TWM679474U - 多循環散熱系統 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種多循環散熱系統，其包括一機櫃、一熱交換器、一內循環管路及一散熱管路冷卻裝置。機櫃包含複數熱源。內循環管路，串接該些熱源及熱交換器。散熱管路冷卻裝置包括一槽體、一製冷管路及一散熱管路，槽體盛裝有靜置流體，製冷管路設有一壓縮機及一膨脹閥，製冷管路之內填充有相變化循環流體，且製冷管路的至少一部分浸於槽體內的靜置流體中，其中製冷管路的相變化循環流體經壓縮機壓縮後通過膨脹閥再進入槽體，散熱管路串接熱交換器且散熱管路設有一冷卻器，冷卻器浸於槽體內的靜置流體中。

Description

多循環散熱系統　　

本揭露有關於液冷散熱裝置，尤其是一種用於多循環散熱系統的散熱管路冷卻裝置。

現今機櫃使用的冷散熱統一般以內迴路通入機櫃中的各熱源以將熱源所生熱能排出機櫃，機櫃本身未配置有散熱器，內迴路通過熱交換器將熱能轉移至外部散熱迴路另行散熱。外部散熱迴路一般配置較大型的散熱排以散逸熱能，然而其散熱能力仍受限於環境溫度，故不易在短時間內排除大量熱能。

有鑑於此，本創作人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本創作人改良之目標。

本揭露有關於一種多循環散熱系統。

本揭露提供一種多循環散熱系統，其包括一機櫃、一熱交換器、一內循環管路及一散熱管路冷卻裝置。機櫃包含複數熱源。內循環管路，串接該些熱源及熱交換器。散熱管路冷卻裝置包括一槽體、一製冷管路及一散熱管路，槽體盛裝有靜置流體，製冷管路設有一壓縮機及一膨脹閥，製冷管路之內填充有相變化循環流體，且製冷管路的至少一部分浸於槽體內的靜置流體中，其中製冷管路的相變化循環流體經壓縮機壓縮後通過膨脹閥再進入槽體，散熱管路串接熱交換器且散熱管路設有一冷卻器，冷卻器浸於槽體內的靜置流體中。

本揭露一實施例中，散熱管路設有散熱排以及附設在散熱排上的一風扇。

本揭露一實施例中，散熱管路填充有工作流體，工作流體先進入散熱排再進入冷卻器。

本揭露一實施例中，散熱管路冷卻裝置更包含一第二槽體及一第二製冷管路，第二槽體盛裝有靜置流體，第二製冷管路設有一第二壓縮機及一第二膨脹閥，第二製冷管路之內填充有相變化循環流體，且第二製冷管路的至少一部分浸於第二槽體內的靜置流體中，其中第二製冷管路的相變化循環流體經第二壓縮機壓縮後通過第二膨脹閥再進入第二槽體，其中散熱管路設有一第二冷卻器，第二冷卻器浸於第二槽體內的靜置流體中。

本揭露一實施例中，散熱管路填充有工作流體，工作流體先進入散熱排再依序進入冷卻器及第二冷卻器。

本揭露一實施例中，冷卻器具有一導熱板，第二冷卻器具有一第二導熱板，散熱管路的一部分嵌設在導熱板中且散熱管路的另一部分嵌設在第二導熱板中。

本揭露一實施例中，冷卻器具有一導熱板，且散熱管路的一部分嵌設在導熱板中。

本揭露另提供一種多循環散熱系統，其包括一機櫃、一熱交換器、一內循環管路及複數散熱管路冷卻裝置。機櫃包含複數熱源。內循環管路串接些熱源及熱交換器。在每一散熱管路冷卻裝置中包括一槽體、一製冷管路及一散熱管路，槽體盛裝有靜置流體，製冷管路設有一壓縮機及一膨脹閥，製冷管路之內填充有相變化循環流體，且製冷管路的至少一部分浸於槽體內的靜置流體中，製冷管路的相變化循環流體經壓縮機壓縮後通過膨脹閥再進入槽體，散熱管路串接熱交換器且散熱管路設有一冷卻器，冷卻器浸於槽體內的靜置流體中。

