一种基于脉动流的电脑水冷系统技术方案

本发明专利技术涉及散热系统领域，具体涉及一种基于脉动流的电脑水冷系统。包括一体化水冷箱、监控系统，一体化水冷箱包括一体成型的储液腔、导流腔、制冷腔、散热腔、直流水泵，制冷腔和散热腔通过绝热隔板隔离，半导体制冷片的热端面面向散热腔并与散热翅片贴合，冷端面与嵌入绝热隔板的冷翅片基板贴合，冷翅片基板上设有伸入制冷腔内的冷翅片，散热翅片上设有风扇；监控系统包括有控制直流水泵和半导体制冷片的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱动直流水泵生成脉动流。半正弦方式驱动直流水泵产生脉动流，方式简便，散热效率高，避免水流通路中杂质的堆积；一体化结构安装方便，漏水可能性小，可靠性高；对漏水、温度进行多方面监控，系统进行多方位保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种散热系统，特别是一种基于脉动流的电脑水冷系统。
技术介绍
随着半导体技术的发展，芯片的集成度越来越高，单位面积上集成的电子元器件越多，发热量也就越大，大量的热分布在较小的表面，对芯片的可靠性产生很大的威胁。因此芯片的散热显得格外重要。目前的电脑CPU功率越来越大，已经达到一百多瓦，超频玩大型游戏的玩家更是让CPU“发烫”，为了使用电脑顺畅和延长芯片寿命，高效的散热必不可少。电脑散热主要有风冷、热管、水冷等方法，目前大多数电脑利用风冷。热管一般用于笔记本，同时要结合风冷同时使用。水冷用的比较少，主要是一些超频玩家或者大型游戏玩家用水冷。这些方法各有优缺点，现在就台式机常用的风冷和水冷进行比较。风冷占用空间小，但是散热效率低，噪声大，与CPU直接贴扣风扇的震动对CPU和主板不利；水冷散热效果好、噪声小，但是需要泵、冷排、多根水管，导致占用空间大，多管路万一漏水将会导致主板短路甚至烧坏。此外，也有用半导体制冷片直接为CPU散热的，但当半导体制冷片冷端温度低于环境温度时，其表面易结霜，这对于CPU和电脑主板来说是致命的。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种一体化散热效率高的基于脉动流的电脑水冷系统。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于脉动流的电脑水冷系统，包括一体化水冷箱、监控系统；一体化水冷箱包括一体成型的储液腔、导流腔、制冷腔、散热腔、直流水泵，储液腔
与导流腔之间通过限流孔连通，导流腔与制冷腔之间通过导流孔连通，散热腔通过绝热隔板与制冷腔隔离；绝热隔板中镶嵌有半导体制冷片；半导体制冷片的热端面面向散热腔并与散热翅片贴合，其冷端面与嵌入绝热隔板的冷翅片基板贴合，冷翅片基板上设有伸入制冷腔内的冷翅片，散热翅片上设有风扇；直流水泵进水口连通制冷腔；储液腔设置有进水孔，直流水泵出水口作为系统出水孔；监控系统包括有控制直流水泵和半导体制冷片的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱动直流水泵生成脉动流。导流孔使水从冷翅片的一端进入制冷腔，水在制冷腔内保持流动状态，避免冷水在冷翅片表面边界层附着不动状态，保证了进入制冷腔的水都可以充分冷却；脉动流通过监控系统生成半正弦波形驱动直流水泵产生，脉动流场下比定常流场具有更加优越的热量传递特性，同时可以避免水流通路中杂质的堆积。进一步的，本系统包括有水冷头，水冷头通过水管与一体化水箱的进水孔和出水孔连接，可根据不同散热需要更换不同的水冷头，满足散热需求。进一步的，绝热隔板上在半导体制冷片周围设置有导线槽，导线槽便于半导体制冷片与其它部件连接，也可方便设置其它部件。进一步的，半导体制冷片与散热翅片和冷翅片基板的贴合面均涂有导热硅脂，减少界面间的热阻；半导体制冷片、冷翅片基板、绝热隔板间缝隙填充有密封胶，绝热隔板与冷翅片基板之间还设有密封圈，保证半导体制冷片冷端面的气密性，同时防止冷翅片板面暴漏在散热腔使其结霜。进一步的，监控系统还包括与MCU连接的流量计、第一湿度传感器、第二湿度传感器、温度传感器、控制面板；第一湿度传感器设置于导线槽内，第二湿度传感器设置于水冷头处，温度传感器设置于制冷腔内，流量计检测直流水泵和水冷头间的水流量，MCU通过串口与上位机连接。如果半导体制冷片上结霜形成水珠，水珠必定流进导线槽内，第一湿度传感器能及时通过MCU控制半导体制冷片断电；当检测到漏水情况、制冷腔水温过高、直流水泵水流量异样时，
