【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电子设备冷却装置和运行方法,具体涉及一种面向多散热芯片定点冷却的金属相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的制冷设备和运行方法。
技术介绍
随着电子、信息产业的发展,各种电子设备,如通讯、计算、金融等行业服务器处理能力的加强,处理数据量的增多,服务器的功耗也明显增加,装载服务器的机柜作为热源,其散热量已经从几千瓦达到了数十千瓦的级别,并呈持续快速增长趋势,传统的空调机房加风冷的冷却形式已经不能够很好的解决这样的散热问题或散热空调能耗巨大。为此,需要新的电子设备高效冷却装置。然而,芯片散热功率经常会发生突变,通常在毫秒级,如果散热装置或方法无法对此做出迅速的响应,将会导致芯片温度迅速上升,而温度骤然变化对于芯片的工作性能同样也是不利的。 如上所述,大功率电子设备冷却面临两个难题:1.如何大幅降低为冷却电子设备而产生的巨大能耗? 2.如何解决芯片温度随时可能迅速上升所带来的快速散热难题,且3.芯片表面温度还不能过低以免产生冷凝水、危害电子设备的安全。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题,本专利技术人认识到,一个可行的途径,是借助其他辅助的冷却方法起一个缓冲作用,这种辅助的冷却方法必须能够在较短时间内将大量热量散去,从而使蒸汽压缩式制冷循环能够利用这段缓冲时间增加流向该芯片的支路的制冷剂流量,而当支路制冷剂流量稳定时,这个辅助方法必须还能起到很好的热传导作用,而使制冷循环优异的散热能力不至受到限制;能达到这些要求的,最佳莫过于低熔点金属相变,其大的潜热值和高的导热系数可以满足温度骤升时的散热要求,而当制冷循环平稳运 ...
【技术保护点】
一种金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的多联变频蒸汽压缩循环冷却装置,其特征在于包括:多个相变金属封装盒(1),其中封装有低温固液相变金属(1‑1),蒸汽压缩式制冷系统(2),电子膨胀阀,其中,所述相变金属封装盒(1)与待冷却的芯片热接触。
【技术特征摘要】
1.一种金属固液相变和蒸汽压缩式制冷循环相结合的多联变频蒸汽压缩循环冷却装置,其特征在于包括: 多个相变金属封装盒(I ),其中封装有低温固液相变金属(1-1 ), 蒸汽压缩式制冷系统(2), 电子膨胀阀, 其中, 所述相变金属封装盒(I)与待冷却的芯片热接触。2.根据权利要求1的多联变频蒸汽压缩循环冷却装置蒸,其特征在于所述蒸汽压缩式制冷系统(2)包括: 分别设置在所述多个相变金属封装盒(I)中的多个蒸发器(2-1 ), 一个冷凝机组(2-2), 分别与所述多个相变金属封装盒(I)相对应地设置的多个电子膨胀阀(2-3), 一个压缩机(2-4), 一个备份压缩机(2_4a), 一个储液罐(2-5),和 一个集气罐(2-6), 其中,所述蒸发器(2-1)被封装在相应的相变金属封装盒(I)内并浸在所述相变金属(1-1)中。3.根据权利要求2所述的多联变频蒸汽压缩循环冷却装置,其特征在于: 相变金属封装盒(I)四周外壁及顶部可布置有翅片(1-2),盒体、翅片均为高导热系数的材料。4.根据权利要求3所述的多联变频蒸汽压缩循环冷却装置,其特征在于: 电子膨胀阀所述多个多个相变金属封装盒(I)中的蒸发器(2-1)分别与对应的一个所述电子膨胀阀(2-3)行成一条制冷支路。5.根据权利要求4所述的的多联变频蒸汽压缩循环冷却装置,其特征在于: 当机柜中某个芯片功率突升,散热温度和散热量迅速增加,相变金属(1-1)因此熔化成液态,在较短时间内带走大量的热量,为制冷系统(2)启动争取足够的缓冲时间;若芯片温度继续升高,则制冷系统(2)通过控制电子膨胀阀(2-3)增加流向该芯片的支路的制冷剂流量; 待制冷系统(2)进入稳定工作状态时,储液罐(2-5)中的液态制冷剂经节流减压后进入蒸发器(2-1)蒸发,带走芯片的产生的热量,同时带走金属液固相变产生的热量,液态金属冷凝成固态,蒸发后的制冷剂以气态形式回到压缩机(2-4)、经冷凝机组(2-2)冷凝后进入储液罐(2-5),完成一个蒸汽压缩式制冷循环; 当芯片表面温度降低到某设定温度后,电子膨胀阀(2-3)关闭,当所有电子膨胀阀(2-3 )关闭后,压缩机停止工作。6.根据权利要求4所述的多联变频蒸汽压缩循环冷却装置,其特征在于: 制冷系统(2)的工作信号来自于贴在芯片表面的温度传感器(4), 当所述温度传感器(4)所检测到的芯片温度达到或接近相变金属(I)熔点的一个温度设定值时,制冷系统(2)启动, 当芯片温度随后降至所述设定值以下时,相变金属(1-1)凝固,制冷系统(2)关闭该支路电子膨胀阀,避免制冷温度过低可能产生冷凝水,保证电子设备的安全工作,芯片少量的产热由空气通过金属封装盒四周的翅片带走; 当制冷系统(2)的压缩机(2-4)工作出现异常时,备份压缩机(2-4a)可以自动启动运行,而压缩机(2-4)同时停止运行,避免整个散热系统出现无法制冷的故障,并便于对压缩机(2-4 )的检修,检修完成后的...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁卫星,任柯先,杨波,何潇寒,杨宇飞,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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