本发明专利技术公开了一种用于接收和散发芯片热量的液冷装置。所述液冷装置包括液体导管和至少一个补偿器，所述液体导管设置为输送冷却液通过所述冷却装置，所述至少一个补偿器每个都具有设置为容纳所述冷却液的内部体积。所述至少一个补偿器的特征在于，所述至少一个补偿器的至少一个壁包括至少一个自适应部分，例如，双金属部分。所述至少一个自适应部分设置为通过以下方式调整所述至少一个补偿器的所述内部体积：响应于或直接响应于冷却液温度升高而增大所述内部体积，以及响应于或直接响应于冷却液温度下降而减小所述内部体积。却液温度下降而减小所述内部体积。却液温度下降而减小所述内部体积。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括补偿体积变化的补偿器的液冷装置
[0001]本专利技术大体上涉及一种用于电子设备的液冷装置，具体涉及一种包括补偿器的液冷装置，其中，所述补偿器用于补偿所述液冷装置中冷却液的体积变化。
技术介绍
[0002]智能手机、膝上电脑和平板电脑等便携式电子设备采用集成的电子组件、电路设备、电路单元或芯片，这些与各种其它电子组件封装在狭小的空间中。半导体制造和封装技术的技术创新使得高性能、高集成密度的电子组件、电路设备、电路单元或芯片得以开发。随着集成的电子组件、电路设备、电路单元或芯片的几何尺寸缩小，运行速度提高，以及集成的电子组件、电路设备、电路单元或芯片的封装变得更加紧凑，功率密度随之增加，导致单位面积产生更多的热量。增加的功率密度实际上限制了可能实现的集成密度和性能水平。
[0003]散热已成为当今计算机系统设计者面临的最重要、最具挑战性的问题之一。随着高性能集成的电子组件、电路设备、电路单元或芯片等电子组件以及其它此类集成电路的功耗率继续增加，标准传导和强制空气对流风冷技术已不能为此类复杂的电子组件提供充分的冷却功能。在现代高性能电子设备中，闭式冷却装置用来替代传统风冷系统。在这里，带有工作流体的闭式冷却装置用于通过以下方式冷却集成的电子组件、电路设备、电路单元或半导体芯片：制造冷却块，其中，工作流体在其中循环；接收集成的电子组件、电路设备、电路单元或半导体芯片的热量；将热量散发到环境大气中。
[0004]闭式液冷系统采用补偿器或膨胀罐来补偿冷却系统中使用的工作流体因温度变化而发生的体积变化。在没有补偿器的情况下，随着闭式液冷系统内部的温度升高，工作液体随之膨胀，导致内部压力增大，最终可能会损坏闭式液冷系统。类似地，当闭式液冷系统内部的温度下降时，工作液体随之收缩，回路的绝对内部压力下降，导致在闭式液冷装置内部产生不良的真空条件。根据闭式系统，补偿器可以通过不同的方式实现。
[0005]最流行的技术方案之一是具有足够内部体积在工作流体膨胀或收缩的情况下积聚或处理工作流体的罐。该罐用于通过以下方式补偿由于储备罐顶部的风量而引起的工作液体膨胀/收缩：改变储备罐中的液位，在液体温度升高时提高液位，而在液体温度下降时降低液位。但是，由于罐的开口端连接到周边环境，因此泵在运行时可能会吸入一些气体(空气)。此外，用于补偿工作液体的罐占据了相当大的空间。因此，这类罐不能用于补偿器可用空间有限的便携式电子设备。而且，补偿器的高效工作需要定期补给储备罐中的液体。由于长期运行不可避免地会有液体从闭环罐壁中渗出，因此需要补给。当罐由透明材料制成以监控系统冷却剂液位时，这更是一个问题。
[0006]另一种已知的技术方案是波纹管形状的补偿器。随着工作流体的温度升高，工作流体的体积随之增大，导致内部压力增大。这种增大的压力导致波纹管膨胀，因此工作液体的压力和体积的增加得到补偿。但是，使用波纹管增大了补偿器的尺寸，使其不适合于可用空间有限的便携式设备。此外，为了使波纹管从其正常位置变形或膨胀，需要工作液体的内
部压力大，因此在这类情况下，压力和温度的少量变化可能无法得到补偿。
[0007]在另一种已知的技术方案中，也可以调整工作流体的连接线形状或路径，而不是改变内部体积。例如，使用pi(П)形状的补偿器，它们采用由聚合物、橡胶和硅等柔性材料制成的工作元件。根据绝对内部压力，工作元件膨胀或收缩导致路径线体积增大或减小，因此压力变化被考虑在内。但是，本文中使用的柔性材料可能会引起长期渗透问题。也就是说，工作流体可能会通过柔性材料泄漏。此外，这类补偿器是笨重的独立设备，而且补偿器的平面移动可能需要更多的额外空间，以便在压力增大的情况下考虑柔性材料的膨胀。
[0008]因此，鉴于上述讨论，需要克服上述与补偿液冷系统中体积变化的装置相关的缺点，以便于在有限空间中使用补偿器。还需要一种适合于在小体积设备(例如，智能手机等便携式设备)中使用的装置。
技术实现思路
[0009]本专利技术是为了提供一种带有补偿器的液冷装置，所述补偿器用于补偿闭环运行期间冷却液的体积变化。本专利技术的目的是提供一种至少部分克服现有技术中遇到的问题的技术方案，并且提供能够高效和可靠地补偿这类体积变化的改进型液冷装置。本专利技术是为了提供一种解决液冷装置中传统补偿器的现有问题的技术方案，这些问题包括：需要大空间、冷却液从所使用的罐中渗透、导管中存在压力损失和需要空间中的特定方向。
[0010]本专利技术的目的是通过所附独立权利要求中提供的方案实现的。本专利技术的有利实现方式在从属权利要求中进一步定义。
