[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN111542203A - 一种基于冲击冷却的t型管道芯片散热器及成套装置 - Google Patents

一种基于冲击冷却的t型管道芯片散热器及成套装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111542203A
CN111542203A CN202010359752.2A CN202010359752A CN111542203A CN 111542203 A CN111542203 A CN 111542203A CN 202010359752 A CN202010359752 A CN 202010359752A CN 111542203 A CN111542203 A CN 111542203A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pipeline
pipe
liquid
output end
input end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010359752.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111542203B (zh
Inventor
吴少杰
张恺
陈露芳
唐赛红
马明泉
陆志豪
朱晋辰
姚炳如
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Tech University
Priority to CN202010359752.2A priority Critical patent/CN111542203B/zh
Publication of CN111542203A publication Critical patent/CN111542203A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111542203B publication Critical patent/CN111542203B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20809Liquid cooling with phase change within server blades for removing heat from heat source
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20718Forced ventilation of a gaseous coolant
    • H05K7/20727Forced ventilation of a gaseous coolant within server blades for removing heat from heat source
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,属于数据中心冷却的技术领域。一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置包括进液口、进液总管、T型液体管道、喷嘴、腔体、回气口、绝缘插片、冷凝器、储液器、冷媒泵、分液管、膨胀阀、机柜、服务器、集气管、风扇开关等。本发明通过对一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的管道进行多级设计,并以冲击冷却的方式实现对芯片的均匀高效冷却。同时,通过设置绝缘插片,当基于冲击冷却的T型管道芯片散热器发生故障时可自动转换成风冷散热方式,保证服务器的正常工作。

Description

一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置
技术领域
本发明属于数据中心冷却的技术领域,具体来说,涉及一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置。
背景技术
随着计算机技术的发展,电子芯片的集成度越来越高,散热量越来越大。当芯片温度过高时,电子芯片会产生过热失效的问题,这严重影响计算机的工作性能及使用寿命。因此,设计更好的电子芯片散热器,更快更有效的将电子芯片产生的热量排除,是提高计算机工作效率的根本方法。综合来看,常用的电子芯片散热技术包括风冷,液冷两种。所谓的风冷就是利用风扇产生的强制对流来控制电子芯片的温度,但是风冷技术存在散热效率低,能耗大等缺陷;而所谓的液冷就是在电子芯片表面设置微通道,将热量传给微通道内流动的制冷液,由于这种散热方式效果优异,能耗低,所以广受研究。
现有的公开技术中,中国专利CN104617062A提出了一种带仿生植物叶脉分形微通道的冲击式水冷芯片散热器,水从入水口进入到散热器腔体,直接冲击散热器底部的底板,水流过腔体内的仿生植物叶脉微槽道进行换热并于出水口流出,该发明使流体具有更好的流动性能,有利于改善微通道热沉的均温性和局部高温情况。中国专利CN110473847A提出了一种适用于喷淋液冷服务器的平放式芯片散热器,其使用导热材料制成底座和翅片,在底座中心设置液池,利用周围环形翅片排列间隙形成冷却液流道,当喷淋液冷服务器启动时,服务器顶部的冷却液喷淋至液池内与芯片接触换热并通过周围冷却液流道继续换热,该发明扩展了芯片的散热表面积,延长了冷却液与芯片的接触时间,提高了散热效果。现有的公开技术虽然解决了芯片散热器散热效率低,液体流道设计复杂的问题,但却未解决散热器内部管道流动阻力损失大,能耗大,散热不均匀,缺少有效解决故障问题的保护措施等问题。
