一种无泵水冷静音机箱散热控制方法技术

本发明专利技术公开了一种无泵水冷静音机箱散热控制方法，半导体制冷片阵列设置于箱体的外顶部，且多个半导体制冷片的热端朝向箱体外部；上集箱设置于箱体的内顶部，且多个半导体制冷片的冷端设置于上集箱内部；下集箱设置于箱体的内底部，且下降管的一端连通于下集箱，下降管的另一端连通于上集箱；上升管的一端连通于下集箱，上升管的另一端穿过机箱内的待散热区吸收待散热区热量并连通于上集箱。本发明专利技术一种无泵水冷静音机箱散热控制方法，使得更远的半导体制冷片温度更高，而更近的半导体制冷片温度更低，这样的控制方式不会出现冷却液局部温度过低的情况出现，从而避免了下降管发生结露现象。

A Heat Dissipation Control Method for Pumpless Water Cooling Sound Cabinet

The invention discloses a heat dissipation control method for a pump-free water-cooled silent cabinet, in which a semiconductor refrigerating sheet array is arranged on the outer top of the cabinet, and the hot ends of multiple semiconductor refrigerating sheets are oriented towards the outer part of the cabinet; the upper header is arranged on the inner top of the cabinet, and the cold ends of multiple semiconductor refrigerating sheets are arranged inside the upper header; the lower header is arranged on the inner bottom of the cabinet, and one end of the descending tube is connected. In the lower header, the other end of the descending tube is connected with the upper header; one end of the ascending tube is connected with the lower header, and the other end of the ascending tube passes through the waiting radiation area in the case to absorb heat from the waiting radiation area and is connected with the upper header. The invention provides a heat dissipation control method for a pump-less water-cooled silent cabinet, which makes the temperature of the semiconductor refrigerating sheet farther higher and the temperature of the semiconductor refrigerating sheet closer lower, so that the local temperature of the coolant will not be too low, thereby avoiding condensation of the falling tube.

