CN114340332B - 浸没式冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种浸没式冷却系统，包括用于容纳介电液体以浸泡发热部件的第一箱体、多个第一散热鳍片、水冷管路和水冷系统，所述多个第一散热鳍片和所述水冷管路均设置于所述第一箱体上，所述水冷管路用于容纳冷却液，所述水冷系统设置于所述第一箱体外并与所述水冷管路连接，所述水冷系统并用于对所述水冷管中的冷却液进行热交换。本申请的浸没式冷却系统通过自然对流换热和水冷换热两种换热机制进行散热。

Description

浸没式冷却系统

技术领域

本发明涉及一种浸没式冷却系统，尤其涉及一种具有多种传热机制的浸没式冷却系统。

背景技术

目前电子设备冷却技术大致可分为以下两大类：一、利用风扇驱动空气，使大量的空气流经欲散热的电子组件，达到对电子组件散热的目的；二、将发热电子组件浸泡于介电液体中，透过泵将槽体中的高温液体吸入热交换器，在热交换器中进行热交换后，将冷却后的低温液体排回槽体，完成一个循环，通过此循环能不断地将电子组件产生的热排至环境中。然而，随着科技的进步，电子组件的功耗与发热量不断提高，传统的气冷方法将碰到散热极限与噪音的问题；而对于具有泵与热交换器的散热系统，需要驱动整个槽体中的介电液体进行冷却循环，会造成泵的能耗过高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可提供更高的散热能力和更低能耗的浸没式冷却系统。

本申请实施方式提供一种浸没式冷却系统，包括用于容纳介电液体以浸泡发热部件的第一箱体、多个第一散热鳍片、水冷管路和水冷系统，所述多个第一散热鳍片和所述水冷管路均设置于所述第一箱体上，所述水冷管路用于容纳冷却液，所述水冷系统设置于所述第一箱体外并与所述水冷管路连接，所述水冷系统并用于对所述水冷管中的冷却液进行热交换。

在一些实施方式中，所述浸没式冷却系统还包括水冷板，所述水冷板设置于所述发热元件上并位于所述第一箱体中，所述水冷板用于容纳冷却液，所述水冷系统还与所述水冷板连接并用于对所述水冷板中的冷却液进行热交换。

在一些实施方式中，所述水冷系统包括储水箱、泵和散热器，所述水冷管路、所述储水箱、所述泵和所述散热器组成第一连通回路，所述水冷板、所述储水箱、所述泵和所述散热器组成第二连通回路。

在一些实施方式中，所述散热器包括壳体、第二散热鳍片和风扇，所述壳体用于容纳冷却液，所述第二散热鳍片设置于所述壳体上，所述风扇面向所述第二散热鳍片设置。

在一些实施方式中，所述第一箱体包括第一底板、第一顶板、相对设置的两个第一侧板和相对设置的两个第二侧板，所述两个第一侧板和所述两个第二侧板突出于所述第一底板上并与所述第一底板合围形成第一容纳腔，所述第一顶板设置于所述两个第一侧板和所述两个第二侧板远离所述第一底板的一侧并可封闭所述第一容纳腔，所述多个第一散热鳍片设置于所述两个第一侧板上并位于所述第一容纳腔外，所述水冷管路设置于所述第二侧板上并位于所述第一容纳腔外。

在一些实施方式中，每个第一侧板的边缘以及所述第一底板的边缘突出于所述第二侧板外，每个第二侧板与两个第一侧板和所述第一底板合围形成第三容纳腔，所述水冷管路容纳于所述第三容纳腔中，所述第一箱体还包括盖板，所述盖板设置于所述两个第一侧板和所述第一底板位于同一侧的边缘并封闭所述第三容纳腔。

在一些实施方式中，所述浸没式冷却系统还包括第二箱体，所述第二箱体具有第二容纳腔，所述第一箱体和所述水冷系统固定设置于所述第二容纳腔中。

在一些实施方式中，所述第二箱体包括第二底板、从所述第二底板垂直突出的多个第三侧板以及设第二顶板，所述第二底板和所述多个第三侧板合围形成第二容纳腔，所述第二底板转动设置于一个第三侧板上并可封闭所述第二容纳腔。