针对上述不足,本发明公开了一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,通过对散热器的管道进行设计,使得制冷剂可以均匀流入设置在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器内的各级T型液体管道,并通过冲击冷却对芯片进行降温。本发明设计的管道结构不仅可以降低管道阻力损失和系统的能耗,同时,由于采用特殊的布置方式,可以使散热效果更加均匀。另外,本发明通过设置绝缘插片的方式,使得基于冲击冷却的T型管道芯片散热器中液冷部分发生故障或检修时可通过转变换热方式继续对服务器散热。
发明内容
本发明公开了一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,本发明的第一个目的是提出一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器,通过对散热器的管道进行设计,使得制冷剂流入基于冲击冷却的T型管道芯片散热器后可以均匀流入各级T型液体管道,并通过冲击冷却对芯片进行降温;本发明的第二个目的设计涉及一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置。
为实现本发明的目的,本发明实施例采用以下技术方案:
实现本发明的第一个目的技术方案是提出一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器,该装置包括:进液口;进液总管;T型液体管道;喷嘴;腔体;回气口;绝缘插片;风扇开关;芯片风扇。
作为优选例,所述的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的结构特征如下:
所述的T型液体管道,其特征在于,包括五级管道,各级管道按一定关系布置,即:基于冲击冷却的T型管道芯片散热器内部中心处设置一级管道,每条一级管道分出两条二级管道,一级管道的长度L1与二级管道的长度L2的比值为L1/L2=21/2;每条二级管道分出两条三级管道,二级管道的长度L2与三级管道的长度L3的比值为L2/L3=21/2;每条三级管道分出两条四级管道,三级管道的长度L3与四级管道的长度L4的比值为L3/L4=21/2;每条四级管道分出两条五级管道,四级管道的长度L4与五级管道的长度L5的比值为L4/L5=21/2
一级管道管径和二级管道管径的比值为D1/D2=21/3,二级管道管径和三级管道管径的比值为D2/D3=21/3,三级管道管径和四级管道管径的比值为D3/D4=21/3,四级管道管径和五级管道管径的比值为D4/D5=21/3
作为优选例,所述的T型液体管道的下表面与腔体的上表面重合,喷嘴开设在T型液体管道和腔体的重合面上,并贯穿重合面;液态制冷剂可通过T型液体管道每一级管道上的喷嘴喷射到腔体的下表面;
作为优选例,所述的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液总管的输出端与T型液体管道的输入端连接,T型液体管道的五级管道与基于冲击冷却的T型管道芯片散热器内壁贴合;进液总管的输入端,即进液口,开设在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的内壁上,并贯穿外壁;腔体的回气口开设在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的外壁上,并贯穿内壁,且位于进液口的下部;
作为优选例,所述的绝缘插片,其特征在于,安装在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器外壁上,在进液口和回气口异侧;当基于冲击冷却的T型管道芯片散热器正常工作时,绝缘插片插入风扇开关,风扇开关被绝缘插片顶开,此时芯片风扇处于断电状态,芯片风扇停止工作,冷却方式为基于冲击冷却的T型管道芯片散热器冲击冷却;当基于冲击冷却的T型管道芯片散热器出现故障及检修时,绝缘插片从风扇开关中拔出,风扇开关恢复连接,芯片风扇处于通电状态,冷却方式为风扇对流换热冷却,以保证服务器的正常工作。
作为优选例,所述的T型液体管道的每级管道上开设多个喷嘴,喷嘴直径不小于0.2mm,相临喷嘴中心间距不小于1mm,腔体高度不小于2mm。
所述的T型液体管道,其特征在于,还可以根据芯片散热量及尺寸的不同,设置为n(n>1)级。
实现本发明的第二个目的技术方案是提出一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,该装置包括:基于冲击冷却的T型管道芯片散热器、冷凝器、储液器、冷媒泵、分液管、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀、第四膨胀阀、机柜、第一服务器、第二服务器、第三服务器、第四服务器、集气管。
作为优选例,所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置的各个部件连接方式如下:
