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TWI694563B - 雙迴路液冷系統 - Google Patents

雙迴路液冷系統 Download PDF

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TWI694563B
TWI694563B TW106133426A TW106133426A TWI694563B TW I694563 B TWI694563 B TW I694563B TW 106133426 A TW106133426 A TW 106133426A TW 106133426 A TW106133426 A TW 106133426A TW I694563 B TWI694563 B TW I694563B
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water
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heat dissipation
head
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TW106133426A
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TW201916281A (zh
Inventor
吳安智
陳志偉
林彥宏
Original Assignee
雙鴻科技股份有限公司
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Publication date
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Priority to US15/788,066 priority patent/US20190093955A1/en
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Abstract

本案係提供一種雙迴路液冷系統，用以供一工作液體流動於其中以進行散熱，其包括一主水冷頭、一第一迴路總成以及一第二迴路總成。該第一迴路總成連接於該主水冷頭的一第一流入口以及一第一流出口，經該主水冷頭形成一冷卻迴路。該第二迴路總成連接於該主水冷頭的一第二流入口以及一第二流出口，經該主水冷頭形成另一冷卻迴路。藉此，將可提高對該主水冷頭的冷卻效率。

Description

雙迴路液冷系統
本案是關於一種液冷系統，特別是一種具有雙迴路設計的液冷系統。
隨著電腦及各式電子產品的快速發展及其所帶來的便利性，已讓現代人養成長時間使用的習慣，但電腦及各式電子產品在被長時間操作的過程中，其產生的發熱量無法相應及時散出的缺點，亦伴隨而來。於是液冷系統因應而生。
傳統的液冷系統包括一水冷頭、一水泵以及一水冷排。但傳統的液冷系統的冷卻效率若要好，水冷排就要做得越大，以得到更多的散熱面積。然而，現在市面上的電子產品皆追求小型化，也間接導致限制了水冷排的體積大小以及設置空間。有鑑於此，傳統的液冷系統仍有改善的空間。
本案之目的在於提供一種液冷系統，以一主水冷頭 為中心，將有工作流體流動於其中的第一迴路總成以及第二迴路總成以雙迴路並聯的方式聯結於該主水冷頭，藉此以大幅提昇對該主水冷頭的散熱效率。
本案提供一種雙迴路液冷系統，用以供一工作液體流動於其中以進行散熱，該雙迴路液冷系統包括：一主水冷頭，具有一共用腔室、一第一流入口、一第一流出口、一第二流入口以及一第二流出口，且該混合腔室流體連通於該第一流入口、該第一流出口、該第二流入口以及該第二流出口；一第一迴路總成，包括一第一管路組、一第一水泵以及一第一散熱裝置，該第一管路組具有相對的兩端部，分別連接於該主水冷頭的該第一流入口以及該第一流出口，其中，該第一管路組流體連通於該第一水泵；以及一第二迴路總成，包括一第二管路組、一第二水泵以及一第二散熱裝置，該第二管路組具有相對的兩端部，分別連接於該主水冷頭的該第二流入口以及該第二流出口，其中，該第二管路組流體連通於該第二水泵；其中，該第一迴路總成中的一部份的該工作液體被該第一水泵推動，經該主水冷頭的該第一流入口流入至該共用腔室，且該第二迴路總成中的另一部分的該工作液體被該第二水泵推動，經該主水冷頭的該第二流入口流入至該共用腔室，藉使該部份的該工作液體與另該部份的該工作液體匯入於該共用腔室後，全部的該工作液體再分別經該主水冷頭的該第一流出口以及該第二流出口，再流回至該第一迴路總成以及該第二迴路總成之中。
