[發明專利]一種結合熱電制冷和微通道液冷的復合散熱裝置

在審

• 申請號: 201610247487.2
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105682434A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 徐尚龍;王瑞甫;張曉飛;湯文杰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李春芳

技術領域

本發明涉及一種散熱裝置，屬電子設備散熱領域，更具體的說是涉及一種結合熱 電制冷和微通道液冷的復合散熱裝置。

背景技術

電子元器件的微型化以及其和機械裝置的結合，設備的功率密度和發熱量迅速增 大。計算機領域的高集成度中央處理器和醫療領域的激光手術刀的熱量問題都很突出。目 前常見的方式為風冷散熱，但風冷對流換熱的最大熱流密度不會超過50W/cm²，不能滿足散 熱需求。因此，高效實時的散熱方式的研究勢在必行。

熱電制冷是利用半導體材料制成的PN結通上額定直流電，兩結的接觸面上就會發 生熱電效應，主要有帕爾貼效應，焦耳效應，傅里葉效應，塞貝克效應和湯姆遜效應等五種 熱電效應，熱電制冷主要是利用帕爾貼效應來制冷。一般來說熱電制冷片兩端會存在較大 的溫差，制冷片熱端熱量堆積很顯著，因此熱端熱量及時帶走才能保證制冷片的正常工作。 微流道散熱器(微通道熱沉)是在很薄的硅片、金屬或其他材料表面上加工出流體通道，當 流動空間小到一定程度以后，不同的流體在不同通道的流動過程中出現尺度效應的尺度是 不同的；一般來說微通道的當量直徑在1mm及其以下，研究發現，微通道的壁面結構對流體 的流動狀態有很大影響，很大程度上決定了結構的對流換熱能力，合理的微通道壁面結構 對保持高散熱特性有非常重要的作用。

目前人們更多的只是單純的利用熱電制冷方式或微通道液冷方式，存在很多不 足：熱電制冷可能的結露問題會導致設備的損壞；微通道液冷在設備發熱量大時滿足不了 散熱需求，而且傳統的微流道壁面溫差大，溫度分布不均勻，流動阻力較大；也有人嘗試結 合兩種方式來為制冷發熱設備，但上述問題還是沒有得到很好的解決。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供了一種結合熱電制冷和微通道液冷的復合散熱裝 置，解決了以往散熱裝置散熱量小、易對發熱設備造成損壞的技術難題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種結合熱電制冷和微通道液冷的復合散熱裝置，該復合散熱裝置主要由第一級微通 道熱沉、第二級微通道熱沉、熱電制冷片及熱沉供液系統組成，所述熱電制冷片位于第一級 微通道熱沉上端，所述第一級微通道熱沉和第二級微通道熱沉通過熱沉供液系統連通。

具體的，所述熱電制冷片和第二級微通道熱沉上端均連接有散熱翅片，散熱翅片 上端均連接有散熱風扇。

具體的，所述熱電制冷片設置有兩個，兩個所述熱電制冷片相互并聯連接，所述熱 電制冷片下端的第一級微通道熱沉同樣設置有兩個，兩個所述第一級微通道熱沉通過熱沉 供液系統連通。

具體的，所述第一級微通道熱沉由第一級熱沉體和位于第一級熱沉體上端的第一 級蓋板兩部分組成，所述第一級熱沉體包括第一級微通道載體，第一級微通道載體作為內 設置有多個均勻平行排列的第一級微通流道，所述第一級微通道載體位于第一級微通流道 的兩端均設置有第一級熱沉集液槽。

具體的，所述第二級微通道熱沉由第二級熱沉體和位于第二級熱沉體上端的第二 級蓋板兩部分組成，所述第二級熱沉體包括第二級微通道載體，第二級微通道載體內設置 有多個均勻排列的第二級微通流道，所述第二級微通道載體位于第二級微通流道的兩端均 設置有第二級熱沉集液槽，所述第二級微通流道的側壁呈凹凸交錯的波浪形結構，波浪形 結構的凹面和凸面均為圓弧面。

具體的，所述熱沉供液系統包括供液箱，供液箱的出水管與第一級微通道熱沉連 通，所述供液箱的進水管與第二級微通道熱沉連通，所述第一級微通道熱沉和第二級微通 道熱沉之間通過連接管道連通，所述供液箱、出水管、進水管及連接管道構成液體流動回 路。

具體的，所述供液箱的出水管上設置有水泵。

具體的，所述第一級微通道熱沉和/或第二級微通道熱沉由鋁或銅制成。

具體的，該復合散熱裝置還包括設置在第一級微通道熱沉、第二級微通道熱沉、熱 電制冷片及熱沉供液系統下端的固定裝置。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：