在一些实施方式中，所述第二顶板和所述第三侧板上设置有相互配合的卡扣结构。

在一些实施方式中，所述第二箱体开设有通风孔，所述通风孔与所述第二容纳腔相连通。

本申请提供的浸没式冷却系统，通过设置于第一箱体上的第一散热鳍片进行自然对流散热，通过设置于第一箱体上的水冷管路以及水冷系统进行水冷散热，实现了多种传热机制的散热，提高了散热能力；且所述水冷系统对所述水冷管路中的冷却液进行冷却，相较现有具有泵和热交换器的散热系统，本申请的水冷系统的能耗更低。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的浸没式冷却系统的结构示意图。

图2为图1所示浸没式冷却系统另一角度的结构示意图。

图3为图1所示浸没式冷却系统的另一角度的结构示意图。

图4为图1所示浸没式冷却系统的分解示意图。

图5为图1所示浸没式冷却系统的局部结构示意图。

图6为本申请一实施方式提供的第一箱体的结构示意图。

图7为图6所示第一箱体的分解示意图。

主要元件符号说明

浸没式冷却系统 100

发热部件 200

第一箱体 10

第二箱体 20

水冷板 30

水冷管路 40

水冷系统 50

第一底板 11

第一顶板 14

第一容纳腔 101

第一侧板 12

第二侧板 13

卡扣结构 141、231

第一散热鳍片 121

第一管路接口 122

第三容纳腔 103

进水口 41、511、5311

出水口 42、512、5312

盖板 17

储水箱 51

泵 52

散热器 53

壳体 531

风扇 532

第二底板 21

第三侧板 22

第二顶板 23

第二容纳腔 201

通风孔 221

合页 24

扰流装置 60

把手 142

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合或替换。

请参阅图1至图7，本申请一实施方式提供一种浸没式冷却系统100，用于冷却发热部件200。所述发热部件可以为服务器、电子芯片、电池等其他需要进行冷却的装置。所述浸没式冷却系统100包括第一箱体10、第二箱体20、水冷板30、水冷管路40以及水冷系统50。所述第一箱体10用于容纳介电液体(图未示)以浸泡发热部件200。所述介电液体可以但不限于为合成油或氟化液。所述第一箱体10和所述水冷系统50固定设置于所述第二箱体20中。所述水冷板30设置于所述发热部件200上，并用于容纳冷却液(例如水)。所述水冷管路40设置于所述第一箱体10上，并用于容纳冷却液(例如水)。所述水冷系统50与所述水冷板30和所述水冷管路40连接，以对容纳于所述水冷板30的冷却液和容纳于所述水冷管路40中的冷却液进行热交换。

所述第一箱体10包括第一底板11、多个侧板和第一顶板14。所述多个侧板垂直突出于所述第一底板11上，并环绕所述第一底板11的周缘设置。所述第一底板11和所述多个侧板合围形成第一容纳腔101。所述第一顶板14设置于所述多个侧板远离所述第一底板11的同一侧，并可封闭所述第一容纳腔101。本实施方式中，所述多个侧板包括相对设置的两个第一侧板12以及相对设置的两个第二侧板13。

在一些实施方式中，所述第一顶板14和其中一个侧板上设置有相互配合的卡扣结构141，用于在所述第一顶板14封闭所述第一容纳腔101时，使所述第一顶板14和所述侧板固定连接。相互配合的卡扣结构141可以但不限于为相互配合的两个卡钩、相互配合的卡钩和卡槽。本实施方式中，所述第一顶板14相对的两侧均设置有所述卡扣结构141。

两个第一侧板12上均设置有多个第一散热鳍片121。所述第一散热鳍片121位于所述第一箱体10外。每个第一散热鳍片121在所述第一箱体10的高度方向上延伸。所述第一散热鳍片121由导热材料制成，所述第一散热鳍片121的材质可以但不限于为铝。所述发热部件200产生的热量，经所述介电液体传递至所述第一箱体10，再经所述第一散热鳍片121进行散热，实现自然对流换热。两个第一侧板12上设置有第一管路接口122和第二管路接口(图未示)，用于连接管路。

所述水冷板30贴附于所述发热部件200上。所述水冷板30可以但不限于通过导热胶(图未示)固定于所述发热部件200上。

所述水冷管路40设置于所述第二侧板13上并位于所述第一容纳腔101外。在一些实施方式中，所述第一侧板12的边缘以及所述第一底板11的边缘突出于所述第二侧板13外，使得每个第二侧板13与两个第一侧板12和所述第一底板11还合围形成第三容纳腔103。所述水冷管路40容纳于所述第三容纳腔103中。所述水冷管路40包括进水口41和出水口42，所述进水口41以及所述出水口42均贯通所述第一底板11。