冷凝器的第一输出端连接第一管道的输入端,第一管道的输出端连接储液器的输入端,储液器的输出端连接第二管道的输入端,第二管道的输出端连接冷媒泵的输入端,冷媒泵的输出端连接第三管道的输入端,第三管道的输出端连接分液管的输入端,分液管的第一输出端连接第四管道的输入端,第四管道的输出端连接第一膨胀阀的输入端,第一膨胀阀的输出端连接第五管道的输入端,第五管道的输出端连接第一服务器中的基于冲击冷却的T型管道散热器的进液口,第一服务器中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口连接第六管道的输入端,第六管道的输出端连接集气管的第一输入端,集气管的输出端连接第七管道的输入端,第七管道的输出端连接冷凝器的第一输入端;
分液管的第二输出端连接第八管道的输入端,第八管道的输出端连接第二膨胀阀的输入端,第二膨胀阀的输出端连接第九管道的输入端,第九管道的输出端连接第二服务器中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口,第二服务器中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口连接第十管道的输入端,第十管道的输出端连接集气管的第二输入端;
分液管的第三输出端连接第十一管道的输入端,第十一管道的输出端连接第三膨胀阀的输入端,第三膨胀阀的输出端连接第十二管道的输入端,第十二管道的输出端连接第三服务器中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口,第三服务器中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口连接第十三管道的输入端,第十三管道的输出端连接集气管的第三输入端;
分液管的第四输出端连接第十四管道的输入端,第十四管道的输出端连接第四膨胀阀的输入端,第四膨胀阀的输出端连接第十五管道的输入端,第十五管道的输出端连接第四服务器中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口,第四服务器中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口连接第十六管道的输入端,第十六管道的输出端连接集气管的第四输入端;
第十七管道的输出端连接冷凝器的第二输入端,冷凝器的第二输出端连接第十八管道的输入端;
第十七管道为冷却水进水管,第十八管道为冷却水出水管。
作为优选例,所述的制冷剂可以是FC-22、FC-87、R-404A、HFE-7100、R134a等的一种。
作为优选例,所述的冷却水可以由冷却塔,地下水、或者自来水供给。
作为优选例,所述的膨胀阀可以是电子膨胀阀或热力膨胀阀的一种。
作为优选例,高压低温液态制冷剂流出冷凝器后经由第一管道流入储液器,在冷媒泵的作用下高压低温液态制冷剂进入分液管内,经由分液管的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别流过第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀和第四膨胀阀,在节流作用下,高压低温液态制冷剂变为低压低温液态制冷剂后分别流入设置在第一服务器、第二服务器、第三服务器和第四服务器内的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的T型液体管道中,在压差作用下低压低温液态制冷剂通过喷嘴被喷射到空腔的下表面实现冲击射流,对芯片进行冷却,而低温低压液态制冷剂吸收热量后达到饱和状态变成高压饱和气态制冷剂,腔体内气压变大,高压饱和气态制冷剂通过回气口分别流出第一服务器、第二服务器、第三服务器和第四服务器内的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器并流入集液管的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端,流过集液管的高压饱和气态制冷剂经由第七管道及冷凝器的第一输入端流入冷凝器;
作为优选例,冷却水经由第十七管道及冷凝器的第二输入端流入冷凝器,并与冷凝器中的高压饱和气态制冷剂进行换热,冷却水吸热,温度升高后,经由冷凝器的第二输出端及第十八管道流出冷凝器;
作为优选例,冷凝器中的高压饱和气态制冷剂与冷却水进行换热,放出热量后,转变为高压低温液态制冷剂,经由冷凝器的第一输出端流出冷凝器,并进行下一循环。
所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,还可以设置为m(m>1)层,每层可以放置k(k>1)个服务器,并根据芯片的数量设置相应数量的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器。
与现有技术相比,本发明实例具有以下有益效果:本发明公开的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器采用T型液体管道设计,可以降低管道阻力损失,进而降低系统能耗。通过T型液体管道结合冲击冷却可进一步提高散热器的冷却效率,并且对芯片的冷却更加均匀;同时,本发明的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器通过设置绝缘插片,对芯片起到的双重保护作用,在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器液冷部分发生故障或检修时,可直接转为风扇散热的方式,继续对服务器芯片进行散热。
