散热装置及电子设备的制作方法

1.本技术涉及冷却设备技术领域，特别涉及一种散热装置及电子设备。


背景技术：

2.随着电子器件功率密度的不断提升，两相液冷散热逐渐开始在应用在散热的各个领域。流体介质在循环泵的驱动下进行单向流动，发热源与冷板通过导热界面材料进行紧密接触，单相流体在进入两相冷板后，吸收发热源通过壁面传导过来的热量，由单相蒸发成气液两相状态，两相流体经过换热器释放热量，气液两相冷凝成液态，再进入循环泵，如此往复，从而带走发热源的热量，保证发热源始终处于一个合适的温度工作区间。
3.在流体循环过程中，冷板出口处的干度(即气体占比)会影响整个回路的流体阻抗，干度越高，流体阻抗越大，回路中循环流动的液体流量就变小，从而会导致发热源的热量无法及时通过流体带走。
4.当两个冷板并联时，形成两个流体支路，当某一个流体支路的热源功耗远超过另一个流体支路时，该流体支路的气体蒸发量增加，导致流体支路的出口干度变高，该流体支路所在的回路的流阻增大，使得该流体支路内的流体流量减少，而另一个流体支路的流体流量却更多。即，造成了热源功耗高的流体支路的流体流量减小而热源功耗低的流体支路的流体流量增加，造成流体流量分配严重不匹配需求的现象。


