液冷装置和散热设备的制作方法

1.本实用新型涉及空调设备技术领域，具体而言，涉及一种液冷装置和散热设备。


背景技术：

2.液冷系统将发热装置直接浸泡于介质溶液来为发热装置散热，可有效提高散热效率。然而，现有为介质溶液进行冷却的方式单一，导致液冷系统的冷却效果容易受到外界环境温度的影响。


技术实现要素：

3.本实用新型实施方式提出了一种液冷装置和散热设备，以解决上述技术问题。
4.本实用新型实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。
5.第一方面，本实用新型实施方式提供一种液冷装置，液冷装置包括箱体、第一换热器以及第二换热器，箱体设有第一进风口、第二进风口、第一换热空间和第二换热空间，第一进风口与第一换热空间连通，第二进风口与第二换热空间连通。第一换热器包括换热盘管和液冷换热箱，换热盘管与液冷换热箱连通形成回路，换热盘管位于第一换热空间，液冷换热箱位于箱体外。第二换热器位于第二换热空间。液冷装置具有第一进风状态和第二进风状态，液冷装置处于第一进风状态，箱体通过第一进风口接收外界气流，以使外界气流与换热盘管进行热交换。液冷装置处于第二进风状态，第一进风口关闭，箱体通过第二进风口接收外界气流，以使外界气流与第二换热器进行热交换后输送至第一换热空间以与换热盘管进行热交换。
6.在一些实施方式中，第一换热器还包括旁通调节管以及旁通调节阀，旁通调节管的一端连接于换热盘管的进水口与液冷换热箱之间，旁通调节管的另一端连接于换热盘管的出水口与液冷换热箱之间。旁通调节阀安装于旁通调节管，以调节旁通调节管的连通程度。
7.在一些实施方式中，液冷装置还包括第一喷淋组件，第一喷淋组件位于第一换热空间，第一喷淋组件的喷头朝向换热盘管，第一喷淋组件选择性地处于喷淋状态或关闭状态。
8.在一些实施方式中，液冷装置还包括第二喷淋组件，第二喷淋组件位于第二换热空间，第二喷淋组件的喷头朝向第二换热器，第二喷淋组件选择性地处于喷淋状态或关闭状态。
9.在一些实施方式中，液冷装置还包括蓄水箱、第一水泵以及第二水泵，蓄水箱分布于第一换热空间与第二换热空间，蓄水箱位于换热盘管与第二换热器的下方。第一水泵连通蓄水箱与第一喷淋组件，第二水泵连通蓄水箱与第二喷淋组件。
10.在一些实施方式中，液冷装置还包括散热填料层，散热填料层位于第一换热空间，第二换热器、散热填料层以及换热盘管依次沿箱体的高度方向分布。
11.在一些实施方式中，第二换热器为板式换热器；箱体还设有第三进风口，第三进风
口与第二换热空间连通，液冷装置处于第二进风状态，箱体还通过第三进风口接收外界气流，以使外界气流与第二换热器进行热交换后朝第二喷淋组件的喷头的方向输送。
12.在一些实施方式中，箱体还设有第一出风口与第二出风口，第一出风口与第一换热空间连通，第二出风口与第二换热空间连通。液冷装置还包括挡水填料层，挡水填料层分布于第一换热空间与第二换热空间，挡水填料层位于第一出风口与第一喷淋组件之间，挡水填料层还位于第二出风口与第二喷淋组件之间。
13.在一些实施方式中，第二喷淋组件的喷头相对第二换热器更靠近挡水填料层。
14.第二方面，本实用新型实施方式提供一种散热设备，散热设备包括上述任一实施方式的液冷装置以及发热装置，发热装置设置于液冷换热箱。