本揭露一實施例中，在些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，散熱管路設有散熱排以及附設在散熱排上的一風扇。

本揭露一實施例中，在些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，散熱管路填充有工作流體，工作流體先進入散熱排再進入冷卻器。

本揭露一實施例中，在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，散熱管路冷卻裝置更包含一第二槽體及一第二製冷管路，第二槽體盛裝有靜置流體，第二製冷管路設有一第二壓縮機及一第二膨脹閥，第二製冷管路之內填充有相變化循環流體，且第二製冷管路的至少一部分浸於第二槽體內的靜置流體中，其中第二製冷管路的相變化循環流體經第二壓縮機壓縮後通過第二膨脹閥再進入第二槽體，其中散熱管路，設有一第二冷卻器，第二冷卻器浸於第二槽體內的靜置流體中。

本揭露一實施例中，在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，散熱管路填充有工作流體，工作流體先進入散熱排再依序進入冷卻器及第二冷卻器。

本揭露一實施例中，在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，冷卻器具有一導熱板，第二冷卻器具有一第二導熱板，散熱管路的一部分嵌設在導熱板中且散熱管路的另一部分嵌設在第二導熱板中。

本揭露一實施例中，在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，冷卻器具有一導熱板，且散熱管路的一部分嵌設在導熱板中。

本揭露的多循環散熱系統具有獨立的內循環管路、散熱管路及製冷管路分別循環。內循環管路直接移除機櫃內各熱源的熱能，散熱管路將前述熱能排出機櫃。散熱管路冷卻裝置其製冷管路具有壓縮機，藉此能夠快速冷卻散熱管路，因此本揭露的多循環散熱系統能夠達到快速散熱之效。

在本揭露的描述中，需要理解的是，術語「前側」、「後側」、「左側」、「右側」、「前端」、「後端」、「末端」、「縱向」、「橫向」、「垂向」、「頂部」、「底部」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅係為了便於描述本揭露和簡化描述，並非指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不應理解為對本揭露的限制條件。

使用於此且未另外定義，「實質上」及「大約」等用語係用於描述及敘述小變化。當結合於一事件或情況，該用語可包含事件或情況發生精確的當下、以及事件或情況發生至一接近的近似點。例如，當結合於一數值，該用語可包含一變化範圍小於或等於該數值之±10%，如小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%、或小於或等於±0.05%。

有關本揭露之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本揭露。

圖1係本揭露第一實施例的多循環散熱系統及其散熱管路冷卻裝置之示意圖。圖2係本揭露第一實施例的散熱管路冷卻裝置之局部示意圖。圖3係本揭露第一實施例的散熱管路冷卻裝置之另一局部示意圖。參閱圖1至圖3，本揭露之第一實施例供一種多循環散熱系統及其散熱管路冷卻裝置40。於本實施例中，多循環散熱系統包含一機櫃10、一熱交換器20、一內循環管路31及一散熱管路冷卻裝置40。機櫃10內包含複數熱源11。內循環管路31串接該些熱源11及熱交換器20。內循環管路31主要佈設在機櫃10之並且通過機櫃10內的各熱源11以自熱源11移除熱能。內循環管路31填充有循環流體而能夠自前述的各熱源11吸收前述的熱能。循環流體可以是水或是其他的冷卻劑，內循環管路31的一部分配置在機櫃10之外以作為循環流體排除前述熱能的對外熱通道。

於本實施例中，散熱管路冷卻裝置40至少包括一槽體110、一製冷管路210及一散熱管路32。

槽體110之內圍設形成一空間以用於盛裝靜置流體101，靜置流體101可以是水或是其他的非揮發性冷卻劑，而且槽體110可以設置有一絕熱層111，絕熱層111包圍前述空間以阻絕該空間對外熱交換。