附图说明
图1是一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器结构示意图;
图2是一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器正视图;
图3是一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器五级管道示意图;
图4是一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器从风扇开关拔出后的示意图;
图5是一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器插入风扇开关后的示意图;
图6是一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置的示意图。
图中有:1、进液口;2、进液总管;3、T型液体管道;4、喷嘴;5、腔体;6、回气口;7、绝缘插片;8、冷凝器;9、储液器;10、冷媒泵;11、分液管;12-1、第一膨胀阀;12-2、第二膨胀阀;12-3、第三膨胀阀;12-4、第四膨胀阀;13、机柜;13-1、第一服务器;13-2、第二服务器;13-3、第三服务器;13-4、第四服务器;14、集气管;15、风扇开关;16、芯片风扇。
具体实施方法
下面结合附图,对本发明实施例的技术方案进行详细说明。
如附图1-附图6所示,本发明实施例的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,包括1、进液口;2、进液总管;3、T型液体管道;4、喷嘴;5、腔体;6、回气口;7、绝缘插片;8、冷凝器;9、储液器;10、冷媒泵;11、分液管;12-1、第一膨胀阀;12-2、第二膨胀阀;12-3、第三膨胀阀;12-4、第四膨胀阀;13、机柜;13-1、第一服务器;13-2、第二服务器;13-3、第三服务器;13-4、第四服务器;14、集气管;15、风扇开关;16、芯片风扇。
所述的T型液体管道3,其特征在于,包括五级管道,各级管道按一定关系布置,即:基于冲击冷却的T型管道芯片散热器内部中心处设置一级管道,每条一级管道分出两条二级管道,一级管道的长度L1与二级管道的长度L2的比值为L1/L2=21/2;每条二级管道分出两条三级管道,二级管道的长度L2与三级管道的长度L3的比值为L2/L3=21/2;每条三级管道分出两条四级管道,三级管道的长度L3与四级管道的长度L4的比值为L3/L4=21/2;每条四级管道分出两条五级管道,四级管道的长度L4与五级管道的长度L5的比值为L4/L5=21/2
一级管道管径和二级管道管径的比值为D1/D2=21/3,二级管道管径和三级管道管径的比值为D2/D3=21/3,三级管道管径和四级管道管径的比值为D3/D4=21/3,四级管道管径和五级管道管径的比值为D4/D5=21/3
所述的T型液体管道,其特征在于,还可以根据芯片散热量及尺寸的不同,设置为n(n>1)级。
T型液体管道3的下表面与腔体5的上表面重合,喷嘴4开设在T型液体管道3和腔体5的重合面上,并贯穿重合面;液态制冷剂可通过T型液体管道3每一级管道上的喷嘴4喷射到腔体5的下表面;
基于冲击冷却的T型管道芯片散热器中的进液总管2的输出端与T型液体管道3的输入端连接,T型液体管道3的五级管道与基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的内壁贴合;进液总管2的输入端,即进液口1,开设在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的内壁上,并贯穿外壁;腔体5的回气口6开设在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的外壁上,并贯穿内壁,且位于进液口1的下部;
绝缘插片7,其特征在于,安装在在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器外壁上,在进液口1和回气口6异侧;当在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器正常工作时,绝缘插片7插入风扇开关15,风扇开关15被绝缘插片7顶开,此时芯片风扇16处于断电状态,芯片风扇16停止工作,冷却方式为在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器冲击冷却;当在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器出现故障及检修时,绝缘插片7从风扇开关15中拔出,风扇开关15恢复连接,芯片风扇16处于通电状态,冷却方式为风扇对流换热冷却,以保证服务器的正常工作。
T型液体管道3的每级管道上开设多个喷嘴4,喷嘴4直径不小于0.2mm,相临喷嘴4中心间距不小于1mm,腔体5高度不小于2mm。