可以通过MCU发出报警提醒，提示电脑操作者关闭电脑。控制面板上设置有显示屏和调节旋钮或按钮，方便显示系统工作状态和控制系统，MCU控制直流水泵进行脉动流频率监测与调节，上位机软件可安装配套软件，软件具有读取CPU内核温度和控制电脑关机功能，方便控制水冷系统。水从储液腔通过限流孔进入导流腔，再经导流孔进入制冷腔。在制冷腔内水与冷翅片充分接触，降温，冷水通过直流水泵、流量计和水管进入外界的水冷头，对流换热带走电脑部件产生的热量。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、半正弦方式驱动直流电机产生脉动流，方式简便，脉动流场下比定常流场具有更加优越的热量传递特性，同时可以避免水流通路中杂质的堆积。2、半导体制冷和风冷混合使用，提高水流冷却效率。3、水冷箱一体化结构安装方便，漏水可能性小，可靠性高。4、对漏水、温度进行多方面监控，系统进行多方位保护。附图说明图1为本专利技术的原理结构示意图；图2为本专利技术的一体化水冷箱结构图；图3为本专利技术的冷翅片和热翅片结构剖面图；图4为本专利技术的绝热隔板示意图；图5为本专利技术的控制系统示意图。图中标记：1为进水孔，2为储液腔，3为导流孔，4为导流腔，5为限流孔，6为控制板，7为显示屏，8为调节旋钮，9为流量计，10为直流水泵，11为固定孔，12-2为冷翅片，12-1为冷翅片基板，13为温度传感器，14为绝热隔板，15为散热翅片，16为风扇，17为密封胶，18为半导体制冷片，18-1制冷片导
线，19为制冷腔，20为密封圈，21为水箱壁，22为第一湿度传感器，23为导线槽。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一种基于脉动流的电脑水冷系统，如图2所示，包括一体化水冷箱、监控系统，特征在于，一体化水冷箱包括一体成型的储液腔2、导流腔4、制冷腔19、散热腔、直流水泵10，储液腔2与导流腔4之间通过限流孔5连通，导流腔4与制冷腔19之间通过导流孔3连通，散热腔通过绝热隔板14与制冷腔隔离；绝热隔板14中镶嵌有半导体制冷片18；半导体制冷片18的热端面面向散热腔并与散热翅片15贴合，其冷端面与嵌入绝热隔板14的冷翅片基板12-1贴合，冷翅片基板12-1上设有伸入制冷腔19内的冷翅片12-2，散热翅片15上设有风扇；直流水泵10进水口连通制冷腔19；储液腔2设置有进水孔1，直流水泵10出水口作为系统出水孔；监控系统包括有控制直流水泵10和半导体制冷片18的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱动直流水泵10生成脉动流。本系统还包括有水冷头，水冷头通过水管与一体化水箱的进水孔和出水孔连接。本系统中所有未说明的隔板都是有机玻璃，有机玻璃之间用氯仿粘合。限流孔与导流孔为方形，导流孔可设置多个。普通家用台式电脑机箱一般至少有三个光驱位，除了放置光驱外，剩余两个光驱位基本闲置，本专利技术的水冷箱尺寸正式以双光驱位尺寸为基准的。水冷箱的外观整体尺寸为145mm×82mm×71mm，储液腔2尺寸为42mm×100mm×56mm，导流腔3的尺寸为41mm×15mm×71mm，制冷腔19尺寸为76mm×60mm×71mm，
散热腔尺寸76mm×20mm×71mm，控制面板6尺寸为145mm×76mm×5mm。导流腔4上开有三个矩形导流孔4，尺寸都是7mm×56mm。冷翅片12与水接触的总面积为57288mm2。绝热隔板14上在半导体制冷片18周围设置有导线槽23，导线槽23内设置有密封圈20。半导体制冷片18与散热翅片15和冷翅片基板12-1的贴合面均涂有导热硅脂。半导体制冷片18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于脉动流的电脑水冷系统，包括一体化水冷箱、监控系统，其特征在于，一体化水冷箱包括一体成型的储液腔、导流腔、制冷腔、散热腔、直流水泵，储液腔与导流腔之间通过限流孔连通，导流腔与制冷腔之间通过导流孔连通，散热腔通过绝热隔板与制冷腔隔离；绝热隔板中镶嵌有半导体制冷片；半导体制冷片的热端面面向散热腔并与散热翅片贴合，其冷端面与嵌入绝热隔板的冷翅片基板贴合，冷翅片基板上设有伸入制冷腔内的冷翅片，散热翅片上设有风扇；直流水泵进水口连通制冷腔；储液腔设置有进水孔，直流水泵出水口作为系统出水孔；所述监控系统包括有控制直流水泵和半导体制冷片的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱动直流水泵生成脉动流。

【技术特征摘要】
1.一种基于脉动流的电脑水冷系统，包括一体化水冷箱、监控系统，其特征在于，一体化水冷箱包括一体成型的储液腔、导流腔、制冷腔、散热腔、直流水泵，储液腔与导流腔之间通过限流孔连通，导流腔与制冷腔之间通过导流孔连通，散热腔通过绝热隔板与制冷腔隔离；绝热隔板中镶嵌有半导体制冷片；半导体制冷片的热端面面向散热腔并与散热翅片贴合，其冷端面与嵌入绝热隔板的冷翅片基板贴合，冷翅片基板上设有伸入制冷腔内的冷翅片，散热翅片上设有风扇；直流水泵进水口连通制冷腔；储液腔设置有进水孔，直流水泵出水口作为系统出水孔；所述监控系统包括有控制直流水泵和半导体制冷片的MCU，MCU产生半正弦波形信号驱动直流水泵生成脉动流。2.根据权利要求1所述的一种基于脉动流的电脑水冷系统，其特征在于，还包括有水冷头，水...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐尚龙，张晓飞，汤文杰，王瑞甫，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51