[发明专利]热-电制冷液体冷却装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种热-电制冷液体冷却装置，用于微电子芯片、电子元器件，动力电子设备、计算机、激光装置、LED、军事装备的超低温散热冷却，属于制冷设备。

技术背景

微电子技术的发展，使得用户在追求提高运算速度的同时减小装置的体积成为可能。这一发展趋势，使芯片单位面积的晶体管和电路的密度越来越高，导致芯片上总热负荷和热流密度大幅度的增加。如何有效导出热量，控制芯核温度已是制约芯片发展的一个关键因素，也是设备稳定和可靠性能的关键，因为电子设备、计算机、网络服务器及通信器材等性能下降甚至破坏的主要原因是由高温导致。所以，在热负荷增加的同时，要求降低芯片的操作温度，使得芯片散热控制极限温度越来越难。据预测，在未来的几年内，芯片产生的热流密度可能到达100W/cm²。无论是在航空航天、军事、计算机等微电子设备，还是消费品领域，解决散热问题已是设计工程师面临的一个大问题。

从目前的市场状况可以看出，基于微电子芯片和电力电子的芯片的电子装置发展日新月异，对高级电子冷却装置的需求也大幅增加，到2006年为止，Intel CPU的产量超过2亿个，AMD的产量约为Intel的15％，即3000万个。依次类推，全世界微机(包括台式机，服务器和工作站以及移动电脑)的年产销量超过25000万台，在每台计算机中，不仅CPU需要散热，硬盘，芯片组，显示/图形卡和VRD都需散热。

发明内容

本发明解决技术问题是：解决散热设备、元器件的低温冷却问题，实现设备低于环境温度的热控制，提高设备的可靠性、运算速度和使用寿命，能够实现芯片超频技术，电子/激光装置温度的准确控制的热电制冷液体冷却装置。

技术解决方案：本发明微型槽道制冷交换器两侧分别依次对称设有热电制冷模片、散热器，微型槽道制冷交换器垂直固定安装于中空基板的顶部，微型槽道冷却板固定安装于中空基板的底部；微型槽道制冷交换器两侧壁上对称设有微型槽道，微型槽道为正弦波型曲线凹槽，在对称设置的微型槽道一侧设有液体流入孔，另一侧设有液体流出孔，微型槽道制冷交换器上设有液体进口及液体出口，液体进口与微型槽道连通，液体出口通过软管与液体进口连接，软管上设有液体驱动装置；微型槽道冷却板上并列设置有多个微型槽道，微型槽道间设有上流道分隔板及下流道分隔板，上流道分隔板与微型槽道制冷交换器顶板固定连接，下流道分隔板与微型槽道制冷交换器底板固定连接；液体流入孔上端口与微型槽道连通，下端口与微型槽道连通，形成液体循环通道，微型槽道与液体流出孔相连通，液体流出孔与液体出口相连通，形成液体循环通道。

微型槽道制冷交换器两侧壁内表面上对称设有微型槽道，微型槽道的上、下两端交错铣去槽道间隔壁，然后用上档板和下挡板封闭，形成两侧壁具有微型槽道的、首尾相连的液体通道。

微型槽道内设有表面强化传热翅片。

微型槽道制冷交换器两侧壁上的热交换面形成H型换热槽道。

液体驱动装置为微型水泵或压电流体驱动装置等。

本发明为了保证微型槽道冷却板在密闭状态下工作，微型槽道冷却板和基板之间设有密封圈。

本发明为了使微型槽道制冷交换器达到更好的制冷状态，基板上固定安装有风扇罩，风扇罩上设有风扇，基板上的微型槽道制冷交换器，热-电制冷片、散热器置于风扇罩内。

本发明微型槽道制冷交换器内靠近液体出口处设有能够使液体膨胀和收缩液体缓冲区。

本发明效果：本发明由于在微型槽道制冷交换器中心线的两侧壁热交换面形成H型换热槽道，形成首尾相连的液体通道，微型槽道制冷交换器尾端与微型槽道冷却板顺流连接，使得液体实现了从循环入口到循环液体出口的液体流通通道，可以任意调节控制电子元件的温度和导出热量，不仅仅可以运用在计算机领域，在互联网、通信、汽车等大量使用微处理器的场合也有大的市场。在高端服务器，工作站，游戏机，军事领域的电子装置，新型能量武器，激光制导装置，中际雷达等领域更需要散热能力强，可控制低于环境温度的高级冷却装置。

本发明可用于多种微电子，动力电子设备的超低温散热冷却。其中包括台式电脑，工作站和服务器等的CPU冷却，数据中心，家庭多媒体中心的散热冷却，太空站电子设备的热控制，机载雷达器件散热；功率放大器散热器，激光装置的精确温度控制等。该装置的最大优点就是，结合高级的水冷技术与热-电制冷，热容量大，冷却速度快，可任意调节冷却温度，实现低于环境温度冷却。

本发明的特点：

1.热电制冷-液体-空气混合冷却技术；

2.可实现低于环境温度的热控制(散热、冷却和精确温度控制)；