冷凝器8的第一输出端连接第一管道G1的输入端,第一管道G1的输出端连接储液器9的输入端,储液器9的输出端连接第二管道G2的输入端,第二管道G2的输出端连接冷媒泵10的输入端,冷媒泵10的输出端连接第三管道G3的输入端,第三管道G3的输出端连接分液管11的输入端,分液管11的第一输出端连接第四管道G4的输入端,第四管道G4的输出端连接第一膨胀阀12-1的输入端,第一膨胀阀12-1的输出端连接第五管道G5的输入端,第五管道G5的输出端连接第一服务器13-1中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口1,第一服务器13-1中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口6连接第六管道G6的输入端,第六管道G6的输出端连接集气管14的第一输入端,集气管的14的输出端连接第七管道G7的输入端,第七管道G7的输出端连接冷凝器8的第一输入端;
分液管11的第二输出端连接第八管道G8的输入端,第八管道G8的输出端连接第二膨胀阀12-2的输入端,第二膨胀阀12-2的输出端连接第九管道G9的输入端,第九管道G9的输出端连接第二服务器13-2中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口,第二服务器13-2中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口6连接第十管道G10的输入端,第十管道G1的输出端连接集气管14的第二输入端;
分液管11的第三输出端连接第十一管道G11的输入端,第十一管道G11的输出端连接第三膨胀阀12-3的输入端,第三膨胀阀12-3的输出端连接第十二管道G12的输入端,第十二管道G12的输出端连接第三服务器13-3中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口1,第三服务器13-3中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口6连接第十三管道G13的输入端,第十三管道G13的输出端连接集气管14的第三输入端;
分液管11的第四输出端连接第十四管道G14的输入端,第十四管道G14的输出端连接第四膨胀阀12-4的输入端,第四膨胀阀12-4的输出端连接第十五管道G15的输入端,第十五管道G15的输出端连接第四服务器13-4中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口1,第四服务器13-4中的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口6连接第十六管道G16的输入端,第十六管道G16的输出端连接集气管14的第四输入端;
第十七管道G17的输出端连接冷凝器8的第二输入端,冷凝器8的第二输出端连接第十八管道G18的输入端;
第十七管道G17为冷却水进水管,第十八管道G1为冷却水出水管。
所述的一种在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器成套装置,还可以设置为m(m>1)层,每层可以放置k(k>1)个服务器,并根据服务器内芯片的数量设置相应数量的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器。
所述的制冷剂可以是FC-22、FC-87、R-404A、HFE-7100、R134a等的一种。
所述的冷却水可以由冷却塔,地下水、或者自来水供给。
所述的膨胀阀可以是电子膨胀阀或热力膨胀阀的一种。
高压低温液态制冷剂流出冷凝器8后经由第一管道G1流入储液器9,在冷媒泵10的作用下高压低温液态制冷剂进入分液管11内,经由分液管11的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别流过第一膨胀阀12-1、第二膨胀阀12-2、第三膨胀阀12-3和第四膨胀阀12-4,在节流作用下,高压低温液态制冷剂变为低压低温液态制冷剂后分别流入设置在第一服务器13-1、第二服务器13-2、第三服务器13-3和第四服务器13-4内的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的T型液体管道3中,在压差作用下低压低温液态制冷剂通过喷嘴4被喷射到空腔5的下表面实现冲击射流,对芯片进行冷却,而低温低压液态制冷剂吸收热量后达到饱和状态变成高压饱和气态制冷剂,腔体5内气压变大,高压饱和气态制冷剂通过回气口6分别流出第一服务器13-1、第二服务器13-2、第三服务器13-3和第四服务器13-4内的在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器
并流入集液管14的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端,流过集液管14的高压饱和气态制冷剂经由第七管道G7及冷凝器8的第一输入端流入冷凝器8;
冷却水经由第十七管道G17及冷凝器8的第二输入端流入冷凝器,并与冷凝器8中的高压饱和气态制冷剂进行换热,冷却水吸热,温度升高后,经由冷凝器8的第二输出端及第十八管道G18流出冷凝器8;
冷凝器中的高压饱和气态制冷剂与冷却水进行换热,放出热量后,转变为高压低温液态制冷剂,经由冷凝器8的第一输出端流出冷凝器8,并进行下一循环。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,其特征在于:
包括进液口(1)、进液总管(2)、T型液体管道(3)、喷嘴(4)、腔体(5)、回气口(6)、绝缘插片(7)、冷凝器(8)、储液器(9)、冷媒泵(10)、分液管(11)、第一膨胀阀(12-1)、第二膨胀阀(12-2)、第三膨胀阀(12-3)、第四膨胀阀(12-4)、机柜(13)、第一服务器(13-1)、第二服务器(13-2)、第三服务器(13-3)、第四服务器(13-4)、集气管(14)、风扇开关(15)、芯片风扇(16);
