[实用新型]一种结合制冷循环的热管式电子器件散热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子器件散热装置，具体地，涉及一种结合制冷循环和热管强化传热技术的电子器件散热器。

背景技术

目前，在我国电子工业发展迅速，随着电子器件的高频、高速以及集成电路技术的进步，电子器件的性能越来越高，使得单位容积电子器件的发热量和热流密度大幅度增加，就拿电子芯片来说，目前电子芯片的最大发热功率已经超过了100w/cm²，而且还在快速增加，电子散热装置的布置和设计遇到的约束越来越多。

常用传统的散热方式如风冷（强制对流），由于其冷却效率与风扇的速度成正比，当热流密度达到一定的数值时，这种冷却方式显得力不从心。流行的散热方式还有水冷散热、半导体制冷和热管技术。

热管是上世纪六十年代发展起来的具有特别高的导热性能的传热元件，结构比较简单，图1为热管的工作原理简图，管壳采用金属管，其内壁贴附丝网状吸液芯，以利用毛细力使工作液体在吸液芯内不受热管位置的限制而移动。管壳两端封死，管内抽真空，灌入适量的工作液。工作时，蒸发段5的工作液体被热管外的热流体加热，吸取潜热蒸发，其蒸汽经绝热段4流向冷凝段3，工作液蒸汽放出潜热，凝结为液体。蒸汽液化释放出来的潜热通过管壁传递给热管外面的冷流体。积聚在冷凝段3吸液芯中的凝结液借助吸液芯毛细力的作用回到蒸发段5再吸热蒸发。工作液的这种循环就把热量从蒸发段5传递到冷凝段3。在由热管束组成的热管传热器中，通过热管这个中间媒介，热流体的热量就可以传给冷流体，实现传热过程。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电子器件散热的装置，结合制冷循环和热管强化传热技术，制冷剂和热管的使用增大了散热面积和传热温差，使电子器件温度快速降低且均匀分布，散热效率提高。同时也能进一步为热管应用在电子器件冷却技术中提供相关理论和实验基础。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，该散热器包含膨胀阀、冷凝器、压缩机以及蒸发器；所述的膨胀阀、蒸发器、压缩机、冷凝器通过管路按顺序连接构成蒸汽压缩制冷回路；所述的蒸发器底部为蒸发面板，所述蒸发面板能够将其下表面紧密扣置在电子器件发热件上；所述的蒸发器内部设有与所述蒸发面板垂直的热管群，所述热管群的底部与所述蒸发面板固定。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的膨胀阀能够将制冷剂节流雾化、向蒸发器内部喷射并充满整个蒸发器内部。制冷剂优选为无毒无污染且不可燃的制冷工质的替代物HFC-123（二氯三氟乙烷）、HFC134a（四氟乙烷）、R290（丙烷）、HFC-152（二氟乙烷）、HFC-22（二氟一氯甲烷）等工质中的一种或者是由其中的两种或两种以上混合而成。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的蒸发器内部的所述热管群的热管直径范围为4-16mm，长度范围为150-200mm。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的热管群的热管底部通过冲孔工序与蒸发面板的上表面固定，蒸发面板的下表面能够扣在电子器件发热件上。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的热管由蒸发面板向上依次包含蒸发段、绝热段、冷凝段。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的热管采用圆管或扁管。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的热管在蒸发器内部采用叉排的方式排列，沿制冷剂的流动方向的热管间距为管径长度的一半，垂直制冷剂流动方向上的每两排热管的间距和管径长度相等。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的热管内设有吸液芯，其结构为丝网结构、纤维结构、沟槽结构、烧结芯结构中的任意一种。依据工质不同，管内按需求可抽成负压。热管的导热系数为10⁵W/m·s数量级。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的冷凝器采用风冷，安装有冷却风扇。

上述的结合制冷循环的热管式电子器件散热器，其中，所述的散热器中的连接管路上包覆有绝热材料如泡沫类制作的保温层。

本实用新型提供的结合制冷循环的热管式电子器件散热器具有以下优点：

（1）膨胀阀能将制冷剂雾化、喷射并充满整个蒸发器，增加了制冷剂的传热面积，强化了传热过程。

（2）采用制冷剂来冷却，一定程度上增加了传热温差，强化了传热过程。

（3）热管群等效于增加了蒸发面板的传热面积，强化了传热过程。