製冷管路210設有一壓縮機211及一膨脹閥212，製冷管路210之內填充有相變化循環流體201，且製冷管路210的至少一部分容置在槽體110內而浸於槽體110內的靜置流體101中。相變化循環流體201一般可以具有是低沸點(接近室溫)的冷媒，填充在製冷管路210的相變化循環流體201經壓縮機211壓縮後液化，再通過膨脹閥212而汽化並降溫，並且再進一步進入槽體110內的空間。降溫後的相變化循環流體201能夠在製冷管路210漏於靜置流體101中的區段與靜置流體101進行熱交換，藉此冷卻靜置流體101。

散熱管路32與前述的內循環管路31共同通過一熱交換器20，散熱管路32填充有工作流體，工作流體可以是水或是其他的冷卻劑，散熱管路32中的工作流體能夠與內循環管路31中的循環流體在熱交換器20中進行熱交換而將內循環管路31所夾帶之熱能傳送至散熱管路32。本接揭不限定熱交換器20之型式，舉例而言，熱交換器20可以是一金屬塊體，其具有良好的熱傳特性，金屬例如是銅或是鋁。內循環管路31具有一部分嵌入熱交換器20中而通過熱交換器20，同樣地散熱管路32具有一部分嵌入熱交換器20中而通過熱交換器20。

散熱管路32串接熱交換器20，散熱管路32設有一冷卻器231，容置在前述槽體110內的空間之中且冷卻器231浸於槽體110內的靜置流體101中。具體而言，冷卻器231具有一導熱板2311，導熱板2311浸於槽體110內的靜置流體101中，且散熱管路32的一部分嵌設在導熱板2311中。

散熱管路32內的工作流體離開前述的熱交換器20之後進入冷卻器231。因此，自內循環管路31排出的熱能經由散熱管路32輸送至冷卻器231中，接著藉由靜置流體101冷卻通過冷卻器231的工作流體。而後，工作流體再回流至熱交換器20。

圖4係本揭露第二實施例的多循環散熱系統之示意圖。參閱圖4，本揭露之第二實施例供一種多循環散熱系統及其散熱管路冷卻裝置40。於本實施例中，多循環散熱系統包含一機櫃10、一熱交換器20、一內循環管路31及一散熱管路冷卻裝置40。內循環管路31主要佈設在機櫃10之並且通過機櫃10內的各熱源11以自熱源11移除熱能。內循環管路31填充有循環流體而能夠自前述的各熱源11吸收前述的熱能。內循環管路31的一部分配置在機櫃10之外以作為循環流體排除前述熱能的對外熱通道。

於本實施例中，散熱管路冷卻裝置40至少包括一槽體110、一製冷管路210及一散熱管路32。

槽體110之內圍設形成一空間以用於盛裝靜置流體101，而且槽體110可以設置有一絕熱層111，絕熱層111包圍前述空間以阻絕該空間對外熱交換。

製冷管路210設有一壓縮機211及一膨脹閥212，製冷管路210之內填充有相變化循環流體201，且製冷管路210的至少一部分容置在槽體110內而浸於槽體110內的靜置流體101中。填充在製冷管路210的相變化循環流體201經壓縮機211壓縮後通過膨脹閥212而降溫，並且再進一步進入槽體110內的空間。降溫後的相變化循環流體201能夠在製冷管路210漏於靜置流體101中的區段與靜置流體101進行熱交換，藉此冷卻靜置流體101。

散熱管路32與前述的內循環管路31共同通過一熱交換器20，散熱管路32填充有工作流體，散熱管路32中的工作流體能夠與內循環管路31中的循環流體在熱交換器20中進行熱交換而將內循環管路31所夾帶之熱能傳送至散熱管路32。

散熱管路32設有一冷卻器231，容置在前述槽體110內的空間之中且冷卻器231浸於槽體110內的靜置流體101中。具體而言，冷卻器231具有一導熱板2311，導熱板2311浸於槽體110內的靜置流體101中，且散熱管路32的一部分嵌設在導熱板2311中。散熱管路32還可以進一步設有一散熱排310以及附設在散熱排310上的一風扇320。

散熱管路32內的工作流體離開前述的熱交換器20之後進入散熱排310，接著再進入冷卻器231。因此，自內循環管路31排出的熱能經由散熱管路32輸道至散熱排310以風扇320進行初步冷卻後再輸入至冷卻器231中，接著依據使用需求選擇性地驅動壓縮機211以強制冷卻通過冷卻器231的工作流體。而後，工作流體再回流至熱交換器20。