於一較佳實施例中，該第一迴路總成更包括一第一副水冷頭，接收來自該主水冷頭的該部份該工作液體，其後，該部份的該工作液體再依序流經該第一散熱裝置以及該第一水泵後，再流回至該主水冷頭；及/或，該第二迴路總成更包括一第二副水冷頭，接收來自該主水冷頭的另該部份的該工作液體，其後，另該部份的該工作液體再依序流經該第二散熱裝置以及該第二水泵後，再流回至該主水冷頭。
於一較佳實施例中，該主水冷頭具有一該主水冷頭熱接觸面積，用以吸收來自外界的一低瓦數熱源，該第一副水冷頭以及該第二副水冷頭各自具有一副水冷頭熱接觸面積，用以吸收來自外界的一高瓦數熱源的熱量，其中，該主水冷頭熱接觸面積的面積小於該副水冷頭熱接觸面積。
於一較佳實施例中，該第一管路組具有四組第一管體，四組該第一管體分別設置於該主水冷頭與該第一副水冷頭之間、設置於該第一副水冷頭與該第一散熱裝置之間、設置於該第一散熱裝置與該第一水泵之間、以及設置於該第一水泵與該主水冷頭之間；及/或，該第二管路組具有四組第二管體，分別設置於該主水冷頭與該第二副水冷頭之間、設置於該第二副水冷頭與該第二散熱裝置之間、設置於該第二散熱裝置與該第二水泵之間、以及設置於該第二水泵與該主水冷頭之間。
於一較佳實施例中，該第一散熱裝置以及該第二散熱裝置皆係為一水冷排，該水冷排包括一水冷排通道、一水冷排入水口、一水冷排出水口以及複數散熱鰭片，其中，該水冷排通道、該水冷排入水口以及該水冷排出水口相互流體連通，該些散熱鰭片熱接觸於該水冷排通道。
於一較佳實施例中，於該第一迴路總成中的該部份的該工作液體先經該水冷排入水口流入至該水冷排通道以進行熱交換之後，該部份的該工作液體再從該水冷排通道經水冷排出水口流出至該第一水泵；及/或，該第二迴路總成中的另該部份的該工作液體先經該水冷排入水口流入至該水冷排通道以進行熱交換之後，該部份的該工作液體再從該水冷排通道經水冷排出水口流出至該第二水泵。
1‧‧‧雙迴路液冷系統
11‧‧‧主水冷頭
11a‧‧‧共用腔室
111‧‧‧第一流入口
112‧‧‧第一流出口
113‧‧‧第二流入口
114‧‧‧第二流出口
12‧‧‧第一迴路總成
125‧‧‧第一管路組
125a~125d‧‧‧第一管體
125a’‧‧‧第二管體
126‧‧‧第一水泵
127‧‧‧第一散熱裝置
127’‧‧‧第一散熱裝置
127a‧‧‧水冷排通道
127b‧‧‧水冷排入水口
127c‧‧‧水冷排出水口
127d‧‧‧散熱鰭片
128‧‧‧第一副水冷頭
128’‧‧‧第二散熱裝置
13‧‧‧第二迴路總成
135‧‧‧第二管路組
135a~135d‧‧‧第二管體
136‧‧‧第二水泵
137‧‧‧第二散熱裝置
137’‧‧‧第二散熱裝置
138‧‧‧第二副水冷頭
A0‧‧‧主水冷頭熱接觸面積
A1‧‧‧副水冷頭熱接觸面積
A2‧‧‧副水冷頭熱接觸面積
圖1係為雙迴路液冷系統的第一實施例的一俯面示意圖。
圖2係為雙迴路液冷系統的第一實施例的散熱裝置的一剖面示意圖。
圖3係為雙迴路液冷系統的第二實施例的一俯面示意圖。
圖4係為雙迴路液冷系統的第三實施例的一俯面示意圖。
圖5係為雙迴路液冷系統的第四實施例的一俯面示 意圖。
首先，本案所指的液冷系統，可利用一工作液體於多個裝置中流動以進行散熱，以將一電子裝置所產生的廢熱帶走，以儘可能降低該電子裝置的溫度。請先參閱圖1，圖1係為雙迴路液冷系統的第一實施例的一俯面示意圖。於本案第一實施例中，本案雙迴路液冷系統1包括一主水冷頭11、一第一迴路總成12以及一第二迴路總成13，並且，第一迴路總成12以及第二迴路總成13各自流體連通於主水冷頭11，以分別對主水冷頭11進行散熱。其中，第一迴路總成12與主水冷頭11共同構成一冷卻迴路，形成於一右側，第二迴路總成13與主水冷頭11共同構成另一冷卻迴路，形成於一左側。
