[發明專利]一種具備儲能削峰作用的液冷機箱

在審

• 申請號: 202010537268.4
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111757643A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 張德俊;陳偉;徐太棟;陳楊
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種具備儲能削峰作用的液冷機箱，包括電路模塊、具備流道和相變蓄能層的熱沉導冷板、含相變蓄能層的熱源導冷板、具備流道和相變蓄能層的集分水冷板、卡塊、銦片、機箱蓋板。液冷機箱上下為熱沉導冷板，左右為集分水冷板，前后為機箱蓋板，中間為熱源導冷板和電路模塊。電路模塊與熱源導冷板通過卡塊固定在機箱熱沉導冷板上，熱沉導冷板與熱源導冷板的搭接處存在銦片，卡塊與熱沉導冷板搭接處存在銦片。各導冷板中的蓄能層在電路模塊功率變大時，通過相變吸熱儲能，在功率變小時進行相變放熱，從而穩定電路模塊溫度；同時可在機箱冷卻液流量和溫度不穩定的情況下，將熱源溫度升高降低的幅度減小，從而穩定電路模塊溫度。

技術領域

本發明涉及一種機箱，具體涉及一種具備儲能削峰作用的液冷機箱。

背景技術

隨著電子設備熱功耗越來越大，傳統風冷機箱已無法滿足小型化、低噪音的需求，液冷機箱受到越來越多的關注。目前絕大部分液冷機箱的工作原理主要是通過水冷機箱結合導冷板的形式，電路模塊的熱量通過自身附帶的導熱板將熱量傳遞至液冷機箱的上下導冷板中，由導冷板帶走熱量；電路模塊中芯片的熱量通過芯片殼體、導熱襯墊與導熱板接觸，再由導熱板與上下導冷板通過導熱襯墊接觸進行傳熱。該模式下，熱傳路徑熱阻較大且熱容較小，當電路模塊熱功率變化時，電路模塊溫度升降變化較快；同時，當供給液冷機箱的冷卻液流量和溫度變化時，電路模塊的溫度同步快速變化；該傳統機箱對冷卻液品質和電路模塊功率穩定性要求較高。

發明內容

本發明提供一種具備儲能削峰作用的液冷機箱，所要解決的技術問題是：適應電路模塊的功率變化及降低對供給冷卻液的流量、溫度的要求，提高液冷機箱電路模塊的溫度穩定性。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

本發明提出了一種具備儲能削峰作用的液冷機箱，所述液冷機箱上下為包含流道的熱沉導冷板2，左右為包含流道的集分水冷板4，前后為機箱蓋板5，中間為包含相變蓄能層的熱源導冷板7和電路模塊1；電路模塊1與熱源導冷板7通過上下卡塊6固定在熱沉導冷板2上，熱沉導冷板2與熱源導冷板7的上下搭接處存在銦片3，卡塊6與熱沉導冷板2搭接處存在銦片3。

進一步的，所述熱沉導冷板2、集分水冷板4、熱源導冷板7還包含相變蓄能層。

更進一步的，所述相變蓄能層在電路模塊1熱耗變化或冷卻液流量溫度波動時進行儲能削峰，避免工作中電路模塊1的溫度快速劇烈變化。上述相變蓄能層的相變介質可以是同種材料，也可以根據不同溫度需求設置不同相變介質材料，如石蠟、液態金屬、無機鹽等。

上述相變蓄能層可以是簡單的平層堆疊型，也可以是三維立體交錯式。

本發明提出的具備儲能削峰作用的液冷機箱的工作原理為：電路模塊1工作產生熱量，通過含相變蓄能層的熱源導冷板7將熱量導至上下具備流道和相變蓄能層的熱沉導冷板2，熱沉導冷板2與熱源導冷板7之間通過銦片3消除接觸熱阻；具備流道和相變蓄能層的集分水冷板4與熱沉導冷板2形成完整進出流道，通過冷卻液流動最終將熱量帶走，電路模塊1通過前后蓋板5進行信號互聯與對外通信。在機箱熱功率短時增加時，熱源導冷板2、集分水冷板4、熱沉導冷板7中的蓄能層可對機箱多余熱量進行儲存；反之，在機箱熱功耗短時減少時，該相變介質層可對機箱熱量進行補充釋放，使機箱整體溫度因電路板功率浮動帶來的變化減小，從而降低機箱內部電子元器件的溫度波動，提高均溫性和可靠性；同時，該液冷機箱可在供給的冷卻液流量和溫度變化下進行能量補償，降低機箱對冷卻液供液品質要求，如流量短時變大下，可通過相變層釋放熱量，穩定電路板溫度。

本發明的有益效果是：通過相變蓄能層與冷板的結合，在機箱熱功耗短時變化時，該相變介質層可對機箱熱量進行儲存和釋放，使機箱整體溫度變化減小，避免了傳統PCB在電路熱功耗波峰、波谷沖擊下存在溫升變化較快的缺點，以降低機箱內部電子元器件的溫度波動和提高電路板的溫度均勻性，從而提升電路模塊的適應能力；同時可在供給冷卻液的流量和溫度短時沖擊變化下，通過相變層進行能量等溫補償，降低液冷機箱對供給冷卻液的品質要求。