[发明专利]一种基于两相传热的一体化液冷机箱及其两相传热方法

说明书

本发明涉及一种基于两相传热的一体化液冷机箱及其两相传热方法，一体化液冷机箱包括机箱壳体、两相液冷源和插件导冷板，机箱壳体的顶壁和底壁内均具有互相连通的流道，插件导冷板的上下端分别与机箱壳体的顶壁和底壁固定连接，并用于固定电子插件，两相液冷源与机箱壳体固定连接，流道具有通过管道与两相液冷源连通的流道入口和流道出口。两相液冷源与机箱壳体固定连接，不需要依赖外界液冷源。采用两相液冷源，在管路系统内冷却工质发生液态和气态的转换，冷却工质在流道内吸收电子设备的热量，由液态变为气态，换热效率远高于单相流体换热；冷却工质相变为等温过程，使机箱壳体的顶壁和底壁的等温性能优于单相流体换热。

技术领域

本发明涉及一种液冷机箱，特别是一种基于两相传热的一体化液冷机箱及其两相传热方法。

背景技术

现有的液冷机箱包括：机箱壳体、液冷冷板和电子插件，电子插件安装于机箱壳体内，液冷冷板设置于机箱壳体内并与电子插件接触。当机箱工作时，由外界液冷源提供冷却工质，冷却工质流经机箱的液冷冷板带走热量，保证机箱内部电子设备正常工作。现有的液冷机箱完全依赖外界液冷源，无法用于无人机等不具备液冷源的场合。冷却工质流经机箱的液冷冷板带走热量，冷却工质温度升高。传热过程中，冷却工质不发生相变，利用显热吸热，换热效率低，供液流量大，对供液系统要求高。同时，由于热量的累积效应，冷板内的温度均匀性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高机箱散热能力。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于两相传热的一体化液冷机箱，包括机箱壳体、两相液冷源和插件导冷板，所述机箱壳体的顶壁和底壁内均具有互相连通的流道，所述插件导冷板的上下端分别与所述机箱壳体的顶壁和底壁固定连接，并用于固定电子插件，所述两相液冷源与所述机箱壳体固定连接，所述流道具有通过管道与所述两相液冷源连通的流道入口和流道出口。

本发明的有益效果是：两相液冷源与机箱壳体固定连接，不需要依赖外界液冷源。采用两相液冷源，在管路系统内冷却工质发生液态和气态的转换，冷却工质在流道内吸收电子设备的热量，由液态变为气态，换热效率远高于单相流体换热；冷却工质相变为等温过程，使机箱壳体的顶壁和底壁的等温性能优于单相流体换热。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述两相液冷源包括液冷源壳体、两相泵、储液器、冷凝器和冷却工质，所述两相泵、所述储液器和所述冷凝器均固定设置于所述液冷源壳体内，所述冷凝器、所述储液器、所述两相泵和所述流道依次通过管道连通形成冷却工质回路，所述冷却工质在所述冷却工质回路内流动，所述液冷源壳体与所述机箱壳体固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：冷却工质在流道内吸热汽化，在两相泵的作用下经由管路进入冷凝器，冷却工质降温液化，再进入流道，实现冷却工质的循环，储液器可以储存多余的冷却工质。液冷源未使用压缩机，直接将机箱所处环境作为热沉避免了液冷机箱在机载平台上应用时由于平台姿态变化而导致的压缩机性能下降等问题，同时减小了液冷源的体积和重量。

进一步，还包括抽风机，所述液冷源壳体具有风机孔，所述抽风机固定设置在所述风机孔内，所述抽风机与所述冷凝器对应设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：抽风机与冷凝器配合作用，将冷凝器的热量带到液冷源壳体外，采用强迫风冷作为二次换热。

进一步，所述冷却工质为氟化物或二氧化碳。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明选用氟利昂作为冷却工质，泄漏后及时挥发，不会导致电子设备短路。

进一步，所述插件导冷板为一侧敞口的盒体，所述插件导冷板的另一侧内壁上具有凸台，电子插件固定于所述盒体内，所述凸台与所述电子插件上的发热器件抵接。