一區，而為浸泡在第一區的冷卻流體中的電子裝置散熱，冷卻流 體再透過流體輸送裝置流至第二區，而形成循環。因此，本發明的散熱系統不須複雜的冷卻管路，整體結構相當簡單。
S1、S2:液面
10:電子裝置
100、100a、100b:散熱系統
110:槽體
111、111a、111b:第一區
112、112a、112b:第二區
113:第三區
114:內隔板
115:連通口
116:主槽
117:副槽
118:高位池
119:泵池
120、120a、120b:第一熱交換器
122:冷卻液體進出管
130:流體輸送裝置
140:均流板
150:第二熱交換器
圖1是依照本發明的一實施例的一種散熱系統的示意圖。
圖2至圖4是依照本發明的另一實施例的一種散熱系統的不同視角的示意圖。
圖5至圖6是依照本發明的另一實施例的一種散熱系統的不同視角的示意圖。
圖1是依照本發明的一實施例的一種散熱系統的示意圖。請參閱圖1，本實施例的散熱系統100適於供一電子裝置10散熱，電子裝置10例如是伺服器，但電子裝置10的種類不以此為限制。
散熱系統100包括一槽體110、一第一熱交換器120及一流體輸送裝置130。槽體110包括一內隔板114及靠近於槽底的一連通口115，內隔板114將槽體110分隔出一主槽116及一副槽117。主槽116的體積大於副槽117的體積。主槽116透過連通口115連通於與副槽117，電子裝置10設置在主槽116。
另一方面，在本實施例中，槽體110包括一第一區111 及一第二區112，第一熱交換器120設置於第一區111與第二區112的交界。也就是說，第一區111與第二區112是由第一熱交換器120設置在槽體110的位置來分界。
由圖1可見，在本實施例中，第一熱交換器120設置在主槽116，第一區111涵蓋主槽116的一部分(主槽116中第一熱交換器120以上的部分)。第二區112涵蓋主槽116的另一部分(主槽116中第一熱交換器120以下的部分)及副槽117。
一冷卻流體位於第一區111與第二區112，電子裝置10適於設置在第一區111，且浸沒於冷卻流體，而與冷卻流體進行熱交換。第一熱交換器120用以降低通過的冷卻流體的溫度。因此，冷卻流體適於從第二區112通過第一熱交換器120之後，以較低的溫度進入第一區111，而為電子裝置10散熱。
由於電子裝置10在運作時會發熱，所以第一區111內的冷卻流體的溫度會升高。在本實施例中，流體輸送裝置130(例如是泵，但不以此為限制)可使冷卻流體由第一區111流至第二區112，再通過第一熱交換器120降溫，且進入第一區111，而形成冷卻流體的循環。
在本實施例中，第一熱交換器120例如包括多個鰭片，冷卻液體進出管122會穿設於鰭片，以為鰭片降溫。在其他實施例中，第一熱交換器120的種類不以此為限制。第一熱交換器120也可以透過其他結構來增加散熱面積，只要第一熱交換器120有通道或是通孔可以使冷卻流體通過即可。
值得一提的是，在本實施例中，散熱系統100使冷卻流體通過第一熱交換器120的方式例如是通過調整流體輸送裝置130對冷卻流體的抽取速率或抽取量，或/且搭配第一熱交換器120的通道尺寸(例如是這些鰭片之間的通道尺寸)大小，來使副槽117內的冷卻流體的液面S2高於主槽116內的冷卻流體的液面S1。
舉例來說，若流體輸送裝置130對冷卻流體的抽取速率或抽取量大於冷卻流體從第二區112流動至第一區111的速率，便可使副槽117內的冷卻流體的液面S2高於主槽116內的冷卻流體的液面S1。
由圖1可見，在本實施例中，由於副槽117內的冷卻流體的液面S2高於主槽116內的冷卻流體的液面S1，液面高低差使得副槽117內的冷卻流體具有較大的液壓而自動通過連通口115流至主槽116，且通過第一熱交換器120。也就是說，散熱系統100通過形成液面高低差的設計，有助於提升冷卻流體的循環性。
這樣的設計可使得散熱系統100在槽體110內部不需要設置使冷卻流體流動的機構，流體輸送裝置130是設置在槽體110外，不需要安裝於密封管路之間。因此，流體輸送裝置130安裝更換容易，無須考量用以密封的軸封，而不必使用昂貴且效率較低的特殊泵浦(如磁驅泵浦)，相當節省成本且方便維修。
當然，在其他實施例中，散熱系統100也可以透過在槽體110內設置使冷卻流體流動的機構，來取代透過高低液面差的方式來使冷卻流體通過第一熱交換器120。
相較於習知架構中，冷卻流體是在冷卻管路中流動，冷卻管路相當複雜、佔空間且有洩漏風險。本實施例的散熱系統100的冷卻流體是在槽體110內的不同區之間流動，除了槽體110本身以外，皆無高強度的密封需求，也無須複雜的管路配置，整體結構簡單且維修方便。
圖2至圖4是依照本發明的另一實施例的一種散熱系統的不同視角的示意圖。要說明的是，在圖2中槽體110被透視。在圖4中，槽體110與中隔板被透視，且流體輸送裝置130被隱藏。在圖2與圖4中隱藏冷卻流體。
請先參閱圖2至圖3，圖2的散熱系統100a與圖1的散熱系統100的主要差異在於第一熱交換器120a的位置，且散熱系統100a更可選擇地包括一均流板140。
具體地說，由圖3可見，在本實施例中，第一熱交換器120a設置在副槽117。因此，第一區111a涵蓋主槽116及副槽117的一部分(第一熱交換器120a的左方部分)，第二區112a涵蓋副槽117的另一部分(第一熱交換器120a的右方部分)。
