[實用新型]服務器用大功率分離式熱管散熱器

有效

• 申請號: 202020201270.X
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN211236828U
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 胡成志;唐大偉;王浩;胡顯鋒;王奎明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本實用新型屬于能源利用技術領域，提供了一種服務器用大功率分離式熱管散熱器，包括蒸發端、冷凝端、蒸汽管，回流管和制冷劑；蒸發端和冷凝端由蒸汽管和回流管連接成閉合回路，蒸汽管和回流管上下布置；回流管延伸至蒸發端內部1/2處，有利于回流液均勻分布在蒸發端內表面，防止蒸發端局部蒸發干涸。本實用新型的有益效果：冷水板為30℃時，在熱管蒸發端施加500W的加熱功率，熱源表面溫度能夠控制在60℃以下。熱管冷凝端與冷水板之間采用接觸式導熱進行散熱，方便拆卸，可避免冷水板中液體泄露。本熱管蒸發端與冷凝端相距480mm，能夠進行遠距離傳熱。本熱管內部無毛細芯等復雜結構，方便加工，熱管整體材質為鋁合金，制造成本低。

技術領域

本實用新型屬于能源利用技術領域，涉及一種散熱功率可達500W以上的服務器CPU芯片散熱用高性能熱管。

背景技術

典型熱管主要由封閉的金屬管道、管內的毛細吸液芯及填充于管內的制冷劑組成，為降低熱管啟動溫差，金屬管內一般保持10^-3Pa以下的真空度。熱管傳導熱量的方式為：將熱管的蒸發端(Evaporator)與熱源相接觸，管內的液態制冷劑吸收熱源產生的熱量進而蒸發汽化，所產生的蒸汽由壓差驅動流向熱管的冷凝端(Condenser)，蒸汽于冷凝端釋放潛熱冷凝后恢復為液態，再通過毛細力驅動經毛細芯結構返回蒸發端。

由于熱管的構造簡單且具有高導熱性能、低熱阻等優點，早已應用于化工、電子、航空航天等領域中。計算機服務器等產品持續朝著高性能、大功率、高附加功能發展，CPU芯片的發熱量隨之提高，公知的熱管應用于CPU散熱主要存在兩個缺陷：其一，公知的熱管由于換熱量不足而無法滿足現有服務器高熱量與高熱通量的需求；其二，現有熱管均采用冷水與散熱端直接接觸的形式，當拆卸時，極易造成漏水，公知熱管由于本身構造的原因不能滿足便于拆卸的需要，安全隱患較大。目前應用于服務器散熱的非公知熱管雖能部分滿足CPU 的散熱需求，但是其制造成本高，產業化難度大。鑒于以上問題，需要設計一種高傳熱性能、低制作成本、方便拆裝、安全可靠的熱管。

公知熱管的制作成本主要是由于其加工工藝復雜造成的，因此，如何提供一種熱管，能夠在其簡單結構設計的基礎上，提升其傳熱效率，并能夠有效解決大功率服務器高熱量與高熱通量之間的需求，已成為重要的課題之一。

實用新型內容

鑒于以上問題，本實用新型提供一種熱管，能在安全可靠、結構簡單和較低成本的基礎上，提升其傳熱量，并能夠滿足服務器CPU高熱通量和高熱流密度散熱的需求。

本實用新型的技術方案：

服務器用大功率分離式熱管散熱器，包括蒸發端1、冷凝端2、蒸汽管3，回流管4和冷水板5；

所述的蒸發端1和冷凝端2由蒸汽管3和回流管4連接成閉合回路，蒸汽管3和回流管4上下布置；其中回流管4延伸至蒸發端內部1/2處，有利于回流液均勻分布在蒸發端1內表面，防止蒸發端1局部蒸發干涸。

所述的蒸發端1底部有四個固定點，用于將服務器用大功率分離式熱管散熱器固定在服務器內部，且與CPU芯片緊密貼合，減小接觸熱阻。

所述的冷凝端2內部為8根管徑相同的圓柱形通道并聯組成，且通道與水平面成5°傾角，在提升服務器用大功率分離式熱管散熱器承壓能力的基礎上，有利于冷凝液的回流，增強冷凝端2的換熱能力。

所述的冷凝端2底部與蒸發端1底部有一定高度差，此高度差所提供的驅動力能夠滿足制冷劑在熱管內的循環流動。

所述的蒸汽管3的管徑大于回流管4，這是因為制冷劑蒸發汽化后體積膨脹，其流動所需管路直徑大于冷凝液回流管直徑。

所述蒸發端1、冷凝端2、蒸汽管3和回流管4的材質為鋁合金(牌號6061)，所述制冷劑為R134a。

所述蒸發端輸入功率范圍為0～500W。