詳細而言，主水冷頭11係由一殼體構成，而主水冷頭11具有一共用腔室11a、一第一流入口111、一第一流出口112、一第二流入口113以及一第二流出口114。其中，共用腔室11a位於該殼體內，第一流入口111、第一流出口112、第二流入口113以及第二流出口114位於殼體的邊緣，也就是，共用腔室11a流體連通於第一流入口111、第一流出口112、第二流入口113以及第二流出口114。
進一步而言，第一迴路總成12包括一第一管路組125、一第一水泵126以及一第一散熱裝置127，第一管路組125流體連通於第一水泵126，第一管路組125係由複數第一管體所組成 (詳如後述)，且第一管路組125具有相對的頭尾兩端部，分別連接於主水冷頭11的第一流入口111以及一第一流出口112，藉此以使第一迴路總成12與主水冷頭11共同形成該冷卻迴路，並使該工作液體得以循環地流動於其中以對主水冷頭11進行散熱。相似地，第二迴路總成13包括一第二管路組135、一第二水泵136以及一第二散熱裝置137，第二管路組135流體連通於第二水泵136，第一管路組125係由複數第一管體所組成(詳如後述)，且第二管路組135具有相對的頭尾兩端部，分別連接於主水冷頭11的第二流入口113以及一第二流出口114，藉此以使第二迴路總成13與主水冷頭11共同形成另一冷卻迴路，並使工作液體得以循環地流動於其中以對主水冷頭11進行散熱。
依照上述結構設計，本案的第一迴路總成12中的一部份的該工作液體被第一水泵126推動，經主水冷頭11的第一流入口111流入至共用腔室11a，且第二迴路總成13中的另一部分的該工作液體被第二水泵136推動，經主水冷頭11的第二流入口113流入至共用腔室11a，第一迴路總成12中的該部份的該工作液體與於第二迴路總成13中另該部份的該工作液體匯入於共用腔室11a混合後，全部的該工作液體再分經主水冷頭11的第一流出口112以及第二流出口114，再流回至第一迴路總成12以及第二迴路總成13之中。如此一來，藉由兩個迴路總成13之設置即能提高對主水冷頭11的散熱效率。除此之外，由於一般電子裝置內提供設置液冷系統的空間並不充裕，因此透過使用多個體積較小的迴路總成(或散 熱裝置)，在安裝上會比使用一個體積較大的迴路總成(或散熱裝置)更為方便。
請合併參閱圖1以及圖2，圖2係為雙迴路液冷系統的第一實施例的散熱裝置的一剖面示意圖。本案的第一散熱裝置127以及第二散熱裝置137皆係為一水冷排，為方便說明起見，本案的圖2的元件符號標示係以第一迴路總成12的第一散熱裝置127作為一例舉。至於第二迴路總成13的第二散熱裝置137則因為相同於第一迴路總成12的第一散熱裝置127，故不再贅述。該水冷排包括一水冷排通道127a、一水冷排入水口127b、一水冷排出水口127c以及複數散熱鰭片127d，其中，水冷排通道127a、水冷排入水口127b以及水冷排出水口127c相互流體連通，多個散熱鰭片127d熱接觸於水冷排通道127a以吸收該工作液體的熱並將熱傳導散逸至外界。詳細而言，於第一迴路總成12中的該部份的該工作液體先經水冷排入水口127b流入至水冷排通道127a以進行熱交換之後，降溫後的工作液體再從水冷排通道127a經水冷排出水口127c流出至第一水泵126。其後，第一水泵126便可將已經降溫後的該工作液體推動至主水冷頭11，準備再次地吸收來自主水冷頭11的熱量。
此外，更一步詳細的結構為，第一管路組125具有三第一管體125a、125c、125d，三第一管體分別為，第一管體125a設置於主水冷頭11與第一散熱裝置127之間、第一管體125c設置於第一散熱裝置127與第一水泵126之間、以及第一管體125d設置於第一水泵126與主水冷頭11之間。相似地，第二管路組135具有三第二管體135a、135c、135d，三第二管體分別為，第二管體135a設置於主水冷頭11與與第二散熱裝置137之間、第二管體135c設置於第二散熱裝置137與第二水泵136之間、以及第二管體135d設置於第二水泵136與主水冷頭11之間。