【技术实现步骤摘要】
一种无泵水冷静音机箱散热控制方法
本专利技术涉及计算机硬件技术，具体涉及一种无泵水冷静音机箱散热控制方法。
技术介绍
北京时间2018年10月8日22点，英特尔发布了第九代酷睿系列新品，其中9900k的烤机功耗高达200w，同年，AMD也发布了锐龙系列和锐龙2系列，其中线程撕裂者1900x的功耗高达180w，随着桌面级CPU的性能和功耗大幅提升，桌面级GPU的性能和功耗也大幅提高，搭载英伟达2080Ti显卡的平台整体功耗可高达320w，随着功耗的大幅提高，带来的是巨大的散热，普通的风冷散热设备已经完全无法适用于这种高性能平台的散热，所以水冷散热设备已经开始大量推广。在现有技术中，水冷设备普遍采用水泵进行循环，并且需要在散热端采用风扇进行散热，水泵和风扇在使用中会产生大量的噪音，从而影响使用用户的体验。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是水冷设备普遍采用水泵进行循环，并且需要在散热端采用风扇进行散热，水泵和风扇在使用中会产生大量的噪音，从而影响使用用户的体验，目的在于提供一种无泵水冷静音机箱散热控制方法，解决上述问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种无泵水冷静音机箱，包括箱体、热阱单元、下降管、上升管和下集箱；所述热阱单元包括上集箱和半导体制冷片阵列；所述半导体制冷片阵列由多个半导体制冷片拼接而成，所述半导体制冷片包括自上而下依次设置的热端、半导体片和冷端，且多个半导体制冷片的热端朝向相同，多个半导体制冷片的冷端朝向相同；所述半导体制冷片阵列设置于箱体的外顶部，且多个半导体制冷片的热端朝向箱体外部；所述上集箱设置于箱体的内顶部，且多个半导体制冷片的冷端设置于上集箱内部；所述下集箱设置于箱体的内底部，且下降管的一端连通于下集箱，下降管的另一端连通于上集箱；所述上升管的一端连通于下集箱，上升管的另一端穿过机箱内的待散热区吸收待散热区热量并连通于上集箱；所述上集箱、下降管、上升管和下集箱内充满冷却液。本专利技术应用时，热阱单元和下集箱通过下降管和上升管构成一个完整的液体循环系统，在上集箱、下降管、上升管和下集箱内充满冷却液可以减少冷却液蒸发时所产生的两相流体，从而提高冷却液流动效率。在整个液体循环系统工作时，热阱单元设置了半导体制冷片阵列，半导体制冷片阵列由多个半导体制冷片拼接而成，半导体制冷片属于现有技术中一种热泵，当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端；在半导体制冷片阵列的作用下，热阱单元可以将液体循环系统中的热量散发到箱体外部，从而在上集箱处形成热阱，而上升管穿过机箱内的待散热区吸收待散热区热量，从而形成热源；由于热阱的位置高于热源，同时热源不断的吸收热量，整个液体循环系统会发生自然循环，自然循环的原理和技术已经普遍运用在锅炉传热、发电站等领域，固技术原理在此不再复述，冷却液在上升管中吸热上升并在上集箱中冷却后通过下降管回流到下集箱。本专利技术中所说的待散热区可以为现有技术中进行静态散热的任何一种设备，比如散热片，散热鳍，热管等等，上升管在通过待散热区时，进行热交换的方式也为现有技术中的热交换手段，这些手段在水冷技术中已经是非常成熟的了，例如当待散热区为热管时，上升管附着于热管散热端的侧壁，并且此段上升管选用铜或者铝制的管道；而当待散热区为散热片时，上升管在待散热区可以进行多次弯折并贴合在散热片表面，此段上升管选用铜或者铝制的扁平管道；而当待散热区为散热鳍时，可以采用将上升管穿过多组散热鳍的方式进行热交换，此段上升管选用铜或者铝制的圆形管道；上文中所述的上升管与待散热区进行热交换的方式均为现有技术，此处只是在此进行阐述以说明本申请的可实施性，并不是对本申请的限定。本专利技术通过自然循环的方式进行水冷散热，并将热阱单元的热量通过半导体制冷片进行散热，在整个系统中不存在任何泵机和风扇，使得本专利技术在使用中全程静音，有效的提高了用户体验，同时本专利技术的热阱单元通过半导体制冷片进行温度调节，相比于风扇便于后续的控制。进一步的，所述待散热区包括CPU散热器、显卡散热器、内存散热器、北桥散热器、南桥散热器、硬盘散热器和电源散热器。进一步的，所述上升管的数量为多个，且多个上升管分别穿过不同的待散热区。进一步的，还包括散热鳍片；所述散热鳍片设置于半导体制冷片的热端上。本专利技术应用时，散热鳍片可以大幅提高半导体制冷片的热端的散热效率。进一步的，所述冷却液采用去离子水。一种无泵水冷静音机箱散热控制方法，所述上升管的数量为多个，所述待散热区的数量与上升管的数量相同，且多个上升管分别穿过不同的待散热区；获取每个半导体制冷片的冷端表面中心点到每个上升管接入上集箱处端口中心点的距离Lij，且0<i≤m，0<j≤n；其中i为半导体制冷片的编号，j为上升管的编号，m为半导体制冷片的数量，n为上升管的数量；获取多个待散热区的测量温度和预期温度的温度差值，并根据温度差值和Lij对半导体制冷片进行温度控制。本专利技术应用时，用于本专利技术采用了多个半导体制冷片拼接而成的半导体制冷片阵列，所以专利技术人在使用过程中发现，在现有的制冷控制措施下，整个半导体制冷片阵列同时进行温度调节会导致上集箱内液温分布不均，从而可能会导致上集箱内部分温度过低的冷却液进入下降管中，进而使得下降管发生结露现象，结露产生的水滴会对箱体内的元器件本身产生一定危害。所以针对于流体传热的特点，通过对流、热传导和热辐射进行传热，本专利技术采用了两个参数对温度控制进行控制，一个参数为待散热区的测量温度和预期温度的温度差值，这个表明了需要执行散热的程度，一个参数为半导体制冷片的冷端表面中心点到上升管接入上集箱处端口中心点的距离Lij，不论是对流、热传导还是热辐射传热，在空间尺寸与流速大致匹配时，Lij可以认为是反比于传热效率的，所以可以根据这两个参数对半导体制冷片进行温度控制，使得更远的半导体制冷片温度更高，而更近的半导体制冷片温度更低，这样的控制方式不会出现冷却液局部温度过低的情况出现，从而避免了下降管发生结露现象。进一步的，所述多个待散热区的测量温度为Tj，所述多个待散热区的预期温度为Tj′，所述温度差值为ΔTj，ΔTj＝Tj-Tj′，且当ΔTj小于0时，令ΔTj＝0；j为上升管的编号，0<j≤n，n为上升管的数量。本专利技术应用时，Tj-Tj′在刚刚开机启动时，有时候会小于0，此时需要直接将ΔTj＝0避免半导体制冷片出现控制故障，一般待散热区的预期温度为Tj′根据散热区器件的不同可以做不同的选择，例如将显卡区的预期温度设置到40～50℃，而将机械硬盘的预期温度设置到50到60℃。进一步的，根据温度差值ΔTj和Lij对半导体制冷片进行温度控制包括以下步骤：根据下式获取每个半导体制冷片的温度控制系数δi：根据温度控制系数δi获取每个半导体制冷片热端和冷端的修正温差xi，且修正温差xi正比于温度控制系数δi；获取半导体制冷片的制冷函数f(T)，其中f(T)为输入电压，T为输入电压f(T)对应的半导体制冷片热端和冷端的温差；将修正温差xi代入制冷函数f(T)获取每个半导体制冷片的输入电压，并根据输入电压对半导体制冷片进行温度控制。本专利技术应用时，由于半导体制冷片的电压和温差关系一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无泵水冷静音机箱散热控制方法，其特征在于，包括箱体(1)、热阱单元(2)、下降管(3)、上升管(4)和下集箱(5)；所述热阱单元(2)包括上集箱(21)和半导体制冷片阵列(22)；所述半导体制冷片阵列(22)由多个半导体制冷片拼接而成，所述半导体制冷片包括自上而下依次设置的热端(221)、半导体片(222)和冷端(223)，且多个半导体制冷片的热端(221)朝向相同，多个半导体制冷片的冷端(223)朝向相同；所述半导体制冷片阵列(22)设置于箱体(1)的外顶部，且多个半导体制冷片的热端(221)朝向箱体(1)外部；所述上集箱(21)设置于箱体(1)的内顶部，且多个半导体制冷片的冷端(223)设置于上集箱(21)内部；所述下集箱(5)设置于箱体(1)的内底部，且下降管(3)的一端连通于下集箱(5)，下降管(3)的另一端连通于上集箱(21)；所述上升管(4)的一端连通于下集箱(5)，上升管(4)的另一端穿过机箱内的待散热区吸收待散热区热量并连通于上集箱(21)；所述上集箱(21)、下降管(3)、上升管(4)和下集箱(5)内充满冷却液；控制过程包括以下步骤：所述上升管(4)的数量为多个，所述待散热区的数量与上升管(4)的数量相同，且多个上升管(4)分别穿过不同的待散热区；获取每个半导体制冷片的冷端(223)表面中心点到每个上升管(4)接入上集箱(21)处端口中心点的距离Lij，且0<i≤m，0<j≤n；其中i为半导体制冷片的编号，j为上升管(4)的编号，m为半导体制冷片的数量，n为上升管(4)的数量；获取多个待散热区的测量温度和预期温度的温度差值，并根据温度差值和Lij对半导体制冷片进行温度控制。...

