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TWI413751B - 一種液態冷卻流體熱交換室 - Google Patents

一種液態冷卻流體熱交換室 Download PDF

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TWI413751B
TWI413751B TW099136467A TW99136467A TWI413751B TW I413751 B TWI413751 B TW I413751B TW 099136467 A TW099136467 A TW 099136467A TW 99136467 A TW99136467 A TW 99136467A TW I413751 B TWI413751 B TW I413751B
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TW
Taiwan
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cooling fluid
cavity
heat exchange
exchange chamber
flow
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TW099136467A
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English (en)
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Inventor
陳建安
陳怡玲
Original Assignee
英業達股份有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/028—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels
    • H10W40/47—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Description

一種液態冷卻流體熱交換室
本發明係有關一種使用冷卻流體之散熱模組，尤其是指一種利用一流阻部使入口管路在進入腔體時流道變小，用來提高散熱裝置之前的流阻，使該冷卻流體得以均勻地流經該散熱裝置。
伺服器等大型電腦設備運作時，散熱不良而使設備故障之問題，係為目前各界亟欲解決之議題，除此之外，以典型資料中心的伺服器在運算所使用的電力為例，通常散熱系統需要消耗相當於一倍的電力，因此當伺服器高密度集中於雲端資料中心，機房甚至需要高達兩倍的額外散熱系統。由此可見，雲端高密度伺服器若未妥善處理散熱問題，將造成伺服器工作不穩定甚至無法運轉、耗費能源、機房無法維持維運品質、增加機房管理成本等議題。
在處理散熱的方式中，使用液態冷卻流體熱交換室即為習知的一種作法，一般習知之液態冷卻流體熱交換室，係利用冷卻流體注入後，流經其中的散熱裝置，進行熱交換來將熱量帶走，以此降低系統熱量。但當冷卻流體注入習知之液態冷卻流體熱交換室時，由於冷卻流體流速較快，冷卻流體往往集中在液態冷卻流體熱交換室之流道的中央部份，而非均勻流經整個液態冷卻流體熱交換室，此狀況使得液態冷卻流體熱交換室中的散熱裝置無法完全被使用，而造成散熱效率較低的情形。
因此目前亟需一種可使該冷卻流體於熱交換室內均勻分佈之液態冷卻流體熱交換室來解決習用技術所產生之問題。
本發明係為一種液態冷卻流體熱交換室，其係利用一流阻部來增加流阻，使該冷卻流體於該容置空間內能均勻分佈。
本發明提供一種液態冷卻流體熱交換室，其係包含：一殼體，具有一腔體，該殼體包含一入口管路及一出口管路，該入口管路用以提供一冷卻流體進入該腔體，該出口管路用以提供該冷卻流體流出該腔體，該冷卻流體沿一流動方向流經該腔體；一散熱裝置，其係設置於該腔體；以及一流阻部，該流阻部設置於於該腔體中靠近該入口管路處，即該流阻部設置在該散熱裝置與該入口管路之間，該流阻部使該入口管路在進入腔體時流道變小，用來提高散熱裝置之前的流阻，使該冷卻流體得以均勻地流經該散熱裝置。
為使　貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，下文特將本發明之系統的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，以使得　審查委員可以了解本發明之特點，詳細說明陳述如下：本發明提供一種液態冷卻流體熱交換室，請參閱圖一，圖一係為本發明之液態冷卻流體熱交換室之側視示意圖，圖二A係為本發明之第一實施例之流阻部示意圖。該液態冷卻流體熱交換室，其係包含：一殼體1、一散熱裝置2以及一流阻部3，該殼體1具有一腔體10，該殼體1包含一入口管路11及一出口管路12，該入口管路11用以提供一冷卻流體0進入該腔體10，該出口管路12用以提供該冷卻流體0流出該腔體10，本實施例中，該出口管路12之口徑大於該入口管路11之口徑，以避免過多氣體積壓在該腔體10內，進而提高該腔體10內的壓力，以及冷卻流體0的沸點，而減弱散熱效果的狀況，該冷卻流體0沿一流動方向00流經該腔體10；該散熱裝置2設置於該腔體10；該流阻部3設置於於該腔體10中靠近該入口管路11處，即該流阻部3設置在該散熱裝置與該入口管路之間，該流阻部3為一凸起結構，該流阻部3使該入口管路11在進入腔體10時流道變小，用來提高散熱裝置2之前的流阻，使該冷卻流體0得以均勻地流經該散熱裝置2。