在一些实施方式中，所述第一箱体10还包括两个盖板17，每个盖板17设置于所述两个第一侧板12和所述第一底板11位于同一侧的边缘，并可封闭所述第三容纳腔103，以保护容纳于所述第三容纳腔103中的所述水冷管路40。

所述水冷系统50设置于所述第一箱体10外，包括储水箱51、泵52和散热器53。所述储水箱51用于存储冷却液，所述散热器53用于对流经其中的冷却液进行冷却。所述储水箱51包括进水口511和出水口512。

在一些实施方式中，所述散热器53包括壳体531、至少一风扇532和第二散热鳍片(图未示)。所述壳体531用于容纳冷却液。所述壳体531包括进水口5311和出水口5312。本实施方式中，所述进水口5311设置于所述壳体531的底部，所述出水口5312设置于所述壳体531的顶部。所述第二散热鳍片设置于所述壳体531上，并用于将流经所述壳体531中的冷却液的热量排放至环境中。所述至少一风扇532面向所述第二散热鳍片设置，通过所述至少一风扇532进行强制对流，可提高所述散热器53的散热效率。所述至少一风扇532可以固定设置于所述壳体531上或固定设置于所述第二箱体20上。

所述泵52的一端与所述水冷管路40的进水口41连接，所述泵52的另一端与所述储水箱51的进水口511连接，所述储水箱51的出水口512与所述散热器53的进水口5311连接，所述散热器53的出水口5312与所述水冷管路40的出水口42连接，使得所述水冷管路40、所述泵52、所述储水箱51以及所述散热器53组成第一连通回路。所述发热部件200产生的热量，经所述介电液体传递至所述第一箱体10，再经过所述水冷管路40传递至容纳于所述水冷管路40中的冷却液。所述在第一连通回路中，所述泵52将所述水冷管路40中的高温冷却液输送至所述散热器53，通过所述散热器53将热能排放至环境中，然后将冷却后的冷却液送回至所述水冷管路40中，以对容纳于所述水冷管路40中的冷却液进行换热冷却，进而对所述发热部件200进行冷却。

所述泵52的一端还与所述第一管路接口122连接，所述第一管路接口122与所述水冷板30连接，所述泵52的另一端与所述储水箱51的进水口511连接，所述储水箱51的出水口512与所述散热器53的进水口5311连接，所述散热器53的出水口5312与第二管路接口122连接，所述第二管路接口122与所述水冷板30连接，使得所述水冷板30、所述泵52、所述储水箱51以及所述散热器53组成第二连通回路。所述发热部件200产生的热量还通过所述水冷板30传递至容纳于所述水冷板30中的冷却液中。在第二连通回路中，所述泵52将所述水冷板30中的高温冷却液输送至所述散热器53，通过所述散热器53将热能排放至环境中，然后将冷却后的冷却液送回至所述水冷板30中，以对容纳于所述水冷板30中的冷却液进行换热冷却，进而对所述发热部件200进行冷却。

在一些实施方式中，所述水冷系统50包括多个散热器53，所述泵52的一端可通过三通接头(图未示)与所述多个散热器53连通。其中，每个三通接头与两个散热器53连通。

所述第二箱体20包括第二底板21、从所述第二底板21垂直突出的多个第三侧板22以及设置于所述多个第三侧板22远离所述第二底板21一侧的第二顶板23。所述第二底板21和所述多个第三侧板22合围形成第二容纳腔201，所述第二顶板23可封闭所述第二容纳腔201。所述第一箱体10以及所述水冷系统50固定设置于所述第二容纳腔201中，且所述第一散热鳍片121和所述风扇532暴露于所述第二容纳腔201中。所述第三侧板22开设有多个通风孔221，使得所述第一散热鳍片121以及所述水冷系统50散发的热量通过所述多个通风孔221驱散至所述第二箱体20外。在一些实施方式中，所述第一散热鳍片121的位置和所述风扇532的位置分别与相应的通风孔221的位置相对应，使得所述第一散热鳍片121的至少部分以及所述风扇532的至少部分从相应的通风孔221露出，以提高散热效率。

在一些实施方式中，所述第二顶板23的一侧与其中一个第三侧板22转动连接，以方便所述第二顶板23的打开及关闭。本实施方式中，所述第二顶板23和所述第三侧板22通过合页24转动连接。在其他实施方式中，所述第二顶板23和所述第三侧板22还可通过其他方式实现转动连接，例如通过铰链连接实现转动连接。