15.本实用新型实施方式提供的液冷装置和散热设备中，液冷换热箱可装有介质溶液，使发热装置浸泡于液冷换热箱内的介质溶液进行散热，由于换热盘管与液冷换热箱连通形成回路，在液冷装置处于第一进风状态时，箱体通过第一进风口接收外界气流，以使外界气流与换热盘管进行热交换，从而可以使得流经换热盘管的介质溶液的温度降低后重新回流至液冷换热箱来为发热装置散热，有助于提高液冷装置的散热效率。此外，由于与第二换热器进行热交换后的气流的温度降低，液冷装置处于第二进风状态时，箱体通过第二进风口接收外界气流，以使外界气流与第二换热器进行热交换后输送至第一换热空间以与换热盘管进行热交换，同时通过关闭第一进风口避免了与第二换热器进行热交换后的气流因没有与换热盘管进行热交换而直接通过第一进风口逃逸至箱体外的情况。由于液冷装置具有第一进风状态和第二进风状态来分别为换热盘管散热，有助于液冷装置在外界环境温度较低(例如冬季)时可处于第一进风状态，在外界环境温度较高(例如夏季)时可处于第二进风状态，丰富了液冷装置的冷却方式。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型实施方式的液冷装置处于第一进风状态的截面示意图。
18.图2是本实用新型实施方式的液冷装置处于第二进风状态的截面示意图。
19.图3是本实用新型另一实施方式的液冷装置处于第二进风状态的截面示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
21.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
22.请参阅图1，本实用新型实施方式提供一种液冷装置100。液冷装置100可以为服务器、冷凝器等发热装置散热。液冷装置100包括箱体10、第一换热器30以及第二换热器50，第一换热器30与第二换热器50均可以安装于箱体10，液冷装置100可单独通过第一换热器30直接为发热装置散热，也可以通过第一换热器30和第二换热器50相互配合的方式为发热装置散热。液冷装置100具有第一进风状态和第二进风状态，液冷装置100可以在不同的进风状态下利用不同的方式为发热装置散热。
23.箱体10设有第一换热空间15和第二换热空间17，第一换热空间15和第二换热空间17可以分别位于箱体10的不同侧壁之间。例如箱体10包括第一侧壁101、第二侧壁102以及第三侧壁103，第三侧壁103位于第一侧壁101与第二侧壁102之间，第一侧壁101与第三侧壁103之间形成第一换热空间15，第二侧壁102与第三侧壁103之间形成第二换热空间17。
24.箱体10还可以设有第一进风口11和第二进风口13，第一进风口11与第一换热空间15连通，第一进风口11可以设于第一侧壁101。第二进风口13与第二换热空间17连通，第二进风口13可以设于第二侧壁102。
25.箱体10还可以设有第一出风口12，第一出风口12与第一换热空间15连通，第一出风口12可以设于箱体10的顶壁，顶壁分别连接第一侧壁101、第二侧壁102与第三侧壁103。在箱体10通过第一进风口11和第二进风口13接收外界气流后，箱体10可以通过第一出风口12将气流排出。
26.第一换热器30可以部分地安装于箱体10内。第一换热器30包括换热盘管31和液冷换热箱33，换热盘管31位于第一换热空间15，换热盘管31与液冷换热箱33连通形成回路。液冷换热箱33可装有介质溶液(例如水)，发热装置可浸泡于液冷换热箱33内的介质溶液内以进行散热。液冷换热箱33位于箱体10外，从而便于用户在箱体10外操作发热装置而无需进入箱体10内。
27.液冷装置100为发热装置散热过程中，由于发热装置浸泡于介质溶液内而使得介质溶液的温度升高，在液冷装置100处于第一进风状态时，箱体10通过第一进风口11接收外界气流，以使外界气流与换热盘管31进行热交换，从而可以带走换热盘管31产生的热量而使换热盘管31的温度降低，使得流经换热盘管31的介质溶液的温度降低后重新回流至液冷换热箱33来为发热装置散热，有助于提高液冷装置100的散热效率。在液冷装置100处于第一进风状态时，第二进风口13可以处于关闭状态，也可以处于打开状态。