【技术特征摘要】
1.一种无泵水冷静音机箱散热控制方法，其特征在于，包括箱体(1)、热阱单元(2)、下降管(3)、上升管(4)和下集箱(5)；所述热阱单元(2)包括上集箱(21)和半导体制冷片阵列(22)；所述半导体制冷片阵列(22)由多个半导体制冷片拼接而成，所述半导体制冷片包括自上而下依次设置的热端(221)、半导体片(222)和冷端(223)，且多个半导体制冷片的热端(221)朝向相同，多个半导体制冷片的冷端(223)朝向相同；所述半导体制冷片阵列(22)设置于箱体(1)的外顶部，且多个半导体制冷片的热端(221)朝向箱体(1)外部；所述上集箱(21)设置于箱体(1)的内顶部，且多个半导体制冷片的冷端(223)设置于上集箱(21)内部；所述下集箱(5)设置于箱体(1)的内底部，且下降管(3)的一端连通于下集箱(5)，下降管(3)的另一端连通于上集箱(21)；所述上升管(4)的一端连通于下集箱(5)，上升管(4)的另一端穿过机箱内的待散热区吸收待散热区热量并连通于上集箱(21)；所述上集箱(21)、下降管(3)、上升管(4)和下集箱(5)内充满冷却液；控制过程包括以下步骤：所述上升管(4)的数量为多个，所述待散热区的数量与上升管(4)的数量相同，且多个上升管(4)分别穿过不同的待散热区；获取每个半导体制冷片的冷端(223)表面中心点到每个上升管(4)接入上集箱(21)处端口中心点的距离Lij，且0<i≤m，0<j≤n；其中i为半导体制冷片的编号，j为上升管(4)的编号，m为半导体制冷片的数量，n为上升管(4)的数量；获取多个待散热区的测量温度和预期温度的温度差值，并根据温度差值和Lij对半导体制冷片进行温度控制。2.根据权利要求1所述的一种无泵水冷静音机箱散热控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽阳，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51