關(guān)于“雙冷卻降溫機制”的降溫散熱設(shè)備的研究

侯江霖 姚興 黃詩婷 李征濂 黃柳婷

摘要：作為計算機最重要的部分之一，處理器決定著計算機的運算性能。如何將處理器散發(fā)的熱量吸收、將多余熱量及時散發(fā)，從而保證計算器處理器能在最合適的溫度狀態(tài)下工作，散熱設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。但傳統(tǒng)計算機的散熱設(shè)備存在有效功率低、壽命低、風(fēng)扇噪聲高、易故障等缺點，研發(fā)一款節(jié)能、高效、靈活、耐用的新型計算機降溫散熱設(shè)備對于“萬物互聯(lián)”時代的發(fā)展有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：計算機;散熱設(shè)備;“雙冷卻降溫機制”;高效;耐用;靈活;節(jié)能

中圖分類號：TP303?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）08-0043-01

1?概述

“萬物互聯(lián)”時代有著大量信息數(shù)據(jù)流通計算，針對目前的計算機處理器發(fā)熱特點和升級換代特征，目前計算機行業(yè)面臨著如何解決高功率密度下的散熱冷卻問題;此外，日益增強的計算機運算性能也對散熱設(shè)備提出了新的要求，傳統(tǒng)散熱設(shè)備不能全面適應(yīng)計算機升級后的散熱需求和其他功能性需求，從而研發(fā)一款高效、低噪、靈活、耐用的計算機降溫散熱設(shè)備十分必要。

計算機降溫散熱設(shè)備的核心作用就是對計算機處理器進行熱量吸收和冷卻散熱，確保計算機處理器能在適宜的溫度下運行。計算機處理器運行中會散發(fā)大量的熱量，導(dǎo)致計算機內(nèi)部溫度過高，從而影響正常運轉(zhuǎn)，引起卡頓、強制重啟、數(shù)據(jù)丟失、硬件燒毀等運行問題和硬件損傷。因此，必須對計算機處理器進行有效的降溫散熱處理，保證計算機處理器能在合適的溫度下運行。

《基于“雙冷卻降溫機制”的降溫散熱設(shè)備》項目的大致技術(shù)原理為：根據(jù)“雙冷卻降溫機制”：采用液體吸熱、氣體冷卻的雙重冷卻降溫方式，通過冷卻液吸收處理器散發(fā)的熱量，利用散熱液冷板以及散熱液冷板后端固定的散熱片和導(dǎo)流管，將熱量導(dǎo)出至散熱液冷板端均勻分布設(shè)置的散熱片，以風(fēng)扇運行的氣流帶走散熱片的熱量。通過與傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱設(shè)備對比，“雙冷卻”散熱設(shè)備在計算機處理器50%負荷情況下，散熱效果提升38.2%，在75%負荷時散熱效果提升49.3%。

2?核心技術(shù)

本雙冷卻降溫設(shè)備，包括液冷結(jié)構(gòu)、液冷箱和冷風(fēng)扇，所述液冷結(jié)構(gòu)后端通過支撐桿固定液冷箱，且液冷箱中部開設(shè)有冷風(fēng)空腔，冷風(fēng)空腔內(nèi)部通過支座固定有冷風(fēng)扇，且冷風(fēng)扇后端的液冷箱上固定有網(wǎng)板，液冷箱上方開設(shè)的凹槽內(nèi)部固定有微型水泵，且微型水泵通過輸送管道與液冷結(jié)構(gòu)上開設(shè)的液冷板進液口相連通，并且液冷結(jié)構(gòu)下端開設(shè)的液冷板出液口通過管道與液冷箱相連通;所述液冷結(jié)構(gòu)包括散熱液冷板、散熱片和導(dǎo)流管，且散熱液冷板內(nèi)部通過設(shè)置的四個隔板間隔成五組液冷液暫存腔，散熱液冷板后端設(shè)置有導(dǎo)流管，且導(dǎo)流管側(cè)面的散熱液冷板后側(cè)均勻焊接有散熱片。

所述液冷結(jié)構(gòu)上設(shè)置的散熱液冷板以及散熱液冷板后端固定的散熱片和導(dǎo)流管均為鋁材質(zhì)構(gòu)成，且散熱液冷板端設(shè)置的散熱片均勻排列布置，同時散熱液冷板后端設(shè)置的導(dǎo)流管與液冷箱后端之間間隔為1—5cm。

3?特色和創(chuàng)新點

3.1設(shè)備特色。

（1）液冷結(jié)構(gòu)配合風(fēng)冷結(jié)構(gòu)形成雙冷卻降溫，冷卻效果更好，并且在風(fēng)扇液冷水泵一組損壞的情況寫，服務(wù)器等電子設(shè)備就不會因CPU過熱而出現(xiàn)故障;

（2）液冷結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的液冷液暫存腔間隔開來，并且通過后側(cè)伸出的鋁管道連通，形成散熱液冷板內(nèi)部液體的循環(huán)，同時減少了冷卻液泄露的風(fēng)險，并且后端安裝的風(fēng)機運行帶動空氣流動，使得鋁管快速冷卻，散熱效果好，而液冷結(jié)構(gòu)后側(cè)設(shè)置散熱片，增加空氣與散熱液冷板接觸，提高換熱效果;

（3）采用在液冷箱內(nèi)側(cè)設(shè)置凸塊，增加液冷箱與空氣的接觸增加換熱，提高換熱效果，液冷箱進行降溫。

3.2設(shè)備創(chuàng)新點。

（1）采用雙重散熱模塊，有著運行安全性好的優(yōu)點，能有效防止因某一部分制冷系統(tǒng)失效帶來的設(shè)備高溫損壞。

（2）采用雙冷卻機制較傳統(tǒng)冷卻方式大幅提高了散熱效率，也降低了使用能耗。在同樣體積下具有更好的散熱能力。

（3）大幅減少機械結(jié)構(gòu)。散熱鰭片和風(fēng)扇的配合較傳統(tǒng)冷卻方式噪聲更小，改善了機房的工作環(huán)境;同時較之傳統(tǒng)液冷散熱的冷管結(jié)構(gòu)，一體化液冷箱大幅降低漏液風(fēng)險。

（4）采用了模塊化設(shè)計，大大減少了安裝和維護的工作難度，也能更好地滿足客戶的不同需求，方便后續(xù)的改造升級。

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