28.第一换热器30还可以包括旁通调节管35以及旁通调节阀37，旁通调节阀37安装于旁通调节管35。旁通调节管35的一端可以连接于换热盘管31的进水口与液冷换热箱33之间，旁通调节管35的另一端可以连接于换热盘管31的出水口与液冷换热箱33之间。旁通调节阀37可以调节旁通调节管35的连通程度，从而可以改变流经旁通调节管35的介质溶液的流量大小。
29.例如在旁通调节阀37处于关闭状态时，位于第一换热器30内的介质溶液在换热盘管31与液冷换热箱33之间形成回路，而液冷换热箱33与旁通调节管35没有形成回路。又例如在旁通调节阀37处于半开状态时，则旁通调节管35导通，从液冷换热箱33流出的介质溶液中有一部分介质溶液从旁通调节管35的一端流入并从另一端回流至液冷换热箱33，由于该一部分介质溶液没有经过位于第一换热空间15内的换热盘管31冷却，使得第一换热器30内的介质溶液的整体温度不至于过低，有助于用户根据实际情况进行适应性调整。
30.在其他实施方式中，旁通调节阀37还可以处于全开状态或者其他不同程度的导通状态。
31.第二换热器50位于第二换热空间17，第二换热器50可用于辅助第一换热器30来为发热装置散热，由于第二换热器50能够降低与其进行热交换后的气流的温度，第二换热器50可用于将外界气流降温后输送至第一换热器30。
32.例如在液冷装置100处于第二进风状态时，如图2所示，箱体10通过第二进风口13接收外界气流，以使外界气流与第二换热器50进行热交换后输送至第一换热空间15以与换热盘管31进行热交换，同时通过关闭第一进风口11避免了与第二换热器50进行热交换后的气流因没有与换热盘管31进行热交换而直接通过第一进风口11逃逸至箱体10外的情况。本实用新型的液冷装置100由于具有第一进风状态和第二进风状态来分别为换热盘管31散热，有助于液冷装置100在外界环境温度较低(例如冬季)时可处于第一进风状态，在外界环境温度较高(例如夏季)时可处于第二进风状态，丰富了液冷装置100的冷却方式。
33.第二换热器50的类型可以根据液冷装置100所冷却的发热装置的类型进行选择，例如第二换热器50可以为板式换热器，由于板式换热器具有两个进风侧和两个出风侧；则为适配第二换热器50的类型，箱体10还可以设有第三进风口19，第三进风口19与第二换热空间17连通。如图3所示，在液冷装置100处于第二进风状态时，箱体10还通过第三进风口19接收外界气流，以使外界气流与第二换热器50进行热交换后朝第二出风口14的方向输送。
34.在液冷装置100处于第一进风状态时，第三进风口19可以处于打开状态，也可以处于关闭状态。
35.箱体10还可以设有第二出风口14，第二出风口14与第二换热空间17连通，第二出风口14可以设于箱体10的顶壁。在箱体10通过第三进风口19接收外界气流后，箱体10可以通过第二出风口14将气流排出。
36.液冷装置100还可以包括第一电动风阀，第一电动风阀可以安装于第一进风口11，第一电动风阀可以实现第一进风口11处于通风状态，也可以实现第一进风口11处于封堵状态。
37.液冷装置100还可以包括第二电动风阀，第二电动风阀可以安装于第二进风口13，第二电动风阀可以实现第二进风口13处于通风状态，也可以实现第二进风口13处于封堵状态。
38.液冷装置100还可以包括第三电动风阀，第三电动风阀可以安装于第三进风口19，第三电动风阀可以实现第三进风口19处于通风状态，也可以实现第三进风口19处于封堵状态。
39.液冷装置100还可以包括第一喷淋组件71，第一喷淋组件71位于第一换热空间15，例如第一喷淋组件71可以位于换热盘管31的上方。第一喷淋组件71的喷头朝向换热盘管31，第一喷淋组件71选择性地处于喷淋状态或关闭状态，用户可以根据发热装置的情况来调整第一喷淋组件71的状态。在第一喷淋组件71处于喷淋状态时，第一喷淋组件71可以朝向换热盘管31喷水，从而有助于进一步降低换热盘管31的温度。在第一喷淋组件71处于关闭状态时，第一喷淋组件71可以停止喷水。