接者，請參閱圖3，圖3係為雙迴路液冷系統的第二實施例的一俯面示意圖。第二實施例相同於第一實施例之處在於，雙迴路液冷系統1亦包括一主水冷頭11、一第一迴路總成12以及一第二迴路總成13，並且，第一迴路總成12以及第二迴路總成13各自流體連通於主水冷頭11，以分別對主水冷頭11進行散熱，細部相關散熱細節因已詳述如前，於此便不再贅述。第二實施例異於第一實施例者在於，第二實施例的第一迴路總成12更包括一第一副水冷頭128，其接收來自主水冷頭11的該部份該工作液體，其後，該部份的該工作液體再依序流經第一散熱裝置127以及第一水泵126後，再流回至主水冷頭11。如此一來，即具有利用單一個迴路總成來對兩個水冷頭進行散熱的好處。因此，於本實施例中，第一管路組125’具有四組第一管體125a’、125b、125c、125d。四組第一管體分別為，第一管體125a’設置於主水冷頭11與第一副水冷頭128之間、第一管體125b設置於第一副水冷頭128與第一散熱裝置127之間、第一管體125c設置於第一散熱裝置127與第一水泵126之間、以及第一管體125d設置於第一水泵126與主水冷頭11之間當然，本實施例亦可變化為，係為第二迴路總成13增設有一副水冷頭，即第二迴路總成13更包括一第二副水冷頭138，接收 來自主水冷頭11的另該部份的該工作液體，其後，另該部份的該工作液體再依序流經第二散熱裝置137以及第二水泵136後，再流回至主水冷頭11，此亦屬可行之設置，至於詳細細節因相同於第二迴路總成12，於此便不再贅述。
接者，請參閱圖4，圖4係為雙迴路液冷系統的第三實施例的一俯面示意圖。第三實施例相同於第一實施例之處在於，雙迴路液冷系統1亦包括一主水冷頭11、一第一迴路總成12以及一第二迴路總成13，並且，第一迴路總成12以及第二迴路總成13各自流體連通於主水冷頭11，以分別對主水冷頭11進行散熱，細部相關散熱細節因已詳述如前，於此便不再贅述。至於第三實施例異於第一實施例者在於，於第三實施例中，第一迴路總成12更包括一第一副水冷頭128，第二迴路總成13更包括一第二副水冷頭138，藉使於第一迴路總成12中的部份的該工作液體與於第二迴路總成13中的另一部份的該工作液體匯入於主水冷頭11的共用腔室11a混合後，再分經主水冷頭11的第一流出口112以及第二流出口114，再流回至第一迴路總成12的第一副水冷頭128以及第二迴路總成13第二副水冷頭138之中，繼續進行其它部位的降溫。
於第三實施例中，於特別說明的是，主水冷頭11具有一主水冷頭熱接觸面積A0，用以吸收來自外界的一低瓦數熱源，舉例而言，該低瓦數熱源係為一主機板的一運算單元。第一副水冷頭128以及第二副水冷頭138各自具有一副水冷頭熱接觸面積A1、A2，用以吸收來自外界的兩高瓦數熱源的熱量，舉例而言，該高瓦數熱源係為一顯示卡的兩運算單元。其中，副水冷頭熱接觸面積A1、A2大於主水冷頭熱接觸面積A0的面積，藉此，以便於第一副水冷頭128以及第二副水冷頭138更快速地吸取該高瓦數熱源的熱量。
接者，請參閱圖5，圖5係為雙迴路液冷系統的第四實施例的一俯面示意圖。第四實施例相同於第一實施例之處在於，雙迴路液冷系統1亦包括一主水冷頭11、一第一迴路總成12以及一第二迴路總成13，並且，第一迴路總成12以及第二迴路總成13各自流體連通於主水冷頭11，以分別對主水冷頭11進行散熱，細部相關散熱細節因已詳述如前，於此便不再贅述。至於第四實施例異於第一實施例者在於，於第四實施例中，第一/第二散熱裝置127’、137’係為散熱鰭片直接架設於第一/第二管路組125、135上，亦能達到將第一/第二管路組125、135中的工作液體的熱量散出的效果。
綜上所述，本案雙迴路液冷系統透過設置兩個迴路總成，且共同連接於一個主水冷頭，以提高對主水冷頭的散熱效率。並且，由於分成兩個迴路總成，單一散熱裝置的體積即可以減小，而更有安裝空間上的餘裕。除此之外，單個迴路總成可依序對主水冷頭以及副水冷頭進行散熱，同樣地提高了空間使用上的利用率。
上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，以及闡釋本發明之技術特徵，而非用於限制本發明之保護範 疇。任何熟悉本技術者之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍。因此，本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所列。
