本技術(shù)屬于浸沒式冷卻系統(tǒng)，涉及一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，5g通信、云計(jì)算和人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)迎來了階段性的發(fā)展，數(shù)據(jù)處理需求將呈指數(shù)性增長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸和安全保障能量的要求越來越高，數(shù)據(jù)中心將成為信息時(shí)代的支柱產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心中的處理器（cpu）芯片集成密度和使用率的增加無疑是今后發(fā)展的趨勢(shì)。高密度的處理器芯片具有更好的處理性能和更小的尺寸，相應(yīng)的其熱量和熱流密度將會(huì)更高。

2、傳統(tǒng)技術(shù)的芯片級(jí)散熱形式主要包括風(fēng)冷式、液冷式以及熱管式。風(fēng)冷式主要利用風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)空氣與不同形式熱沉之間強(qiáng)制對(duì)流換熱，但隨著芯片散熱熱流密度的不斷提高，這種冷卻方式無法達(dá)到預(yù)定冷卻效果。而液冷式利用液體較高的熱運(yùn)輸能力，通過強(qiáng)制循環(huán)將熱量帶走，但目前液冷技術(shù)管路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，易出現(xiàn)漏液及結(jié)露的現(xiàn)象，在服務(wù)器設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性方面受到一定制約。相比于傳統(tǒng)芯片級(jí)冷卻方式散熱能力有限、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，兩相浸沒式液冷在冷卻過程中液體發(fā)生相變，利用其蒸發(fā)潛熱能獲得更好的冷卻效果，散熱潛力更大，成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。然而，浸沒冷卻的效果在很大程度上依賴于沸騰傳熱過程中的臨界熱流密度。臨界熱流密度的存在限制了其散熱的熱流密度。常規(guī)浸沒式冷卻液體臨界熱流密度為20-30w/cm2，顯然不適合當(dāng)前主流芯片的散熱需求。

3、因此，亟需一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，并具體公開了如下內(nèi)容：

2、一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，包括室外散熱系統(tǒng)、密封殼體、導(dǎo)熱組件以及冷凝組件，所述密封殼體內(nèi)裝有介電液體；所述導(dǎo)熱組件采用平板微熱管陣列或者vc均熱板；芯片與所述平板微熱管陣列或者所述vc均熱板連接，并完全浸沒在所述介電液體中；所述冷凝組件設(shè)置于所述密封殼體內(nèi)部，并位于所述介電液體的液面上方；所述冷凝組件進(jìn)水端以及出水端均貫穿所述密封殼體向外伸出，并與所述室外散熱系統(tǒng)循環(huán)連通。

3、進(jìn)一步地，所述平板微熱管陣列接觸側(cè)或者所述vc均熱板接觸側(cè)的表面積均是芯片接觸側(cè)表面積的2倍或以上。

4、進(jìn)一步地，所述冷凝組件包括依次連通的進(jìn)水混流箱、冷凝段以及出水混流箱，所述冷凝段包括多個(gè)水平排列的細(xì)小通道扁管；

5、所述細(xì)小通道扁管一端連通所述進(jìn)水混流箱內(nèi)腔，另一端連通所述出水混流箱內(nèi)腔；

6、所述進(jìn)水混流箱進(jìn)水端與所述出水混流箱出水端均貫穿所述密封殼體向外伸出，并與所述室外散熱系統(tǒng)循環(huán)連通。

7、進(jìn)一步地，所述平板微熱管陣列的外形呈扁平狀，便于貼合芯片；芯片與所述平板微熱管陣列連接時(shí)，芯片與所述平板微熱管陣列均垂直于所述密封殼體底壁。

8、進(jìn)一步地，所述平板微熱管陣列內(nèi)壁設(shè)有毛細(xì)微槽，用于增大換熱面積。

9、進(jìn)一步地，所述vc均熱板的外形呈扁平狀，便于貼合芯片；芯片與所述vc均熱板連接時(shí)，芯片與所述vc均熱板均平行于所述密封殼體底壁。

10、進(jìn)一步地，所述室外散熱系統(tǒng)包括氣液換熱器、水泵、緩沖水箱，所述冷凝組件出水端、所述緩沖水箱、所述水泵、所述氣液換熱器以及所述冷凝組件進(jìn)水端依次通過管道連通；

11、所述氣液換熱器一側(cè)還設(shè)有相匹配的風(fēng)機(jī)。

12、進(jìn)一步地，所述室外散熱系統(tǒng)包括冷卻塔以及水泵，所述冷凝組件出水端、所述冷卻塔、所述水泵以及所述冷凝組件進(jìn)水端依次通過管道連通。

