[发明专利]一种基于传导的综合换热装置

说明书

本发明提出一种基于传导的综合换热装置，将设备内电子器件根据热流密度大小分类并区别处理，包括低功耗热源散热结构、高功耗热源散热结构、PCB热源导热结构以及集中换热模块；低功耗热源散热结构用于对设备中热流密度小的热源散热，位于设备壁面处；高功耗热源散热结构用于对设备中热流密度大的热源散热；PCB热源导热结构用于将PCB上热源传导至集中换热模块内表面；集中换热模块用于接收高功耗热源散热结构和PCB导热结构传导而来的热量并集中散热。本发明降低了设备复杂度、散热成本低、维修性好。

技术领域

本发明属于电子设备结构设计技术领域，涉及一种高热流密度电子设备系统的综合换热装置，具体涉及一种元器件总发热功率达1010W的密闭电子设备的散热结构设计，该电子设备为海洋环境下船用舱外设备，环境温度可达65℃，电子元器件的最大工作温度为80℃。

背景技术

设备箱体内热源分两种结构形式：块状热源和PCB(印制电路板)热源。块状热源的最大热流密度达0.675W/cm²，PCB局部最大热流密度达2.1W/cm²。在温度升到40℃的情况下，从实验经验获得的各种散热方法所能处理的最大表面热流密度为：自然冷却0.039W/cm²；自由对流和辐射冷却0.078W/cm²；强迫空气冷却0.310W/cm²；直接液体冷却0.620W/cm²；蒸发冷却1.085W/cm²。从此可以看出，要实现对该设备的有效冷却需选择合适的冷却方式，同时还要增加散热面积以减小热流密度。该密闭设备箱体体积小，总功耗大，必须将热源热量导出并在箱体内外形成特定的换热环境，常规对流冷却方式已无法实现，目前常用的方案有以下两种：

(1)液冷方式，块状热源直接贴装在冷板表面，PCB热源热量则通过热传导结构传导至冷板上，通过设备箱体内外液体循环将热量散出。

(2)在设备箱体外挂空调，热流密度大的块状热源依大面贴装，PCB热源加装散热结构并在表面安装强迫空气冷却装置，将集中热源热量分散，通过空调把设备箱体内部热量带出，充分降低箱体内部环境温度，加大温差从而达到散热的目的；

实践经验表明，上述两种散热方案都能够实现对该设备的冷却，但是存在以下几个方面的不足：

(1)液冷方式需要的冷板、接头、供液装置等结构复杂，价格昂贵，成本高。

(2)空调设备防腐性能差，海洋环境下易潮易腐蚀；

(3)设备使用环境恶劣，摇晃震颤严重，空调容易损坏，可靠性、维修性差；

无论液冷方式还是外挂空调冷却方式都需要增加外部设备，使得设备重量增加，体积庞大。

发明内容

本发明提出一种基于传导的综合换热装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于传导的综合换热装置，将设备内电子器件根据热流密度大小分类并区别处理，包括低功耗热源散热结构、高功耗热源散热结构、PCB热源导热结构以及集中换热模块；低功耗热源散热结构用于对设备中热流密度小的热源散热，位于设备壁面处；高功耗热源散热结构用于对设备中热流密度大的热源散热；PCB热源导热结构用于将PCB上热源传导至集中换热模块内表面；集中换热模块用于接收高功耗热源散热结构和PCB导热结构传导而来的热量并集中散热。

进一步，在低功耗热源散热结构中，低功耗热源直接贴装在设备壁面内侧，在接触面之间均匀涂抹导热硅脂，在低功耗热源所处位置对应的外壁处设置散热齿。

进一步，在高功耗热源散热结构中，高功耗热源集中安装在面积较大的设备壁面内侧，接触面均匀涂抹导热硅脂，低功耗热源对应的外壁处设置散热齿。