[发明专利]一种用于高热流电子器件散热的泵驱两相回路装置

说明书

本发明提供一种用于高热流电子器件散热的泵驱两相回路装置，利用工质在循环流动过程中的蒸发吸热和冷凝放热过程，进行热量收集和输运；本发明所采用的蒸发器中包括微槽道和翅片，在高热流区域采用微槽道散热，增大局部区域的换热系数，在低热流区域采用翅片扇热，由于蒸发器中微槽道区域和翅片区域的面积差异大，微槽道中工质进入翅片区域时由于体积迅速膨胀，工质温度降低，有利于翅片区域的器件散热；因此，本发明采用能够不同的结构搭配利用较小的资源代价解决了功率高低不同的器件的散热问题，适应不同热流密度的电子器件的散热，满足50W/cm²以上热流密度的电子器件的工作需求。

技术领域

本发明属于热控技术领域，尤其涉及一种用于高热流电子器件散热的泵驱两相回路装置。

背景技术

随着互联网和信息技术的发展，大规模数据存储和数据处理的需求日益增长，对电子器件运算速度和性能都提出了更高的要求，而温度控制已经成为制约其发展的关键因素。

以集成了大量电子器件的服务器机柜为例，第一代的机柜采用风冷的方式，单个机柜的功率一般3～4千瓦，第二代采用水冷和风冷结合的方式，机柜的功率可以达到几十乃至上百kW。一个典型的应用就是超级计算机，超级计算机上的机柜板卡上集成了大量高热流的器件，以目前世界上运算速度最高的神威-太湖之光超级计算机为例，其单个机箱热耗约300KW，CPU局部区域的热流密度达到15W/cm²，其采用单相水循环的方式解决其散热问题。当计算机的运算速度进一步加快，下一代超级计算机的单个机箱热耗可达到600KW，局部的热流密度达到30W/cm²,整个超级计算机的热耗达到30MW，此时如仍采用水冷系统一方面CPU的局部温度会超过其工作温度，另外一方面要将系统中的热量传输出去将会导致水冷系统的规模非常庞大。使得单相水冷的方式难以解决这种集中高热流电子器件散热的散热问题，而基于流动沸腾换热的泵驱两相流体回路系统在解决局部热流密度高和大规模热量传输方面相对单相换热均有显著优势。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于高热流电子器件散热的泵驱两相回路装置，利用工质在循环流动过程中的蒸发吸热和冷凝放热过程，进行热量收集和输运；工质进入蒸发器后吸收热量由单相变成汽液两相状态，两相流体经过冷凝器释放热量后由汽液两相变为液态，再回到蒸发器，如此往复从而实现对整个回路的温度控制；同时本发明采用翅片和微槽道的结构搭配，利用较小的资源代价解决了功率高低不同的器件的散热问题，适应不同热流密度的电子器件的散热。

一种用于电子器件散热的泵驱两相回路装置，包括流体管路11以及依次与流体管路11连接的储液器1、蒸发器9、冷凝器10，所述蒸发器9内部设置有微槽道13、引流通道以及翅片，其中引流通道在蒸发器9中迂回环绕，且入口接在蒸发器入口14，微槽道13固定在引流通道内，且位置与电子器件的高热流区域对应，翅片的位置与电子器件的低热流区域对应；

所述储液器1下端与流体管路11连通并进行工质交换，且内部设有加热装置和降温装置。

进一步地，所述引流通道由隔板16形成，其中隔板16从蒸发器入口14处开始设置，并向对端延伸，接近蒸发器出口15一侧的隔板16延伸到对端后又向蒸发器入口14一端延伸。

进一步地，所述微槽道13按组并联固定在引流通道内，且每组至少有两个微槽道13。

进一步地，各组内的微槽道13之间还固连有隔板16，形成并联组件，设在引流通道内。

进一步地，所述引流通道内串联2个以上的所述并联组件。

进一步地，所述微槽道13依次串联固定在引流通道内。

进一步地，所述加热装置包括热管19和加热器18，其中热管19安装在储液器1内部，加热器18设在热管19下端；