40.液冷装置100还可以包括第二喷淋组件73，第二喷淋组件73位于第二换热空间17，例如第二喷淋组件73可以位于第二换热器50的上方。第二喷淋组件73的喷头朝向第二换热
器50，第二喷淋组件73选择性地处于喷淋状态或关闭状态，用户可以根据发热装置的情况来调整第二喷淋组件73的状态。在第二喷淋组件73处于喷淋状态时，第二喷淋组件73可以朝向第二换热器50喷水，有助于降低第二换热器50的温度，从而有助于进一步降低气流与第二换热器50进行热交换后的温度。在第二喷淋组件73处于关闭状态时，第二喷淋组件73可以停止喷水。
41.液冷装置100还可以包括蓄水箱75、第一水泵77以及第二水泵79，第一水泵77连通蓄水箱75与第一喷淋组件71，第二水泵79连通蓄水箱75与第二喷淋组件73。蓄水箱75分布于第一换热空间15与第二换热空间17，蓄水箱75位于换热盘管31与第二换热器50的下方。蓄水箱75可以接收第一喷淋组件71喷出的水，还可以接收空气在换热盘管31表面液化并滴落的水；此外，蓄水箱75可以接收第二喷淋组件73喷出的水，还可以接收空气在第二换热器50表面液化并滴落的水，从而有助于提高水的利用率。
42.此外，由于与第二换热器50进行热交换后的气流的温度较低，在外界气流与第二换热器50热交换后输送至换热盘管31的过程中，气流还会与第一喷淋组件71喷出的水、换热盘管31表面液化并滴落的水等进行热交换，使得蓄水箱75在第一换热空间15中接收的水的温度低于在第二换热空间17中接收的水的温度，通过将在第一换热空间15中接收的水与在第二换热空间17中接收的水混合，有助于降低第二喷淋组件73喷出的水的温度，进一步降低第二换热器50的温度，继而更进一步降低气流与第二换热器50进行热交换后的温度，形成相互促进降温的效果。
43.液冷装置100还可以包括散热填料层91，散热填料层91位于第一换热空间15，第二换热器50、散热填料层91以及换热盘管31依次沿箱体10的高度方向分布，由于散热填料层91位于第二换热器50的上方，散热填料层91有助于降低经过其的气流的温度以及有助于提高气流的湿度，从而有助于提高气流对换热盘管31的冷却效果。散热填料层91可以为玻璃纤维填料，也可以为其他具有高吸(亲)水性的材料。
44.液冷装置100还可以包括挡水填料层93，挡水填料层93分布于第一换热空间15与第二换热空间17，挡水填料层93位于第一出风口12与第一喷淋组件71之间，挡水填料层93还位于第二出风口14与第二喷淋组件73之间。挡水填料层93有助于阻挡气流夹带过量的水蒸气流向第一出风口12和第二出风口14，避免了箱体10外的第一出风口12和第二出风口14处出现水滴飞溅现象。
45.此外，第二喷淋组件73的喷头相对第二换热器50更靠近挡水填料层93，使得第二喷淋组件73的喷头可以在较高位置处喷出水，有助于外界气流与第二换热器50进行热交换后朝第二喷淋组件73的喷头的方向输送的过程中，延长了气流在空中的时间并有助于气流的温度降低，从而有助于第二喷淋组件73喷出的水与降温后的气流进行热交换后降低温度，可以使得降温后的水对第二换热器50的散热效果更佳。
46.液冷装置100还可以包括第一风机95，第一风机95可以安装于第一出风口12，第一风机95可以带动气流的流动，使得外界气流可以从第一进风口11、第二进风口13进入箱体10内，并从第一出风口12排出箱体10外。
47.液冷装置100还可以包括第二风机97，第二风机97可以安装于第二出风口14，第二风机97均可以带动气流的流动，使得外界气流可以从第三进风口19进入箱体10内，并从第二出风口14排出箱体10外。
48.本实用新型的液冷装置100可以采用不同的进风状态来为发热装置散热，并且在不同进风状态下还可以采用不同的方式来调整液冷装置100的散热效果。