在一些实施方式中，所述第一顶板14以及所述第二顶板23上均设有把手142，用于供使用者握持。

在一些实施方式中，所述第二顶板23和其中一个第三侧板22上设置有相互配合的卡扣结构231，用于在所述第二顶板23封闭所述第二容纳腔201时，使所述第二顶板23和所述第三侧板22固定连接。相互配合的卡扣结构231可以但不限于为相互配合的两个卡钩、相互配合的卡钩和卡槽。

在一些实施方式中，所述浸没式冷却系统100还包括扰流装置60，所述扰流装置60设置于所述第一容纳腔101的底部。所述扰流装置60可以但不限于为风扇。所述扰流装置60的数量可根据实际需要进行设置。本实施方式中，所述扰流装置60的数量为三个。

本申请提供的浸没式冷却系统100，通过设置于第一箱体10上的第一散热鳍片121进行自然对流散热，通过设置于第一箱体10上的水冷管路40以及水冷系统50进行水冷散热，实现了多种传热机制的散热，提高了散热能力；且所述水冷系统50对所述水冷管路40中的冷却液进行冷却，相较现有具有泵和热交换器的散热系统，本申请的水冷系统50的能耗更低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种浸没式冷却系统，包括用于容纳介电液体以浸泡发热部件的第一箱体，其特征在于，所述浸没式冷却系统还包括多个第一散热鳍片、水冷管路和水冷系统，所述多个第一散热鳍片和所述水冷管路均设置于所述第一箱体上并位于所述第一箱体外，所述水冷管路用于容纳冷却液，所述水冷系统设置于所述第一箱体外并与所述水冷管路连接，所述水冷系统用于对所述水冷管路中的冷却液进行热交换；所述浸没式冷却系统还包括第二箱体，所述第二箱体具有第二容纳腔，所述第一箱体和所述水冷系统固定设置于所述第二容纳腔中，所述第二箱体开设有与所述第二容纳腔连通的多个通风孔，所述多个第一散热鳍片分别从相应的通风孔露出；所述浸没式冷却系统还包括水冷板，所述水冷板设置于所述发热部件上并位于所述第一箱体中，所述水冷板用于容纳冷却液，所述水冷系统还与所述水冷板连接并用于对所述水冷板中的冷却液进行热交换。

2.如权利要求1所述的浸没式冷却系统，其特征在于，所述水冷系统包括储水箱、泵和散热器，所述水冷管路、所述储水箱、所述泵和所述散热器组成第一连通回路，所述水冷板、所述储水箱、所述泵和所述散热器组成第二连通回路。

3.如权利要求2所述的浸没式冷却系统，其特征在于，所述散热器包括壳体、第二散热鳍片和风扇，所述壳体用于容纳冷却液，所述第二散热鳍片设置于所述壳体上，所述风扇面向所述第二散热鳍片设置。

4.如权利要求1所述的浸没式冷却系统，其特征在于，所述第一箱体包括第一底板、第一顶板、相对设置的两个第一侧板和相对设置的两个第二侧板，所述两个第一侧板和所述两个第二侧板突出于所述第一底板上并与所述第一底板合围形成第一容纳腔，所述第一顶板设置于所述两个第一侧板和所述两个第二侧板远离所述第一底板的一侧并可封闭所述第一容纳腔，所述多个第一散热鳍片设置于所述两个第一侧板上并位于所述第一容纳腔外，所述水冷管路设置于所述第二侧板上并位于所述第一容纳腔外。

5.如权利要求4所述的浸没式冷却系统，其特征在于，每个第一侧板的边缘以及所述第一底板的边缘突出于所述第二侧板外，每个第二侧板与两个第一侧板和所述第一底板合围形成第三容纳腔，所述水冷管路容纳于所述第三容纳腔中，所述第一箱体还包括盖板，所述盖板设置于所述两个第一侧板和所述第一底板位于同一侧的边缘并封闭所述第三容纳腔。

6.如权利要求1所述的浸没式冷却系统，其特征在于，所述第二箱体包括第二底板、从所述第二底板垂直突出的多个第三侧板以及第二顶板，所述第二底板和所述多个第三侧板合围形成所述第二容纳腔，所述第二顶板转动设置于一个第三侧板上并可封闭所述第二容纳腔。

7.如权利要求6所述的浸没式冷却系统，其特征在于，所述第二顶板和所述第三侧板上设置有相互配合的卡扣结构。