[0011]一方面，本专利技术提供了一种用于接收和散发集成的电子组件、电路设备、电路单元和/或芯片的热量的液冷装置。所述液冷装置包括液体导管和至少一个补偿器，所述液体导管设置为输送冷却液通过所述液冷装置，所述至少一个补偿器每个都具有设置为容纳所述冷却液的内部体积，其中，所述至少一个补偿器的特征在于，所述至少一个补偿器的至少一个壁包括至少一个自适应部分，所述至少一个自适应部分设置为通过以下方式调整所述至少一个补偿器的所述内部体积：响应于或直接响应于冷却液温度升高而增大所述内部体积，以及响应于或直接响应于冷却液温度下降而减小所述内部体积。
[0012]本专利技术中的液冷装置提供了补偿器，通过调整其中的自适应部分的形状以根据冷却液温度的变化增大或减小其内部体积，来抵消冷却液的体积变化。这使得补偿器能够避免压力变化，从而提供更坚固的补偿器。
[0013]在一种实现方式中，所述至少一个自适应部分包括具有第一热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)的第一材料和具有第二热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)的第二材料，其中，所述第一CTE与所述第二CTE不同。
[0014]使用具有不同CTE的不同材料可以实现自适应部分随着冷却液温度变化而膨胀和收缩，从而补偿由此引起的冷却液体积变化。
[0015]在一种实现方式中，所述至少一个自适应部分包括至少一个双金属部分。
[0016]使用双金属部分使得自适应部分响应于温度变化而改变其体积。双金属部分能够改变其体积以补偿冷却液温度变化。通过根据温度变化调整体积，而不对压力作出反应，提供了更稳健的技术方案，这是因为压力随时间变化会磨损组件。
[0017]在一种实现方式中，至少两个自适应部分设置有不同的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)差值。
[0018]在这里，实现具有不同CTE差值的多个自适应部分提高了补偿器的敏感度，这是因为可以补偿更大的温度变化范围。此外，通过多个自适应部分，可以实现更大的体积变化以实现更大的温度升高，同时减少自适应部分的外部膨胀以放置在较小的空间中。在这里，自适应部分可以设置为使得冷却液首先遇到具有较大CTE差值的双金属部分，以在与具有较小CTE差值的双金属部分接触之前得到充分冷却。
[0019]在一种实现方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液冷装置(100、500、600、700)，其特征在于，所述液冷装置用于接收和散发电子组件/电路或半导体组件(例如芯片(102、502、602、702))的热量，所述液冷装置包括液体导管(106、506、606、706)和至少一个补偿器(104、504、604、704)，所述液体导管设置为输送冷却液(108、508、608、708)通过所述液冷装置，所述至少一个补偿器每个都具有设置为容纳所述冷却液的内部体积，其中，所述至少一个补偿器的特征在于，所述至少一个补偿器的至少一个壁(112)包括至少一个自适应部分(110、410、412、510、610、710)，所述至少一个自适应部分设置为通过以下方式调整所述至少一个补偿器的所述内部体积：响应于或直接响应于冷却液温度升高而增大所述内部体积，以及响应于或直接响应于冷却液温度下降而减小所述内部体积。2.根据权利要求1所述的液冷装置(100)，其特征在于，所述至少一个自适应部分(302)包括具有第一热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)的第一材料(302A)和具有第二热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)的第二材料(302B)，其中，所述第一CTE与所述第二CTE不同。3.根据权利要求2所述的液冷装置(100)，其特征在于，所述至少一个自适应部分(302)包括至少一个双金属部分。4.根据权利要求2或3所述的液冷装置(400)，其特征在于，至少两个自适应部分(410、412)设置有不同的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)差值。5.根据上述权利要求中任一项所述的液冷装置(500)，其特征在于，所述液冷装置还包括散热组件(504)，其中，所述散热组件中包括至少一个补偿器。6.根据上述权利要求中任一项所述的液冷装置(700)，其特征在于，所述液冷装置还包括热接收组件(704)，其中，所述热接收组件中包括至少一个补偿器。7.根据上述权利要求中任一项所述的液冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪迷特，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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