一种电源沉浸式液冷装置和方法与流程

allin2025-03-28  22


本发明涉及电元器组件的冷却,尤其涉及一种电源沉浸式液冷装置和方法。


背景技术:

1、当前国家对数据中心机房的pue(功耗比)指标要求严格,对于电子产品来说,液冷散热方案可以有效降低pue值而达到更加节能的效果。对电子产品来说(本方案以服务器为例,包括但不限于此),服务器的液冷部件当前主要集中于cpu、dimm(内存)、hdd等部件,电源散热仍为主流的风冷散热方式,急需优化已达到更好的pue(功耗比)指标。电源内部结构错综复杂,热源分布分散,内部空间紧凑,无法使用传统的冷板散热解决所有热源温度问题。

2、电源液冷方案当前量产很少,且多为冷板式散热,这种方式需要重新设计电源结构,使得热源器件可以直接接触冷板,将热量传递至冷板而达到散热需求,而传统已开发电源则无法使用而造成资源浪费。


技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题,本发明提出一种电源沉浸式液冷装置和方法。

2、本发明提出的一种电源沉浸式液冷装置,包括外壳以及设置在所述外壳内的电子元件,所述外壳具有密封腔,所述电子元件设置在所述密封腔内,所述电子元件与所述密封腔的内壁之间形成散热腔,所述散热腔内填充有冷却液,所述外壳外设有液冷冷板,所述外壳上设有振动件,所述振动件带动所述散热腔中的冷却液流动。

3、需要说明的是冷却液可以为现有技术中的改性硅油、氟化液等,在电源外壳的散热腔中填充冷却液,不需要设置进液管和出液管与散热腔连通,通过振动件带动冷却液在散热腔中流动进而使冷却液相对液冷冷板流动实现对冷却液的热交换冷却,优选地,所述振动件为声波激发器,进而不需要带动电子元件的振动,且声波激发器带动冷却液流动的速度相对较大。

4、优选地,可以根据散热腔中冷却液的温度调整该振动器振动频率,进而根据冷却液的温度调节散热效率。具体地,所述散热腔内设有用于检测所述冷却液温度的温度传感器,还包括控制器,所述温度传感器和所述振动件均与所述控制器连接,所述温度传感器将其检测到的冷却液的温度传输至所述控制器上,所述控制器根据所述温度传感器检测的温度控制所述振动器动作。当电源使用时,电源产生热量,电源内部冷却液温度随之升高,电源内部温度传感器温度升高,达到阈值a时,声波激发器激活,声波激发器激活,发射一定频率的声波,使得冷却液内部流动,温度传感器温度如继续上升至阈值b时,声波激发器可自动加大声波频率,从而加大散热效率,即声波激发器频率可根据温度传感器温度自动调节,冷却液将温度传递至电源上盖并传递至液冷冷板进而实现对冷却液的冷却效果。

5、为了进一步增大液冷冷板对优选地,液冷冷板设置在所述外壳的上方,一般情况下电池的外壳的上表面和下表面的表面积最大,为了增大冷却效果,所述液冷冷板与所述外壳之间设有导热层。

6、优选地,所述导热层包括导热硅脂层、导热凝胶层、导热垫中的至少一种。

7、一般情况下外壳把控下壳体和上盖,下壳体具有安装槽,电源的电子元件安装在安装槽内,上盖概设在下壳体上形成密封腔,由于散热腔中的液体不可能全部填满,冷却液的高度小于密封腔的高度,部分散热腔的上顶面表面并未与冷却液直接接触,且这样的改进使在声波发生器带动冷却液流动过程中避免散热腔中压强增大,但是这样的结构设置在一定程度上降低了液冷冷板对冷却液的热交换效率,为了增大换热效率,在一些实施例中可以在外壳上盖上设置导热柱,导热柱具有延伸至冷却液内的部分,为了减小导热柱对冷却液流动的阻力,该导热柱竖向转动转动安装在上盖上。

8、为了进一步增大换热效率,导热柱上具有换热通道,导热柱上开有进液孔和出液孔,进液孔位于冷却液内,出液孔位于冷却液液面的上方。

9、为了进一步增大换热效率优选地,所述冷却液中设有导热件,所述导热件可以随冷却液流动,进而便于均匀冷却液的温度。

10、为了进一步增大换热效率,优选地,所述导热件的外部具有毛细吸附孔,在冷却液流动的过程中进一步增大冷却液温度均匀的效果。在一些实施例中优选地,所述导热件为烧结金属粉末制成。

11、为了增大导热效率,在一些实施例中优选地,所述导热件包括导热块,所述导热块上开有毛细孔,导热块为金属材料制成,所述导热块外设有漂浮件,所述漂浮件的密度小于所述冷却液的密度,进而保证导热件可以随冷却液流动而移动,外壳内的电子元件一般设置外壳的下方的内表面,进而使冷却液下方的温度相对较高,由于液体从温度较高的部分流动至温度较低部分,进而使导热块在漂浮件的作用下向上移动,且当导热块漂浮在冷却液的最上方时,毛细孔的一端位于液面下方,毛细孔的另一端位于液面上方或与外壳的上方的板材(上盖)接触,由于温度差或压差使毛细孔中的温度较高的液体流至外壳上方的板材,进而增大热交换效率。

12、优选地,该毛细孔包括横向毛细孔和竖向毛细孔,所述竖向毛细孔为通孔且设有多组,横向毛细孔横向开设在导热块上,且横向毛细孔将任意相邻的两个竖向毛细孔连通。

13、优选地,所述导热块为金属材料制成,所述漂浮件为塑料制成的中空结构,所述漂浮件设有多组,且多组所述漂浮件周向分布在所述导热块外周。

14、一种电源沉浸式液冷方法,在电源外壳的密封腔中填充冷却液,电源外壳外设置液冷冷板,通过振动件振动密封腔中冷却液使冷却液流动并与液冷冷板热交换。

15、本发明中,所提出的电源沉浸式液冷装置和方法,通过电源浸没式液冷以及液冷板式液冷方案,电源的外壳不需要设置额外的进水口和出水口,通过振动件实现外壳内的冷却液的流动目的,将电源漏液风险降值最低,安全性能高;进一步地,由于冷却液不能完全填充散热腔,为了保证冷却液与液冷冷板的热交换效率,优选地,在冷却液中加入导热件进一步增大电源冷却效果。

16、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



技术特征:

1.一种电源沉浸式液冷装置,包括外壳(1)以及设置在所述外壳(1)内的电子元件,其特征在于,所述外壳(1)具有密封腔,所述电子元件设置在所述密封腔内,所述电子元件与所述密封腔的内壁之间形成散热腔,所述散热腔内填充有冷却液,所述外壳(1)外设有液冷冷板(2),所述外壳(1)上设有振动件(3),所述振动件(3)带动所述散热腔中的冷却液流动。

2.根据权利要求1所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述振动件(3)为声波激发器。

3.根据权利要求1所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述散热腔内设有用于检测所述冷却液温度的温度传感器(4),还包括控制器(8),所述温度传感器(4)和所述振动件(3)均与所述控制器(8)连接,所述温度传感器(4)将其检测到的冷却液的温度传输至所述控制器(8),所述控制器(8)根据所述温度传感器(4)检测的温度控制所述振动器动作。

4.根据权利要求1所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述液冷冷板(2)设置在所述外壳(1)的上方,所述液冷冷板(2)与所述外壳(1)之间设有导热层(5)。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述冷却液中设有导热件(7),所述导热件(7)可以随冷却液流动。

6.根据权利要求5所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述导热件(7)具有毛细吸附孔。

7.根据权利要求6所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述导热件(7)为烧结金属粉末制成。

8.根据权利要求6所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述导热件(7)包括导热块(70),所述导热块(70)上开有毛细孔(700),所述导热块(70)外设有漂浮件(71),所述漂浮件(71)的密度小于所述冷却液的密度。

9.根据权利要求8所述的电源沉浸式液冷装置,其特征在于,所述导热块(70)为金属材料制成,所述漂浮件(71)为塑料制成的中空结构,所述漂浮件(71)设有多组,且多组所述漂浮件(71)周向分布在所述导热块(70)外周。

10.一种电源沉浸式液冷方法,其特征在于,在电源外壳(1)的密封腔中填充冷却液,电源外壳(1)外设置液冷冷板(2),通过振动件(3)振动密封腔中冷却液使冷却液流动并与液冷冷板(2)热交换。


技术总结
本发明公开了一种电源沉浸式液冷装置和方法,该装置包括外壳以及设置在所述外壳内的电子元件,所述外壳具有密封腔,所述电子元件设置在所述密封腔内,所述电子元件与所述密封腔的内壁之间形成散热腔,所述散热腔内填充有冷却液,所述外壳外设有液冷冷板,所述外壳上设有振动件,所述振动件带动所述散热腔中的冷却液流动。本发明通过电源浸没式液冷以及液冷板式液冷方案,电源的外壳不需要设置额外的进水口和出水口,通过振动件实现外壳内的冷却液的流动目的,将电源漏液风险降值最低,安全性能高。

技术研发人员:汪玲,汪海兵,鞠荣荣,钟运栓,陶方强,唐道光
受保护的技术使用者:百信信息技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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