[发明专利]一种基于热电制冷的两相浸没式液冷机箱

说明书

本发明属于电子元器件散热技术领域，提供了一种基于热电制冷的两相浸没式液冷机箱。利用氟化液在CPU等电子元器件表面的汽化来带走电池在工作过程中所产生的热量，最终通过热电制冷系统将该热量传递给外界环境，使得CPU等电子元器件处于适宜的工作温度范围内。相比于传统的冷却方式，具有以下优点：充分利用氟化液的相变来吸收电池在工作所产生的热量，无接触热阻、取热能力强、散热效率高；填充的玻璃珠占据了绝大部分间隙空间，使得氟化液的用量降到了最低，极大的降低了冷却的成本；采用热电制冷片对氟化液蒸汽进行冷凝，冷凝温度易于控制，无制冷剂污染。

技术领域

本发明属于电子元器件散热技术领域，具体涉及一种基于热电制冷的两相浸没式液冷机箱。

背景技术

随着微电子技术的不断进步与发展，电子芯片逐渐小型化，集成度越来越高。高集成度使芯片的功耗越来越大，据统计，一些电子器件表面的热流密度已超过1×10⁶W/m²；而电子器件需要一个可靠的工作温度，有研究表明，如果电子器件的工作温度升高10℃，其可靠性则会下降一半；温度越高，电子器件越容易失效，如果芯片温度从75℃增加10℃，其故障率也将增加一倍。对于硅芯元件，温度如果超过170℃，器件也将彻底损坏。大部分情况，电子器件的接点温度最高不能超过85℃。这对传统的风冷、液冷等被动式散热技术提出了严峻的挑战。

如今，一些微处理器芯片包含的晶体管数目已超过10亿个。如此多的晶体管集成在一起，将产生极大的热流量。因此，电脑CPU的散热问题已成为目前电脑产业和市场的焦点，我们知道，电脑CPU温度需在设计范围内才能保证电脑稳定运行，如果CPU的工作温度超过其临界温度，电脑会就出现死机等问题。目前，台式机CPU主流的散热方式是风扇加铝翅片散热，但这种散热方式已逐渐不能满足CPU的散热要求。

鉴于上述传统冷却方式存在的不足，本发明提供了一种基于热电制冷的两相浸没式液冷机箱。利用氟化液在电子元器件表面的汽化来带走电池在工作过程中所产生的热量，最终通过热电制冷系统将该热量传递给外界环境，使得电子元器件始终处于适宜的工作温度范围内，保证了电脑的稳定运行。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供了一种基于热电制冷的两相浸没式液冷机箱，利用氟化液在电子元器件表面的汽化来带走电池在工作过程中所产生的热量，最终通过热电制冷系统将该热量传递给外界环境，使得电子元器件处于适宜的工作温度范围内，保证了电脑的稳定运行。

本发明的技术方案：

一种基于热电制冷的两相浸没式液冷机箱，该基于热电制冷的两相浸没式液冷机箱包括：主箱体1、液冷箱2、电子元器件3、氟化液4、引线管5、玻璃珠6、下翅片7、热电制冷片8、上翅片9、风扇10；液冷箱2、电子元器件3、氟化液4、引线管5、玻璃珠6、下翅片7、热电制冷片8、上翅片9、风扇10 均位于主箱体内部。其中液冷箱内装有氟化液4，安装电子元器件3的主板安装于液冷箱2的底部；玻璃珠6填充在电子元器件3与液冷箱2之间的间隙中；引线管5安装在液冷箱2侧面；下翅片7置于液冷箱2上部，通过压紧垫片的方式实现与液冷箱2之间的密封；热电制冷片8位于下翅片7与上翅片9之间，通过导热界面材料与两者紧密接触；风扇10安装于上翅片9上端。

当电子元器件开始工作时，温度逐渐升高，电子元器件所产生的热量被填充的氟化液4带走，当氟化液4没有达到沸点时氟化液4利用显热吸收电子元器件所产生的热量；当电子元器件表面温度升高到氟化液4沸点以上时，氟化液4开始沸腾，沸腾产生的氟化液4蒸汽在下翅片7表面凝结，凝结所放出的热量经由热电制冷片8传至上翅片9，最终在风扇10的作用下传递给外界环境。

所述的液冷箱2位于主箱体1内部，其体积小于主箱体1的体积，其内部承载的元器件只有主板以及主板上的电子元器件3。

所述的电子元器件3部分或全部的浸没在氟化液4中。

所述的氟化液4为绝缘阻燃液体且在1标准大气压下沸点为0～80度。