圖5係本揭露第三實施例的多循環散熱系統之示意圖。參閱圖5，本揭露之第三實施例供一種多循環散熱系統及其散熱管路冷卻裝置40。於本實施例中，多循環散熱系統包含一機櫃10、一熱交換器20、一內循環管路31及一散熱管路冷卻裝置40。內循環管路31主要佈設在機櫃10之並且通過機櫃10內的各熱源11以自熱源11移除熱能。內循環管路31填充有循環流體而能夠自前述的各熱源11吸收前述的熱能。內循環管路31的一部分配置在機櫃10之外以作為循環流體排除前述熱能的對外熱通道。

於本實施例中，散熱管路冷卻裝置40至少包括一槽體110、一製冷管路210及一散熱管路32。

槽體110之內圍設形成一空間以用於盛裝靜置流體101，而且槽體110可以設置有一絕熱層111，絕熱層111包圍前述空間以阻絕該空間對外熱交換。

製冷管路210設有一壓縮機211及一膨脹閥212，製冷管路210之內填充有相變化循環流體201，且製冷管路210的至少一部分容置在槽體110內而浸於槽體110內的靜置流體101中。填充在製冷管路210的相變化循環流體201經壓縮機211壓縮後通過膨脹閥212而降溫，並且再進一步進入槽體110內的空間。降溫後的相變化循環流體201能夠在製冷管路210漏於靜置流體101中的區段與靜置流體101進行熱交換，藉此冷卻靜置流體101。

散熱管路32與前述的內循環管路31共同通過一熱交換器20，散熱管路32填充有工作流體，散熱管路32中的工作流體能夠與內循環管路31中的循環流體在熱交換器20中進行熱交換而將內循環管路31所夾帶之熱能傳送至散熱管路32。

散熱管路32設有一冷卻器231，容置在前述槽體110內的空間之中且冷卻器231浸於槽體110內的靜置流體101中。具體而言，冷卻器231具有一導熱板2311，導熱板2311浸於槽體110內的靜置流體101中，且散熱管路32的一部分嵌設在導熱板2311中。散熱管路32還可以進一步設有一散熱排310以及附設在散熱排310上的一風扇320。

散熱管路冷卻裝置40，更包含一第二槽體120及一第二製冷管路220。第二槽體120之內圍設形成一空間以用於盛裝靜置流體101，而且第二槽體120可以設置有一絕熱層121，絕熱層121包圍前述空間以阻絕該空間對外熱交換。

第二製冷管路220設有一第二壓縮機221及一第二膨脹閥222，第二製冷管路220之內填充有相變化循環流體201，且第二製冷管路220的至少一部分浸於第二槽體120內的靜置流體101中。第二製冷管路220的相變化循環流體201經第二壓縮機221壓縮後通過第二膨脹閥222再進入第二槽體120。

散熱管路32設有一第二冷卻器232，容置在前述第二槽體120內的空間之中且第二冷卻器232浸於第二槽體120內的靜置流體101中。具體而言，第二冷卻器232具有一第二導熱板2321，第二導熱板2321浸於第二槽體120內的靜置流體101中，且散熱管路32的一部分嵌設在第二導熱板2321中。

散熱管路32內的工作流體離開前述的熱交換器20之後進入散熱排310，接著再依序進入冷卻器231及第二冷卻器232。因此，自內循環管路31排出的熱能經由散熱管路32輸道至散熱排310以風扇320進行初步冷卻後再依序輸送至冷卻器231及第二冷卻器232中，接著依據使用需求選擇性地驅動壓縮機211以強制冷卻通過冷卻器231的工作流體，再依據使用需求選擇性地驅動第二壓縮機221以再次強制冷卻通過第二冷卻器232的工作流體。而後，工作流體再回流至熱交換器20。