圖二B係為本發明之第二實施例之流阻部示意圖，圖二C係為本發明之第二實施例之流阻部俯視局部示意圖，該流阻部3包含複數個凸部30，該流阻部3使該入口管路11在進入腔體10時流道變小，用來提高流阻，使該冷卻流體0得以均勻地流經該散熱裝置2。每一凸部30兩側分別具有一第一斜面300以及一第二斜面301，使得相鄰之該凸部30間藉由相對應的第一斜面300形成一漸縮流道302以及藉由相對應的第二斜面301形成一漸開流道303，本實施例利用該凸部30兩側之形狀來更進一步地加大提高散熱裝置2之前的流阻，但凸部30之形狀不以上述為限。
第一實施例與第二實施例之差異在於，第一實施例中僅靠該阻流部3的凸起結構造成流道的縮減，來達到流阻增加的目的與效果，而第二實施例中該漸縮流道302可以進一步增加流阻，同時該漸開流道更可在冷卻流體已經均勻流佈每個流道後，導引流向而加快流速。
此外，於第一以及第二實施例中，該殼體1更包含一底件13，該底件13與一發熱源4熱接觸，該發熱源4之熱量藉由與該底件13之熱接觸而傳至該液態冷卻流體熱交換室，該發熱源可是中央處理單元或是晶片模組，但不以上述為限，且該散熱裝置2亦與該底件13熱接觸，而將熱量傳到該散熱裝置2。本發明中，該流阻部3可設於該容置空間內且於該底件13之上，亦可於該容置空間內且於該殼體之頂面向下設置，該流阻部3之形狀與設置的方向及位置皆不以上述為限。
本發明之液態冷卻流體熱交換室係在腔體10中靠近該入口管路11處設置流阻部3以形成流道面積小於該入口管路11之截面積，使冷卻流體0在流經散熱裝置2之前時可減慢該冷卻流體0的速度，該冷卻流體0得以於該腔體10中分佈均勻，或是更進一步地調整障礙物形狀來增加流阻，以加強該流阻部的效果，使用本發明之液態冷卻流體熱交換室，可使該冷卻流體得以均勻地流經該散熱裝置，提升散熱效率。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以之限制本發明範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，故都應視為本發明的進一步實施狀況。
0．．．冷卻流體
00．．．流動方向
1．．．殼體
10．．．腔體
11．．．入口管路
12．．．出口管路
13．．．底件
2．．．散熱裝置
20．．．板體
21．．．散熱鰭片
3．．．流阻部
30．．．凸部
300．．．第一斜面
301．．．第二斜面
302．．．漸縮流道
303‧‧‧漸開流道
4‧‧‧發熱源
圖一係為本發明之液態冷卻流體熱交換室之側視示意圖。
圖二A係為本發明之流阻之第一實施例示意圖。
圖二B係為本發明之流阻之第二實施例示意圖。
圖二C係為本發明之流阻之第二實施例之俯視局部示意圖。
0‧‧‧冷卻流體
00‧‧‧流動方向
1‧‧‧殼體
10‧‧‧腔體
11‧‧‧入口管路
12‧‧‧出口管路
2‧‧‧散熱裝置
20‧‧‧板體
21‧‧‧散熱鰭片
3‧‧‧流阻部
4‧‧‧發熱源

Claims (4)

  1. 一種液態冷卻流體熱交換室，其係包含：一殼體，具有一腔體，該殼體包含一入口管路及一出口管路，該入口管路用以提供一冷卻流體進入該腔體，該出口管路用以提供該冷卻流體流出該腔體，該冷卻流體沿一流動方向流經該腔體；一散熱裝置，其係設置於該腔體；以及一流阻部，其係設置於腔體，且在該散熱裝置與該入口管路之間，該流阻部使該入口管路在進入腔體時流道變小，該流阻部係包含複數個凸部，每一相鄰的兩凸部形成一流道，該些流道包含一漸縮流道與一漸開流道。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液態冷卻流體熱交換室，其中該出口管路之口徑大於該入口管路之口徑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液態冷卻流體熱交換室，其中該散熱裝置包含一板體以及形成於該板體上之複數個散熱鰭片。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液態冷卻流體熱交換室，其中該殼體更包含一底件，該底件與一發熱源熱接觸，該散熱裝置與該底件熱接觸。
TW099136467A 2010-10-26 2010-10-26 一種液態冷卻流體熱交換室 TWI413751B (zh)

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