[发明专利]微槽道与水冷联合的冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力、电子、光电子器件的热管理技术领域，尤其涉及一种适用于CPU芯片冷却的微槽道与水冷联合的冷却系统。

背景技术

服务器作为数据存储和处理的终端，其重要性不言而喻。刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用，但也同时造成了单个机架或机架局部单位面积发热量的急剧上升，从而导致了机房局部“发热”的高热流密度现象的产生。

为了解决上述发热问题，传统的风冷散热器已经被热管散热器取代。图1为传统的热管散热器的结构示意图。如图1所示，热管散热器2从CPU芯片1中取出热量，通过散热片3和风扇4，将热量释放到服务器所在的机房中。在机房中则安装大功率空调来保证机房的温度和湿度。

据统计，在机房的能耗组成当中，空调占据了能耗的40％左右，是能耗的主要设备。在IT行业最发达的美国，IT行业每年消耗电能的数量相当巨大，根据2011年美国环境保护部(EPA)发出的报告指出，IT行业能源预计使用量的上升速度远远高于其他工业，预计在5年后的用电量将是现在的两倍。而我国IT行业每年的耗电量为200多亿度，其中用于冷却的电量为70亿度左右，且这个数量还会以几何级数增长，因此IT行业节能已刻不容缓。

随着刀片服务器CPU芯片发热热流密度的提高，一方面热管式散热器取热能力已经达到了极限；另一方面，热管散热器将CPU芯片的巨大热量直接释放到机房中，这些热量都是通过大功率空调排到室外的环境中，如此巨大的热量使空调消耗了巨大的电能，如何能迅速而且有效的将刀片服务器产生的巨大热量转移走，保证服务器的稳定、安全运行就成了机房设计人员的一个艰巨的任务。此外，热管散热器表面安装有风扇进行强制对流散热，在机房中，数量众多的风扇将会带来巨大的噪声。

另外，随着大型数据中心高密度服务器与低密度混合模式的出现，由于服务器的密度不均衡，因而产生的热量也不均衡，为了保证机房运行的稳定性，需要以高密度服务器的热流密度调节空调的制冷量，由此造成了能源的巨大浪费，更重要的是低密度服务器表面温度过低，在夏季湿度较高时散热器的表面会产生结露，严重影响了服务器的稳定性与安全性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种微槽道与水冷联合的冷却系统，以解决现有刀片式服务器所采用的热管散热器取热能力有限，机房空调耗电量过大，风扇噪声过大，散热器表面存在结露的技术缺陷。

(二)技术方案

本发明微槽道与水冷联合的冷却系统包括：微槽道取热元件本体，其具有一与待冷却部件相贴合的取热面及一密闭空腔，所述取热面与所述密闭空腔的底面相对，在该底面内壁上形成微槽道，该微槽道向上开口，其宽度和深度的尺寸均介于100μm～1000μm之间；冷却盘管设置于密闭空腔中，其入口和出口均连通至密闭空腔的外部；其中，微槽道内具有液体工质，冷却盘管内注入有冷却液。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，微槽道的横截面呈矩形、向上开口的半圆形或向上开口的椭圆形。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，微槽道的横截面呈矩形，其宽度和高度均介于100μm～1000μm之间；微槽道的长度与密闭空腔的长度相当，相邻两微槽道的间距介于100μm～500μm之间。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，微槽道在微槽道取热元件本体底面的内壁上呈以下形状中的其中一种：螺旋线；渐开线；若干个同心圆；或相互平行的若干条。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，液体工质为氟利昂、水、乙醇或丙酮。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，液体工质在密闭空腔中的充液量占整个密闭空腔体积的20％-90％。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，冷却盘管(300)在密闭空腔内呈蛇形排布，其中注入的冷却液为水。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，微槽道取热元件本体及冷却盘管均由铜或铝制备。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，微槽道取热元件本体的取热面与待冷却部件通过导热硅脂紧密接触。

优选地，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统中，待冷却部件为芯片或光电子器件。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明微槽道与水冷联合的冷却系统具有以下有益效果：