圖6係本揭露第四實施例的多循環散熱系統之示意圖。參閱圖6，本揭露的第四實例提供一種多循環散熱系統及其散熱管路冷卻裝置40。於本實施例中，多循環散熱系統包含一機櫃10、一熱交換器20、一內循環管路31及複數散熱管路冷卻裝置40。內循環管路31主要佈設在機櫃10之並且通過機櫃10內的各熱源11以自熱源11移除熱能。內循環管路31填充有循環流體而能夠自前述的各熱源11吸收前述的熱能。內循環管路31的一部分配置在機櫃10之外以作為循環流體排除前述熱能的對外熱通道。

複數散熱管路冷卻裝置(40, 40a)藉由共用的散熱管路32並聯連接。各組散熱管路冷卻裝置40(40a)可以選擇性地配置如同前述第一至第三實施例中的任一者。具體而言，各組散熱管路冷卻裝置40(40a)之中，散熱管路冷卻裝置40(40a)至少包含槽體110(110a)及製冷管路210(210a)，冷管路210(210a)上設有冷卻器231(231a)且冷卻器231(231a)位於槽體110(110a)之內，多組散熱管路冷卻裝置(40, 40a)可以為相同的配置或是不同的配置。於本實施例中，兩組散熱管路冷卻裝置(40, 40a)為相同的配置，各組散熱管路冷卻裝置40除了包含槽體110(110a)及製冷管路210還包含一散熱排310(310a)以及附設在散熱排310(310a)上的一風扇320(320a)。

散熱管路32內的工作流體離開前述的熱交換器20之後進入各散熱管路冷卻裝置40再回流至熱交換器20。兩組散熱管路冷卻裝置40可以依據不同的散熱負載選擇性地啟動或閒置。

本揭露的多循環散熱系統具有獨立的內循環管路、散熱管路及製冷管路分別循環。內循環管路直接移除機櫃內各熱源的熱能，散熱管路將前述熱能排出機櫃。散熱管路冷卻裝置其製冷管路具有壓縮機，藉此能夠快速冷卻散熱管路，因此本揭露的多循環散熱系統能夠達到快速散熱之效。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，非用以限定本創作之專利範圍，其他運用本創作之專利精神之等效變化，均應俱屬本創作之專利範圍。

10:機櫃 11:熱源 20:熱交換器 31:內循環管路 32:散熱管路 40, 40a:散熱管路冷卻裝置 110, 110a:槽體 120:第二槽體 101:靜置流體 111, 121:絕熱層 210, 210a:製冷管路 201, 202:相變化循環流體 211:壓縮機 212:膨脹閥 220:第二製冷管路 221:第二壓縮機 222:第二膨脹閥 231, 231a:冷卻器 2311:導熱板 232:第二冷卻器 2321:第二導熱板 310, 310a:散熱排 320, 320a:風扇

圖1係本揭露第一實施例的多循環散熱系統及其散熱管路冷卻裝置之示意圖。

圖2係本揭露第一實施例的散熱管路冷卻裝置之局部示意圖。

圖3係本揭露第一實施例的散熱管路冷卻裝置之另一局部示意圖。

圖4係本揭露第二實施例的多循環散熱系統之示意圖。

圖5係本揭露第三實施例的多循環散熱系統之示意圖。

圖6係本揭露第四實施例的多循環散熱系統之示意圖。

10:機櫃

11:熱源

20:熱交換器

31:內循環管路

32:散熱管路

40:散熱管路冷卻裝置

110:槽體

101:靜置流體

111:絕熱層

210:製冷管路

201:相變化循環流體

211:壓縮機

212:膨脹閥

231:冷卻器

2311:導熱板

Claims (14)