所述的T型液体管道(3),其特征在于,包括五级管道,各级管道按一定关系布置,即:基于冲击冷却的T型管道芯片散热器内部中心处设置一级管道,每条一级管道分出两条二级管道,一级管道的长度L1与二级管道的长度L2的比值为L1/L2=21/2;每条二级管道分出两条三级管道,二级管道的长度L2与三级管道的长度L3的比值为L2/L3=21/2;每条三级管道分出两条四级管道,三级管道的长度L3与四级管道的长度L4的比值为L3/L4=21/2;每条四级管道分出两条五级管道,四级管道的长度L4与五级管道的长度L5的比值为L4/L5=21/2
一级管道管径和二级管道管径的比值为D1/D2=21/3,二级管道管径和三级管道管径的比值为D2/D3=21/3,三级管道管径和四级管道管径的比值为D3/D4=21/3,四级管道管径和五级管道管径的比值为D4/D5=21/3
所述的T型液体管道(3)的下表面与腔体(5)的上表面重合,喷嘴(4)开设在T型液体管道(3)和腔体(5)的重合面上,并贯穿重合面;液态制冷剂可通过T型液体管道(3)每一级管道上的喷嘴(4)喷射到腔体(5)的下表面;
所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器中的进液总管(2)的输出端与T型液体管道(3)的输入端连接,T型液体管道(3)的五级管道与基于冲击冷却的T型管道芯片散热器内壁贴合;进液总管(2)的输入端,即进液口(1),开设在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的内壁上,并贯穿外壁;腔体(5)的回气口(6)开设在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的外壁上,并贯穿内壁,且位于进液口(1)的下部;
所述的绝缘插片(7),其特征在于,安装在基于冲击冷却的T型管道芯片散热器外壁上,在进液口(1)和回气口(6)异侧;当基于冲击冷却的T型管道芯片散热器正常工作时,绝缘插片(7)插入风扇开关(15),风扇开关(15)被绝缘插片(7)顶开,此时芯片风扇(16)处于断电状态,芯片风扇(16)停止工作,冷却方式为基于冲击冷却的T型管道芯片散热器冲击冷却;当基于冲击冷却的T型管道芯片散热器出现故障及检修时,绝缘插片(7)从风扇开关(15)中拔出,风扇开关(15)恢复连接,芯片风扇(16)处于通电状态,冷却方式为风扇对流换热冷却,以保证服务器的正常工作。
2.按照要求1所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,其特征在于,T型液体管道(3)的每级管道上开设多个喷嘴(4),喷嘴(4)直径不小于0.2mm,相临喷嘴(4)中心间距不小于1mm,腔体(5)高度不小于2mm。
3.按照权利要求1所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,其特征在于,各个部件相互连接,冷凝器(8)的第一输出端连接第一管道(G1)的输入端,第一管道(G1)的输出端连接储液器(9)的输入端,储液器(9)的输出端连接第二管道(G2)的输入端,第二管道(G2)的输出端连接冷媒泵(10)的输入端,冷媒泵(10)的输出端连接第三管道(G3)的输入端,第三管道(G3)的输出端连接分液管(11)的输入端,分液管(11)的第一输出端连接第四管道(G4)的输入端,第四管道(G4)的输出端连接第一膨胀阀(12-1)的输入端,第一膨胀阀(12-1)的输出端连接第五管道(G5)的输入端,第五管道(G5)的输出端连接第一服务器(13-1)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口(1),第一服务器(13-1)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口(6)连接第六管道(G6)的输入端,第六管道(G6)的输出端连接集气管(14)的第一输入端,集气管(14)的输出端连接第七管道(G7)的输入端,第七管道(G7)的输出端连接冷凝器(8)的第一输入端;
分液管(11)的第二输出端连接第八管道(G8)的输入端,第八管道(G8)的输出端连接第二膨胀阀(12-2)的输入端,第二膨胀阀(12-2)的输出端连接第九管道(G9)的输入端,第九管道(G9)的输出端连接第二服务器(13-2)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口(1),第二服务器(13-2)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口(6)连接第十管道(G10)的输入端,第十管道(G10)的输出端连接集气管(14)的第二输入端;
分液管(11)的第三输出端连接第十一管道(G11)的输入端,第十一管道(G11)的输出端连接第三膨胀阀(12-3)的输入端,第三膨胀阀(12-3)的输出端连接第十二管道(G12)的输入端,第十二管道(G12)的输出端连接第三服务器(13-3)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口(1),第三服务器(13-3)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口(6)连接第十三管道(G13)的输入端,第十三管道(G13)的输出端连接集气管(14)的第三输入端;
