[發明專利]一種一體式冷卻裝置

有效

• 申請號: 201610122627.3
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105704984B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 付娟;胡芳;宋敏;崔珍珍;趙蓮晉;張榮明;李紅;劉巍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 合肥金安專利事務所34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于發射電子設備散熱技術領域，尤其涉及到一種風冷散熱器與液冷冷板集成于一體的冷卻裝置。

背景技術

電子元器件的高密度、多功能的集成化程度越來越高，包括雷達在內的大型軍用電子集成裝備將呈現系統規模極大化，功能模塊極小化的“兩極化”發展趨勢。未來電子元器件系統熱耗將達到兆瓦量級，而組件熱耗將達到千瓦量級，電子器件功率芯片的極限熱流密度將超過1000 W/cm², 必須發展輕小化的高效熱控技術，作為高功率集成功能模塊和超大規模軍用裝備系統發展的核心支撐技術。目前針對電子元器件的散熱熱設計的方案主要有兩種：風冷和液冷。隨著行熱耗散功率增加，單純的采用強迫風冷已經無法滿足熱設計指標，而采用液冷方案將行發熱器件固定在一塊由液體冷卻的冷板上能有效的帶走熱量，但所需的二次冷卻設備空間的約束常常成為其限制性設計因素，同時也會帶來低溫下能耗增加、傳統液冷源和設備之間管路連接的問題。

發明內容

為了解決設備空間受限的問題，本發明提供一種將液冷板與二次冷卻設備的風冷散熱翅片集成的一體式冷卻裝置。

一種一體式冷卻裝置包括液冷系統和風冷系統；所述液冷系統包括串聯的儲液箱2、過濾器3、循環泵5和冷板1，所述風冷系統包括風機組件25、風機電源26、風冷散熱機構24和風道靜壓腔27；所述風冷散熱機構24由并列的散熱翅片組成；

所述液冷系統和風冷系統均設于冷板1的一側面上；

所述冷板1為矩形板，一側板面上均布開設有設有冷卻介質槽21，均布的冷卻介質槽21串聯，均布的冷卻介質槽21上覆蓋蓋板23形成冷卻介質管路，冷卻介質管路的一端為進液口19，另一端為出液口20，冷卻介質管路串聯在循環泵5的出口和儲液箱2的進口之間；所述循環泵5和儲液箱2均固定設于冷板1上；

所述風冷散熱機構24安裝在冷板1上，且對應覆蓋在冷卻介質管路上；風冷散熱機構24的進風端連通著風道靜壓腔27的出風口，風道靜壓腔27的進風口對應連接著風機組件25的出風口；所述風道靜壓腔27和風機組件25均固定設于冷板1上。

進一步限定的具體結構如下：

所述均布的冷卻介質槽21的中部設有均布的加密冷卻介質槽22，均布的加密冷卻介質槽22的面積為均布的冷卻介質槽21的面積的四分之一至三分之一。

所述冷卻介質槽21的槽寬為2～4mm，槽深為2～4mm，相鄰冷卻介質槽21之間的間距為2～4mm；所述加密冷卻介質槽22的槽寬為0.8～1mm，槽深為0.8～1 mm，相鄰加密冷卻介質槽22之間的間距為0.5～1mm。

所述風道靜壓腔27為橫截面呈L形的立方體，其中短邊的端面連接著風冷散熱機構24的進風端，長邊的外端面連接著風機組件25的出風口。

所述風機組件25由兩臺以上軸流式風機并列組成。

所述循環泵5的出口和儲液箱2的進口之間串聯著卸荷管路，卸荷管路上設有卸荷閥6。

所述儲液箱2的上部分別設有自動排氣閥9和補液閥11，底部設有排液閥10。

所述過濾器3上并聯著壓差傳感器4。

所述循環泵5的出口和冷板1上的進液口19之間的管路上設有壓力傳感器7和溫度傳感器8。

每片散熱翅片之間間隙的高寬比為15。

本發明的有益技術效果體現在以下方面：

1.本發明將液冷板與二次冷卻設備的風冷散熱翅片進行了集成，減少設備量，降低各層熱阻，使裝置的冷卻能力有了很大的提升，比純風冷裝置降低溫升40℃，同時還節省3U(133mm)的高度空間。

2.和傳統二次風冷系統相比，本發明對二次散熱翅片進行了優化設計，采用高寬比為15的翅片尺寸，既保證可加工性又能充分發揮二次風冷系統的最大散熱能力。

3.和傳統液冷相比，傳統液冷設備量大，管網系統復雜，本發明裝置結構緊湊，集成度高，管路簡單，易于控制調節，且節能降噪。通過控制設備中循環泵的啟停，使制冷系統的液體循環回路在低溫下停止工作，具有一定的節能效果和延長循環泵的使用壽命。

4.此外本裝置由于集成度高，液冷冷板與風冷散熱一體化設計，整個系統簡單操作性強,并且系統的冷卻和供電均獨立，可實現分布式冷卻，滿足大型分布式發射機組或其他電子設備的散熱需求。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為圖1的左視立體圖；

圖3為圖1的俯視立體圖；

圖4風機組件、風冷散熱機構和風道靜壓腔安裝在冷板上的結構示意圖；