49.当外界环境温度较低时，液冷装置100可以处于第一进风状态，如图1所示，在第一进风状态下，外界气流从箱体10的第一进风口11进入第一换热空间15，并在带走换热盘管31的热量后从第一出风口12排出箱体10外，此状况下可称为液冷装置100的纯自然冷却模式。当需要减弱液冷装置100的散热效果时，可以调整旁通调节阀37的连通程度，使介质溶液的整体温度不至于过低。当需要增强液冷装置100的散热效果时，可以将第一喷淋组件71处于喷淋状态，来进一步降低换热盘管31的温度，以及水在蒸发过程中可以降低周围气流的温度，此状况下可称为液冷装置100的直接蒸发冷却模式。此外，液冷装置100还可以通过调整第一风机95的转速来鼓动气流流动的快慢，从而可以增强或降低散热效果。
50.当液冷装置100在第一进风状态下还无法达到散热要求时，液冷装置100可以处于第二进风状态，如图2所示，在第二进风状态下，第一喷淋组件71保持处于喷淋状态，第二喷淋组件73也处于喷淋状态，第一进风口11关闭，外界气流从箱体10的第二进风口13进入第二换热空间17，并经第二换热器50降温后进入第一换热空间15，并在带走换热盘管31的热量后从第一出风口12排出箱体10外。由于第二喷淋组件73处于喷淋状态来降低第二换热器50的温度，使经第二换热器50进入第一换热空间15的气流的温度更低，进而进一步降低换热盘管31的温度；此状况下可称为液冷装置100的间接与直接蒸发冷却模式。当需要更进一步增强液冷装置100的散热效果时，如图3所示，在保持第二进风口13接收外界气流的情况下，还可以使外界气流从第三进风口19进入第二换热空间17，并在带走第二换热器50的热量后从第二出风口14排出箱体10外，从而可以更进一步降低经第二换热器50进入第一换热空间15的气流的温度。此外，液冷装置100还可以通过调整第二风机97的转速来鼓动气流流动的快慢，从而可以增强或降低第二换热器50的散热效果。
51.本实用新型实施方式提供一种散热设备(图未示)，散热设备包括上述任一实施方式的液冷装置100以及发热装置，发热装置设置于液冷换热箱33。发热装置可以为服务器、冷凝器等结构。
52.本实用新型实施方式提供散热设备中，液冷换热箱33可装有介质溶液，使发热装置浸泡于液冷换热箱33内的介质溶液进行散热，由于换热盘管31与液冷换热箱33连通形成回路，在液冷装置100处于第一进风状态时，箱体10通过第一进风口11接收外界气流，以使外界气流与换热盘管31进行热交换，从而可以使得流经换热盘管31的介质溶液的温度降低后重新回流至液冷换热箱33来为发热装置散热，有助于提高液冷装置100的散热效率。此外，由于与第二换热器50进行热交换后的气流的温度降低，液冷装置100处于第二进风状态时，箱体10通过第二进风口13接收外界气流，以使外界气流与第二换热器50进行热交换后输送至第一换热空间15以与换热盘管31进行热交换，同时通过关闭第一进风口11避免了与第二换热器50进行热交换后的气流因没有与换热盘管31进行热交换而直接通过第一进风口11逃逸至箱体10外的情况。由于液冷装置100具有第一进风状态和第二进风状态来分别为换热盘管31散热，有助于液冷装置100在外界环境温度较低(例如冬季)时可处于第一进风状态，在外界环境温度较高(例如夏季)时可处于第二进风状态，丰富了液冷装置100的冷却方式。
53.在本实用新型中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术
语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
54.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
55.以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。