分液管(11)的第四输出端连接第十四管道(G14)的输入端,第十四管道(G14)的输出端连接第四膨胀阀(12-4)的输入端,第四膨胀阀(12-4)的输出端连接第十五管道(G15)的输入端,第十五管道(G15)的输出端连接第四服务器(13-4)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的进液口(1),第四服务器(13-4)中的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的回气口(6)连接第十六管道(G16)的输入端,第十六管道(G16)的输出端连接集气管(14)的第四输入端;
第十七管道(G17)的输出端连接冷凝器(8)的第二输入端,冷凝器(8)的第二输出端连接第十八管道(G18)的输入端;
第十七管道(G17)为冷却水进水管,第十八管道(G18)为冷却水出水管。
4.按照权利要求1所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,其特征在于,所述的制冷剂可以是FC-22、FC-87、R-404A、HFE-7100、R134a等的一种。
5.按照权利要求1和权利要求3所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,其特征在于,所述的冷却水可以由冷却塔,地下水、或者自来水供给。
6.按照权利要求1和权利要求3所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,其特征在于,所述的膨胀阀可以是电子膨胀阀或热力膨胀阀的一种。
7.按照权利要求1和权利要求3所述的一种基于冲击冷却的T型管道芯片散热器及成套装置,其特征在于,高压低温液态制冷剂流出冷凝器(8)后经由第一管道(G1)流入储液器(9),在冷媒泵(10)的作用下高压低温液态制冷剂进入分液管(11)内,经由分液管(11)的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别流过第一膨胀阀(12-1)、第二膨胀阀(12-2)、第三膨胀阀(12-3)和第四膨胀阀(12-4),在节流作用下,高压低温液态制冷剂变为低压低温液态制冷剂后分别流入设置在第一服务器(13-1)、第二服务器(13-2)、第三服务器(13-3)和第四服务器(13-4)内的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器的T型液体管道(3)中,在压差作用下低压低温液态制冷剂通过喷嘴(4)被喷射到空腔(5)的下表面实现冲击射流,对芯片进行冷却,而低温低压液态制冷剂吸收热量后达到饱和状态变成高压饱和气态制冷剂,腔体(5)内气压变大,高压饱和气态制冷剂通过回气口(6)分别流出第一服务器(13-1)、第二服务器(13-2)、第三服务器(13-3)和第四服务器(13-4)内的基于冲击冷却的T型管道芯片散热器并流入集液管(14)的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端,流过集液管(14)的高压饱和气态制冷剂经由第七管道(G7)及冷凝器(8)的第一输入端流入冷凝器(8);
冷却水经由第十七管道(G17)及冷凝器(8)的第二输入端流入冷凝器(8),并与冷凝器(8)中的高压饱和气态制冷剂进行换热,冷却水吸热,温度升高后,经由冷凝器(8)的第二输出端及第十八管道(G18)流出冷凝器(8);
冷凝器(8)中的高压饱和气态制冷剂与冷却水进行换热,放出热量后,转变为高压低温液态制冷剂,经由冷凝器(8)的第一输出端流出冷凝器(8),并进行下一循环。
CN202010359752.2A 2020-04-29 2020-04-29 一种基于冲击冷却的t型管道芯片散热器及成套装置 Active CN111542203B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010359752.2A CN111542203B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种基于冲击冷却的t型管道芯片散热器及成套装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010359752.2A CN111542203B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种基于冲击冷却的t型管道芯片散热器及成套装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111542203A true CN111542203A (zh) 2020-08-14
CN111542203B CN111542203B (zh) 2023-02-03

Family