1‧‧‧雙迴路液冷系統
11‧‧‧主水冷頭
11a‧‧‧共用腔室
111‧‧‧第一流入口
112‧‧‧第一流出口
113‧‧‧第二流入口
114‧‧‧第二流出口
12‧‧‧第一迴路總成
125‧‧‧第一管路組
125a~125d‧‧‧第一管體
126‧‧‧第一水泵
127‧‧‧第一散熱裝置
128‧‧‧第一副水冷頭
13‧‧‧第二迴路總成
135‧‧‧第二管路組
135a~135d‧‧‧第二管體
136‧‧‧第二水泵
137‧‧‧第二散熱裝置
138‧‧‧第二副水冷頭
A0‧‧‧主水冷頭熱接觸面積
A1‧‧‧副水冷頭熱接觸面積
A2‧‧‧副水冷頭熱接觸面積

Claims (5)

  1. 一種雙迴路液冷系統，用以供一工作液體流動於其中以進行散熱，該雙迴路液冷系統包括：一主水冷頭，具有一共用腔室、一第一流入口、一第一流出口、一第二流入口以及一第二流出口，且該共用腔室流體連通於該第一流入口、該第一流出口、該第二流入口以及該第二流出口；一第一迴路總成，包括一第一管路組、一第一水泵、一第一散熱裝置以及一第一副水冷頭，該第一管路組具有相對的兩端部，分別連接於該主水冷頭的該第一流入口以及該第一流出口，其中，該第一管路組流體連通於該第一水泵，且該第一副水冷頭接收來自該主水冷頭的一部份的該工作液體，其後，該部份的該工作液體再依序流經該第一散熱裝置以及該第一水泵後，被該第一水泵推動而經該主水冷頭的該第一流入口流回至該共用腔室；以及一第二迴路總成，包括一第二管路組、一第二水泵、一第二散熱裝置以及一第二副水冷頭，該第二管路組具有相對的兩端部，分別連接於該主水冷頭的該第二流入口以及該第二流出口，其中，該第二管路組流體連通於該第二水泵，且該第二副水冷頭接收來自該主水冷頭的另一部份的該工作液體，其後，另該部份的該工作液體再依序流經該第二散熱裝置以及該第二水泵後，被該第二水泵推動而經該主水冷頭的該第二流入口流回至該共用腔室；其中，該部份的該工作液體與另該部份的該工作液體匯入於該共用腔室後，全部的該工作液體再分別經該主水冷頭的該第一 流出口以及該第二流出口，再流回至該第一迴路總成以及該第二迴路總成之中；其中，該主水冷頭具有一主水冷頭熱接觸面積，用以吸收來自外界的一低瓦數熱源的熱量，該第一副水冷頭以及該第二副水冷頭各自具有一副水冷頭熱接觸面積，用以吸收來自外界的一高瓦數熱源的熱量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雙迴路液冷系統，其中該主水冷頭熱接觸面積的面積小於該副水冷頭熱接觸面積。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的雙迴路液冷系統，其中該第一管路組具有四組第一管體，四組該第一管體分別設置於該主水冷頭與該第一副水冷頭之間、設置於該第一副水冷頭與該第一散熱裝置之間、設置於該第一散熱裝置與該第一水泵之間、以及設置於該第一水泵與該主水冷頭之間，而該第二管路組具有四組第二管體，分別設置於該主水冷頭與該第二副水冷頭之間、設置於該第二副水冷頭與該第二散熱裝置之間、設置於該第二散熱裝置與該第二水泵之間、以及設置於該第二水泵與該主水冷頭之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的雙迴路液冷系統，其中該第一散熱裝置以及該第二散熱裝置皆係為一水冷排，該水冷排包括一水冷排通道、一水冷排入水口、一水冷排出水口以及複數散熱鰭片，其中，該水冷排通道、該水冷排入水口以及該水冷排出水口相互流體連通，該些散熱鰭片熱接觸於該水冷排通道。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的雙迴路液冷系統，於該第一迴路總成中的該部份的該工作液體先經該水冷排入水口流入至該水冷 排通道以進行熱交換之後，該部份的該工作液體再從該水冷排通道經水冷排出水口流出至該第一水泵，而該第二迴路總成中的另該部份的該工作液體先經該水冷排入水口流入至該水冷排通道以進行熱交換之後，該部份的該工作液體再從該水冷排通道經水冷排出水口流出至該第二水泵。
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