[发明专利]水冷散热系统及水冷头

说明书

本发明提供一种水冷散热系统及水冷头。该系统包含循环输送一液体的一泵及水冷头。该水冷头包含一底部、一第一腔室及一第二腔室。底部用以接触一电子元件。第一腔室与第二腔室形成于底部的上方并相互隔离。第一腔室具有对外流体连通的一第一入口与一第一出口，第一入口流体连通于泵，用以输入液体至第一腔室。第二腔室具有对外流体连通的一第二入口与一第二出口，第二入口流体连通于第一出口，用以输入液体至第二腔室。液体流动于两腔室，且电子元件的热量将经由底部而被位于两腔室内的液体吸收，并分别经由该液体由第一出口与第二出口流出以释放。本发明能够避免水冷头中的热量过度累积。

技术领域

本发明是有关于一种水冷散热系统及水冷头，尤其是有关于一种应用于一电子装置中并具有一至多个水冷头的水冷散热系统及该水冷头。

背景技术

在科技的进步与普及下，各种电子装置或电脑设备早已成为人们日常生活中不可或缺的角色，例如笔记型电脑、桌上型电脑、网络服务器等。一般来说，这些产品的内部的电子元件在运作时都会提升温度，而高温容易造成元件的损坏。因此，散热机制便是这些电子产品相当重要且必需的设计。一般的散热设计除了以风扇提供气流作对流冷却，或是以特殊材质的散热单元进行贴附而产生传导降温之外，水冷式机制亦是一种有效而常见的散热设计。

水冷式散热的原理简单来说，一般是以液体(例如水或冷却剂)作为散热媒介，并利用一个持续运作的泵在所应用的系统内形成不断的循环。液体在密闭的管路内流动，而这些管路则分布至系统内的各电子元件(例如中央处理单元)的表面上。当温度相对较低的液体流经这些温度相对较高的电子元件时，便会吸收其热量以减缓其温度的升高。接着，再随着管路对外界或其它散热机制进行热交换来释放热量以降低液体的温度，并再使液体重新回到系统内进行循环与散热。

由于一般电子装置或电脑设备的机体内部空间有限，且水冷式散热须具有管路的流进与流出的设计，而管路的弯曲又会造成水压阻抗而不易流动，故如何于其系统内设计管路的路径便是其水冷式技术的重要课题。

详细来说，为有效利用每一次循环的散热效果，水冷式的管路通常会在系统内被设计成同时接触多个热源(即电子元件)。请参见图1，为现有技术的一水冷式架构100的俯视示意图。该架构100设有四个水冷头11～14(其内形成有腔室与水道，通常以铜或铝制成)以分别对应四个待散热的电子元件15～18。各水冷头11～14的面积可对应各电子元件15～18的尺寸，且各电子元件15～18可于各水冷头11～14的下方形成接触。

如图1所示，其中箭号代表一液体的流动方向，且该架构100的四个水冷头11～14为串联设计，也就是一泵10输送的该液体输进其中的第一个水冷头11并输出后，才会再进入下一个连接的水冷头12中，依此类推。可理解的是，液体进入该水冷头11时是具有相对较低的温度，因此能形成较好的散热效果。然而，液体从第一个水冷头11吸收并带走的热量不会被实时释放，而是会继续带往下一个水冷头12，甚至于是第三、第四个水冷头13、14之中。

在此情况下，连接顺序愈是后段的水冷头在液体的连续吸热后所累积的热量将是最高的，也就是其散热效果将是最差的。举例来说，若图1中的每一个水冷头的吸热能力是相同的摄氏4度，在前三个水冷头11～13同时吸热下，所串联的最后一个水冷头14可简单地线性计算成将会升温摄氏16度，而这已可能造成电子元件的过热与损坏。可理解的是，若此种管路所串联的水冷头愈多，其热量累积的情形会更严重。

是以，如何解决此一现有技术的问题便为本发明发展的主要目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种水冷散热系统及水冷头，其中水冷散热系统具有一或多个水冷头，且每一水冷头具有至少两相互隔离的腔室，其中一腔室内的液体在循环一开始之时便会带走所吸收的热量，因而能避免造成热量过度累积。