ID=71971450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010359752.2A Active CN111542203B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种基于冲击冷却的t型管道芯片散热器及成套装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111542203B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112373197A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 武汉先同科技有限公司 一种基于一物一码关联系统的可散热装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104979307A (zh) * 2015-07-13 2015-10-14 北京工业大学 微通道散热器冷却多芯片系统装置
CN108598055A (zh) * 2018-05-31 2018-09-28 南京工业大学 一种适用于数据机房芯片冷却的y型液冷散热器及成套装置
CN108919927A (zh) * 2018-09-06 2018-11-30 郑州云海信息技术有限公司 一种服务器芯片冷却系统
CN208507657U (zh) * 2018-05-31 2019-02-15 南京工业大学 一种适用于数据机房芯片冷却的y型液冷散热器成套装置
CN109508083A (zh) * 2018-12-12 2019-03-22 广东合新材料研究院有限公司 一种接触式冷却的服务器散热系统及其使用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104979307A (zh) * 2015-07-13 2015-10-14 北京工业大学 微通道散热器冷却多芯片系统装置
CN108598055A (zh) * 2018-05-31 2018-09-28 南京工业大学 一种适用于数据机房芯片冷却的y型液冷散热器及成套装置
CN208507657U (zh) * 2018-05-31 2019-02-15 南京工业大学 一种适用于数据机房芯片冷却的y型液冷散热器成套装置
CN108919927A (zh) * 2018-09-06 2018-11-30 郑州云海信息技术有限公司 一种服务器芯片冷却系统
CN109508083A (zh) * 2018-12-12 2019-03-22 广东合新材料研究院有限公司 一种接触式冷却的服务器散热系统及其使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
田浩等: "一种适用于高热流密度芯片的微槽道冲击射流冷却系统", 《暖通空调》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112373197A (zh) * 2020-11-13 2021-02-19 武汉先同科技有限公司 一种基于一物一码关联系统的可散热装置
CN112373197B (zh) * 2020-11-13 2021-10-08 武汉先同科技有限公司 一种基于一物一码关联系统的可散热装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111542203B (zh) 2023-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10356949B2 (en) Server rack heat sink system with combination of liquid cooling device and auxiliary heat sink device
CN106855741B (zh) 一种用于刀片服务器芯片的散热装置和系统
CN101346058B (zh) 一种废热驱动的两相回路散热系统
WO2018145366A1 (zh) 一种机柜服务器用液冷热管散热系统及其控制方法
CN201700120U (zh) 一种基于通讯机柜的板卡式换热的两相自然循环散热系统
WO2023010853A1 (zh) 间接蒸发冷却设备
WO2017215161A1 (zh) 一种用于计算机及数据中心散热的工质接触式冷却系统
CN202033707U (zh) 一种集装箱式数据系统
CN111542203B (zh) 一种基于冲击冷却的t型管道芯片散热器及成套装置
CN210892235U (zh) 一种内置重力热管自然冷多联制冷系统
CN109539615B (zh) 一种水冷型氟泵冷媒分配机组
CN101814464B (zh) 可控硅装置的微槽群复合相变集成冷却散热方法及装置
CN211429864U (zh) 一种单机柜数据中心液冷结构
CN105828575B (zh) 用于轨道交通的射流两相换热冷板及冷却系统
CN207762059U (zh) 液压机液压油散热装置
CN109104842A (zh) 散热循环系统
CN212138174U (zh) 一种新型芯片散热器
CN111417292B (zh) 一种适用于数据中心的新型行级冷板冷却系统及其成套装置
CN209913696U (zh) 一种采用热管传热的高压变频器冷却装置
CN204648729U (zh) 液冷伺服专用恒温冷油机
CN210861822U (zh) 一种球形冷凝蒸发器
CN213280426U (zh) 一种适用于数据机房的顶置冷板冷却系统
CN210772878U (zh) 空气源热泵能源站
CN210168376U (zh) 一种数据中心水冷散热机柜
CN202770288U (zh) 热管换热器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant