[实用新型]液冷模块冷却通道结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种计算机冷却通道结构，属于电子设备结构设计领域。

背景技术

随着微电子技术的飞速发展，电子设备模块的功耗越来越大，传统的风冷技术已经不能满足模块的散热要求。与空气相比，液体的导热系数和比热容要高很多，因此液体冷却是解决大功耗模块冷却散热的一个较佳途径。

对模块采用液体冷却时，一种通用的方式是将冷却液引入模块内部的冷却通道，发热元器件产生的热量传导到模块上，通过模块内部冷却液的循环流动将热量散失。

因此，模块内部冷却通道的结构形式对液体冷却的散热效果有很大的影响。常规的液冷模块冷却通道设计仅考虑了冷却液的循环流动，忽略了冷却液流动路径对模块散热效果的影响，如共轭S型流道，其往往一侧温度较低而另一侧温度较高，无法使低温部分有效覆盖高热量器件，导致散热效果较差。

发明内容

本实用新型提供一种液冷模块冷却通道结构，主要解决了现有技术仅考虑却液的循环流动，忽略了冷却液流动路径对模块散热效果，从而导致整体散热效果较差的问题。

本实用新型的具体技术解决方案如下：

该液冷模块冷却通道结构包括腔体、设置在腔体内的液体流道和设置在腔体两端的液体进口和液体出口，液体流道包括连通的直线流道和至少一个S型流道，直线流道的中心轴与腔体最长边所在的直线平行，S型流道一端与液体进口连通，另一端与直线流道一端连通，直线流道另一端与液体出口连通。

上述直线流道的管道直径为腔体宽度的1/3~1/6。

上述直线流道的管道直径与S型流道的管道直径相等。

上述S型流道为三个，三个S型流道连通。

上述S型流道和直线流道内均设置有分流挡板。

上述分流挡板与其所处的流道中心轴平行。

上述分流挡板为1至5个，若分流挡板为2至5个时，各分流挡板平行设置，且分流挡板在流道换向处断开。

本实用新型的优点在于：

该液冷模块冷却通道结构的冷却液流动路径设计合理，提高了液冷模块的散热效果，降低了冷却液流动阻力，保证了模块温度分布的均匀性。

附图说明

图1为被散热模块结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明散热仿真效果图；

图4为共轭S型流道散热仿真效果图。

具体实施方式

冷却液在模块内部循环流动时，可能有多种不同的流动路径。模块冷却通道设计过程中，应优先考虑CPU等关键元器件的冷却散热效果，综合考虑整个模块温度分布的均匀性。

印制板布局过程中，通常关键元器件如CPU等均布置在印制板的中心位置，便于和其它辅助元器件之间的走线，此类关键元器件热耗散功率大，可靠性要求高；辅助元器件布置在印制板四周，此类元器件功耗相对较小，且靠近模块边缘，其上热量可以通过模块锁紧条和机架导轨传递到外部环境进行冷却散热，传热路径短，散热效果好。一种典型的印制板布局方式如图1所示。

针对上述印制板布局方式，提出本实用新型模块冷却通道设计方案的具体实施例，如图2所示。

该液冷模块冷却通道结构包括腔体、设置在腔体内的液体流道和设置在腔体两端的液体进口和液体出口，液体流道包括连通的直线流道和至少一个S型流道，直线流道的管道直径为腔体宽度的1/3~1/6，该数据是考虑到一般被散热物体结构确定，具体尺寸应以被散热的模块确定，而直线流道的管道直径与S型流道的管道直径一般相等，但也可以根据流量设计为不同尺寸。

直线流道的中心轴与腔体最长边所在的直线平行，S型流道一端与液体进口连通，另一端与直线流道一端连通，直线流道另一端与液体出口连通；S型流道可以选择为三个，也可以为多个，各个S型流道连通。

为了进一步提高散热效果，可以在S型流道和直线流道内均设置有分流挡板，分流挡板与其所处的流道中心轴平行，分流挡板的个数应为1至5个，若分流挡板为2至5个时，各分流挡板平行设置，且分流挡板在流道换向处断开。

入口温度较低的冷却液直接流进模块中间冷却功耗较大的关键元器件，然后通过模块边缘流出，同时冷却功耗相对较小的辅助元器件。该种新型冷却通道结构形式能够很好的保证关键元器件的冷却散热效果和整个模块温度分布的均匀性。

将该种新型冷却通道结构形式与另一种冷却通道结构形式进行仿真对比，冷却散热效果如图3和图4所示。由图可以看出，采用新型冷却通道结构形式以后，模块内部冷却液最高温度降低约5℃，关键元器件对应的冷却通道中间位置温度分布更加均匀。