13、進(jìn)一步地，所述平板微熱管陣列接觸側(cè)或者所述vc均熱板接觸側(cè)的表面積均是芯片接觸側(cè)表面積的2倍或以上。

14、本實(shí)用新型的有益效果在于：

15、本實(shí)用新型利用平板微熱管陣列或vc均熱板的高導(dǎo)熱性和均溫性，將實(shí)際散熱的熱流密度進(jìn)行間接降低，提升散熱的熱流密度極限，并保證芯片表面溫度的均勻性。同時(shí)配合冷凝組件以及相對(duì)應(yīng)的室外散熱系統(tǒng)可最大限度的利用自然冷能為芯片散熱，降低數(shù)據(jù)中心的整體能耗，進(jìn)而降低pue值。

技術(shù)特征：

1.一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括室外散熱系統(tǒng)、密封殼體（4）、導(dǎo)熱組件以及冷凝組件（5），所述密封殼體（4）內(nèi)裝有介電液體（6）；所述導(dǎo)熱組件采用平板微熱管陣列（2）或者vc均熱板（3）；芯片（1）與所述平板微熱管陣列（2）或者所述vc均熱板（3）連接，并完全浸沒在所述介電液體（6）中；所述冷凝組件（5）設(shè)置于所述密封殼體（4）內(nèi)部，并位于所述介電液體（6）的液面上方；所述冷凝組件（5）進(jìn)水端以及出水端均貫穿所述密封殼體（4）向外伸出，并與所述室外散熱系統(tǒng)循環(huán)連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述平板微熱管陣列（2）接觸側(cè)或者所述vc均熱板（3）接觸側(cè)的表面積均是芯片（1）接觸側(cè)表面積的2倍或以上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝組件（5）包括依次連通的進(jìn)水混流箱（51）、冷凝段以及出水混流箱（53），所述冷凝段包括多個(gè)水平排列的細(xì)小通道扁管（52）；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述平板微熱管陣列（2）的外形呈扁平狀，便于貼合芯片（1）；芯片（1）與所述平板微熱管陣列（2）連接時(shí)，芯片（1）與所述平板微熱管陣列（2）均垂直于所述密封殼體（4）底壁。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述平板微熱管陣列（2）內(nèi)壁設(shè)有毛細(xì)微槽，用于增大換熱面積。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述vc均熱板（3）的外形呈扁平狀，便于貼合芯片（1）；芯片（1）與所述vc均熱板（3）連接時(shí)，芯片（1）與所述vc均熱板（3）均平行于所述密封殼體（4）底壁。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述室外散熱系統(tǒng)包括氣液換熱器（8）、水泵（10）、緩沖水箱（12），所述冷凝組件（5）出水端、所述緩沖水箱（12）、所述水泵（10）、所述氣液換熱器（8）以及所述冷凝組件（5）進(jìn)水端依次通過管道（11）連通；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述室外散熱系統(tǒng)包括冷卻塔（13）以及水泵（10），所述冷凝組件（5）出水端、所述冷卻塔（13）、所述水泵（10）以及所述冷凝組件（5）進(jìn)水端依次通過管道（11）連通。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種適用于高功率芯片的兩相浸沒式冷卻系統(tǒng)，涉及浸沒式冷卻系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括室外散熱系統(tǒng)、密封殼體以及冷凝組件，密封殼體內(nèi)裝有介電液體；芯片與平板微熱管陣列或者VC均熱板連接，并完全浸沒在介電液體中；冷凝組件設(shè)置于密封殼體內(nèi)部，并位于介電液體的液面上方；冷凝組件進(jìn)水端以及出水端均貫穿密封殼體向外伸出，并與室外散熱系統(tǒng)循環(huán)連通。本技術(shù)利用平板微熱管陣列或VC均熱板的高導(dǎo)熱性和均溫性，將實(shí)際散熱的熱流密度進(jìn)行間接降低，提升散熱的熱流密度極限，并保證芯片表面溫度的均勻性。同時(shí)配合冷凝組件以及相對(duì)應(yīng)的室外散熱系統(tǒng)可最大限度的利用自然冷能為芯片散熱，降低數(shù)據(jù)中心的整體能耗，進(jìn)而降低PUE值。

技術(shù)研發(fā)人員：趙耀華,任海波,徐紅霞,張茜雯,趙健一
受保護(hù)的技術(shù)使用者：淄博博一新能源科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20250415
技術(shù)公布日：2025/5/26