1. 一種多循環散熱系統，包括： 一機櫃，包含複數熱源； 一熱交換器； 一內循環管路，串接該些熱源及該熱交換器；及 一散熱管路冷卻裝置，包括一槽體、一製冷管路及一散熱管路，槽體盛裝有靜置流體，製冷管路設有一壓縮機及一膨脹閥，該製冷管路之內填充有相變化循環流體，且該製冷管路的至少一部分浸於該槽體內的該靜置流體中，其中該製冷管路的該相變化循環流體經該壓縮機壓縮後通過該膨脹閥再進入該槽體，該散熱管路串接該熱交換器且該散熱管路設有一冷卻器，該冷卻器浸於該槽體內的該靜置流體中。
2. 如請求項1所述之多循環散熱系統，其中該散熱管路設有一散熱排以及附設在該散熱排上的一風扇。
3. 如請求項2所述多循環散熱系統，其中該散熱管路填充有工作流體，該工作流體先進入該散熱排再進入該冷卻器。
4. 如請求項3所述之多循環散熱系統，其中該散熱管路冷卻裝置更包含一第二槽體及一第二製冷管路，該第二槽體盛裝有靜置流體，該第二製冷管路設有一第二壓縮機及一第二膨脹閥，該第二製冷管路之內填充有相變化循環流體，且該第二製冷管路的至少一部分浸於該第二槽體內的該靜置流體中，其中該第二製冷管路的該相變化循環流體經該第二壓縮機壓縮後通過該第二膨脹閥再進入該第二槽體，其中該散熱管路設有一第二冷卻器，該第二冷卻器浸於該第二槽體內的該靜置流體中。
5. 如請求項4所述之多循環散熱系統，其中該散熱管路填充有工作流體，該工作流體先進入該散熱排再依序進入該冷卻器及該第二冷卻器。
6. 如請求項4所述之多循環散熱系統，其中該冷卻器具有一導熱板，該第二冷卻器具有一第二導熱板，該散熱管路的一部分嵌設在該導熱板中且該散熱管路的另一部分嵌設在該第二導熱板中。
7. 如請求項1所述之多循環散熱系統，其中該冷卻器具有一導熱板，且該散熱管路的一部分嵌設在該導熱板中。
8. 一種多循環散熱系統，包括： 一機櫃，包含複數熱源； 一熱交換器； 一內循環管路，串接該些熱源及該熱交換器；及 複數散熱管路冷卻裝置， 其中在每一該散熱管路冷卻裝置中，該散熱管路冷卻裝置包括一槽體、一製冷管路及一散熱管路，槽體盛裝有靜置流體，製冷管路設有一壓縮機及一膨脹閥，該製冷管路之內填充有相變化循環流體，且該製冷管路的至少一部分浸於該槽體內的該靜置流體中，該製冷管路的該相變化循環流體經該壓縮機壓縮後通過該膨脹閥再進入該槽體，該散熱管路串接該熱交換器且該散熱管路設有一冷卻器，該冷卻器浸於該槽體內的該靜置流體中。
9. 如請求項8所述之多循環散熱系統，其中在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，該散熱管路設有散熱排以及附設在該散熱排上的一風扇。
10. 如請求項9所述多循環散熱系統，其中在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，該散熱管路填充有工作流體，該工作流體先進入該散熱排再進入該冷卻器。
11. 如請求項10所述之多循環散熱系統，其中在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，該散熱管路冷卻裝置更包含一第二槽體及一第二製冷管路，該第二槽體盛裝有靜置流體，該第二製冷管路設有一第二壓縮機及一第二膨脹閥，該第二製冷管路之內填充有相變化循環流體，且該第二製冷管路的至少一部分浸於該第二槽體內的該靜置流體中，其中該第二製冷管路的該相變化循環流體經該第二壓縮機壓縮後通過該第二膨脹閥再進入該第二槽體，其中該散熱管路，設有一第二冷卻器，該第二冷卻器浸於該第二槽體內的該靜置流體中。
12. 如請求項11所述之多循環散熱系統，其中在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，該散熱管路填充有工作流體，該工作流體先進入該散熱排再依序進入該冷卻器及該第二冷卻器。
13. 如請求項11所述之多循環散熱系統，其中在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，該冷卻器具有一導熱板，該第二冷卻器具有一第二導熱板，該散熱管路的一部分嵌設在該導熱板中且該散熱管路的另一部分嵌設在該第二導熱板中。
14. 如請求項8所述之多循環散熱系統，其中在該些散熱管路冷卻裝置的其中之一者中，該冷卻器具有一導熱板，且該散熱管路的一部分嵌設在該導熱板中。