在本實施例中，第二區112a內的冷卻流體的液面S2高於主槽116內的冷卻流體的液面S1。液面高低差使得第二區112a內的冷卻流體具有較大的液壓，而使第二區112a內的冷卻流體通過第一熱交換器120a，且通過連通口115流至主槽116。
此外，在本實施例中，主槽116靠近連通口115處設有均流板140。均流板140上有通孔，可以使冷卻流體在主槽116均 勻流動。當然，在其他實施例中，也可以省略均流板140，或是設置更多片均流板140。
另外，在本實施例中，由圖2可見，流體輸送裝置130設置於副槽117上方。在圖4中，副槽117上方設有高位池118及泵池119。高位池118連通於副槽117，且為第二區112a(圖3)的一部分。主槽116內的冷卻流體會如圖4的箭頭所示溢流至泵池119，再被流體輸送裝置130(例如是泵)抽取至高位池118，而進入第二區112a。當然，高位池118也可設有溢流管，以避免冷卻流體太多而滿出。
圖5至圖6是依照本發明的另一實施例的一種散熱系統的不同視角的示意圖。要說明的是，在圖5中槽體110被透視，且隱藏冷卻流體。請參閱圖5至圖6，圖5的散熱系統100b與圖1的散熱系統100的主要差異在於，在本實施例中，散熱系統100b更包括一第二熱交換器150。
如圖6所示，第一熱交換器120b設置在主槽116，第二熱交換器150設置在副槽117。槽體包括一第三區113，第二熱交換器150設置於第二區112b與第三區113的交界。
在本實施例中，第一區111b涵蓋主槽116的一部分(第一熱交換器120b的上方)，第二區112b涵蓋主槽116的另一部分(第一熱交換器120b的下方)及副槽117的一部分(第二熱交換器150的左方)，第三區113涵蓋副槽117的另一部分(第二熱交換器150的右方)。
流體輸送裝置130(圖5)將冷卻流體由第一區111b輸送至第三區113，第三區113內的冷卻流體的液面S2高於主槽116內的冷卻流體的液面S1，液面高低差使得冷卻流體從第三區113通過第二熱交換器150之後進入第二區112b，通過連通口115流至主槽116，再通過第一熱交換器120b之後進入第一區111b，而為電子裝置10散熱，且再被流體輸送裝置130輸送至第三區113，而形成循環。
綜上所述，本發明的散熱系統將第一熱交換器設置於槽體的第一區與第二區的交界，用以降低進入第一區的冷卻流體的溫度。電子裝置可設置在第一區內而達到散熱的效果。升溫的冷卻流體使透過流體輸送裝置由第一區流至第二區。在本發明的散熱系統中，冷卻流體適於從第二區通過第一熱交換器之後進入第一區，而為浸泡在第一區的冷卻流體中的電子裝置散熱，冷卻流體再透過流體輸送裝置流至第二區，而形成循環。因此，本發明的散熱系統不須複雜的冷卻管路，整體結構相當簡單。
S1、S2:液面
10:電子裝置
100:散熱系統
110:槽體
111:第一區
112:第二區
114:內隔板
115:連通口
116:主槽
117:副槽
120:第一熱交換器
122:冷卻水進出管
130:流體輸送裝置

Claims (6)

  1. 一種散熱系統，適於供一電子裝置散熱，包括：一槽體，包括一第一區及一第二區，其中一冷卻流體位於該第一區與該第二區，該電子裝置適於設置在該第一區，且浸沒於該冷卻流體；一第一熱交換器，設置於該第一區與該第二區的交界，用以降低該冷卻流體的溫度；以及一流體輸送裝置，使該冷卻流體由該第一區流至該第二區，其中該冷卻流體適於從該第二區通過該第一熱交換器之後進入該第一區，而為該電子裝置散熱，再透過該流體輸送裝置流至該第二區，而形成循環，其中該槽體包括一內隔板及靠近於槽底的一連通口，該內隔板將該槽體分隔出一主槽及一副槽，該主槽透過該連通口連通於與該副槽，該電子裝置設置在該主槽，其中該第一熱交換器設置在該副槽，該第一區涵蓋該主槽及該副槽的一部分，該第二區涵蓋該副槽的另一部分。
  2. 如請求項1所述的散熱系統，其中該副槽內的該冷卻流體的液面高於該主槽內的該冷卻流體的液面，以使該副槽內的該冷卻流體通過該連通口流至該主槽，且通過該第一熱交換器。
  3. 如請求項1所述的散熱系統，其中該第二區內的該冷卻流體的液面高於該主槽內的該冷卻流體的液面，該第二區內的該冷卻流體通過該第一熱交換器，且通過該連通口流至該主槽。
  4. 如請求項1所述的散熱系統，更包括一均流板，設置於該主槽靠近該連通口處。
  5. 如請求項1所述的散熱系統，其中該槽體包括一第三區，該散熱系統更包括：一第二熱交換器，設置於該第二區與該第三區的交界，其中該流體輸送裝置將該冷卻流體由該第一區輸送至該第三區，該冷卻流體從該第三區通過該第二熱交換器之後進入該第二區，再通過該第一熱交換器之後進入該第一區，而為該電子裝置散熱，且再被該流體輸送裝置輸送至該第三區，而形成循環。
  6. 如請求項5所述的散熱系統，其中該第三區內的該冷卻流體的液面高於該主槽內的該冷卻流體的液面，該冷卻流體從該第三區內通過該第二熱交換器流到該第二區，通過該連通口流至該主槽，通過該第一熱交換器流到該第一區。
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