技术实现要素：

5.本技术提供如下技术方案：
6.一种散热装置，包括：
7.流体主路；
8.至少两个流体支路，所述流体支路串联于所述流体主路，任意两个所述流体支路并联，所述流体支路能够与发热源进行换热；
9.调节结构，设置于至少一个所述流体支路中，用于调节所在流体支路内的流体流量。
10.可选地，上述散热装置中，所述调节结构包括：
11.连通旁路，至少用于连通所述至少两个流体支路中的第一流体支路和第二流体支路，其中，所述第一流体支路能够与第一发热源进行换热，所述第二流体支路能够与第二发热源进行换热。
12.可选地，上述散热装置中，所述调节结构还包括以下至少之一：
13.压力调节结构，设置于至少一个所述流体支路中，至少能够调整该流体支路中的压力；
14.相变结构，设置于至少一个所述流体支路中，能够改变该流体支路内至少部分流体介质的气相状态；或，
15.流量调节结构，设置于至少一个所述流体支路中，能够改变该流体支路内流体介
质的流量。
16.可选地，上述散热装置中，所述流体支路串联有用于与所述发热源进行换热的换热腔体；
17.所述连通旁路与所述流体支路的换热腔体连通。
18.可选地，上述散热装置中，所述散热装置还包括用于与所述发热源接触换热的冷板；
19.所述换热腔体为所述冷板的冷板腔体。
20.可选地，上述散热装置中，所述连通旁路包括：
21.管壁层；
22.设置于所述管壁层内壁的疏水层；
23.由所述疏水层围成的旁通腔体。
24.可选地，上述散热装置中，所述散热装置还包括用于对所述连通旁路进行散热的散热装置。
25.可选地，上述散热装置中，所述连通旁路的管壁层为高导热系数的材料层。
26.可选地，上述散热装置中，所述连通旁路的两端分别为用于与两个所述流体支路连接的连接端；
27.所述连通旁路具有位于其两个所述连接端之间的回流区域，所述回流区域的水平位置高于所述连接端的水平位置；所述回流区域内的液体能够沿所述连通旁路的内壁流入所述流体支路。
28.可选地，上述散热装置中，所述回流区域位于所述连通旁路的中间区域；
29.所述回流区域到所述连通旁路的一个所述连接端的距离与所述回流区域到所述连通旁路的另一个所述连接端的距离相等或不相等。
30.可选地，上述散热装置中，所述连通旁路具有连接所述回流区域与所述连接端之间的连接管段，所述连接管段为直管段；且/或，所述回流区域对应设置有能够对其进行散热的散热件。
31.本技术还提供了一种电子设备，包括作为发热源的电子器件，还包括如上述任一项所述的散热装置；
32.所述电子器件的数量为至少两个，至少两个所述电子器件与所述散热装置的至少两个流体支路一一对应；
33.或，所述散热装置的至少两个流体支路与同一个所述电子器件对应。
34.从上述的技术方案可以看出，本技术提供的散热流路，由于任意两个流体支路并联，调节结构设置于至少一个流体支路中，用于调节所在流体支路内的流体流量，因此，在不同的流体支路与发热源进行换热的热量不同时，通过调节结构调节所在流体支路内的流体流量，可以实现调节流体支路内的流体流量分配的作用，使得流体支路内的流量匹配需求。
35.本技术还提供了一种具有上述散热流路的电子设备，具有与上述散热流路同样地技术效果，在此不再一一累述。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
37.图1为本技术实施例提供的散热流路的结构示意图；
38.图2为本技术实施例提供的第一发热源与第一冷板的结构示意图；
39.图3为本技术实施例提供的第二发热源与第二冷板的结构示意图；
40.图4为本技术实施例提供的连通旁路的结构示意图；
41.图5为图4中沿a-a面的剖切结构示意图。
具体实施方式
42.本技术公开了一种散热流路，以使流体流量分配匹配需求。
43.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通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例，都属于本技术保护的范围。
44.本技术实施例提供了一种散热装置，包括流体主路、调节结构及至少两个流体支路。流体支路串联于流体主路，任意两个流体支路并联，流体支路能够与发热源进行换热；调节结构设置于至少一个流体支路中，用于调节所在流体支路内的流体流量。
45.本技术实施例提供的散热装置，由于任意两个流体支路并联，调节结构设置于至少一个流体支路中，用于调节所在流体支路内的流体流量，因此，在不同的流体支路与发热源进行换热的热量不同时，通过调节结构调节所在流体支路内的流体流量，可以实现调节流体支路内的流体流量分配的作用，使得流体支路内的流量匹配需求。
46.可以理解的是，散热装置的流路(流体主路及流体支路)内流动的流体可以为气液两相流体，即，液态的流体在吸收一定热量后变为气态的流体。如图1所示，实线箭头为液态的流体，虚线箭头为气态的流体或气液混合的流体。散热装置的流路中的流体介质可以为r134a或novec-7000等潜热高且无毒的制冷剂，当然，也可以选用水等作为流体介质。
47.优选地，散热装置的流路为循环流路，散热装置还包括连接于循环流路的cdu(coolant distribution unit，冷却剂分配装置)。如图1所示，流体主路410的进口与cdu的出口连通，流体主路410的出口与cdu的进口连通。循环流路还可以设置循环泵等驱动部件，实现流体介质在循环流路中的循环流动。
48.在一种实施例中，发热源的数量为多个，流体支路与发热源一一对应。即，一个流体支路与一个发热源进行热交换。其中，不同的发热源散发的热量不同，容易导致不同的流体支路与发热源进行换热的热量不同。通过流体支路与发热源一对一进行热交换的结构，更有利于依据不同发热源与流体支路热交换的热量调节与其对应设置的流体支路的流量，进而提高了控制精度。
49.如图1、图2及图3所示，本实施例中，发热源的数量为两个，分别为第一发热源110及第二发热源120；流体支路的数量也为两个，分别为第一流体支路310及第二流体支路
320。其中，第一发热源110与第一流体支路310进行热交换，第一流体支路310内的流体在经过第一发热源110与第一流体支路310连接或热交换的区域时吸收热量后继续沿流体主路410流动；第二发热源120与第二流体支路320进行热交换，第二流体支路320内的流体在经过第二发热源120与第二流体支路320连接或热交换的区域时吸收热量后继续沿流体主路410流动。
50.当然，也可以将流体支路的数量设置为三个、四个
……
其中，流体支路的数量可以与发热源的数量相同，使得体支路与发热源一一对应设置。也可以使得流体支路的数量多于发热源的数量，至少一个发热源与至少两个流体支路进行换热。还可以使得流体支路的数量少于发热源的数量，至少一个流体支路与至少两个发热源进行换热。
51.在另一种实施例中，可以使得至少两个流体支路与同一个发热源热交换。在至少两个流体支路与同一个发热源热交换的热量相同时，可以不调整上述至少两个流体支路的流量，即，在此状态下，与同一个发热源热交换的至少两个流体支路的流体流量相同。即，与同一个发热源热交换的至少两个流体支路可以不设置调节结构。
52.也可以在与同一个发热源热交换的至少两个流体支路中的至少一个流体支路设置调节结构。由于发热源的热量可能不均匀分布，使得同一个发热源热与至少两个流体支路进行热交换接触或连接的区域不同，即，与同一个发热源热交换的至少两个流体支路的流体流量不相同。由于与同一个发热源热交换的不同流体支路热交换的热量不同，因此，也可以在与同一个发热源热交换的至少两个流体支路中的至少一个流体支路设置调节结构，以便于调节流体支路内的流体流量，使得流体支路内的流体流量匹配流量需求，确保与同一个发热源热交换的至少两个流体支路中的流体的蒸发量之间的差值减少，避免流体支路中的流动阻力增加。
53.在第一种实施例中，调节结构包括连通旁路，至少用于连通至少两个流体支路中的第一流体支路和第二流体支路，其中，第一流体支路能够与第一发热源进行换热，第二流体支路能够与第二发热源进行换热。通过连通旁路连通的至少两个流体支路，可以实现流体通过连通旁路的相互流动，进而均衡流体支路的内部压力，确保流体支路内的流体流量的均匀分配。
54.如图1所示，在本实施例中，调节结构包括连通旁路510，连通第一流体支路310和第二流体支路320，其中，第一流体支路310能够与第一发热源110进行换热，第二流体支路320能够与第二发热源120进行换热。即，通过连通旁路510连通第一流体支路310和第二流体支路320，使得第一流体支路310和第二流体支路320内的压力相同，避免了第一流体支路310和第二流体支路320之间流动阻力的差值，使得第一流体支路310和第二流体支路320内的流量分配满足需求。
55.即，通过上述设置，减小了第一流体支路310和第二流体支路320的流阻差异，从而使得流体主路410流动的流体介质的流量会更均匀地分配给第一流体支路310和第二流体支路320。
56.在第二种实施例中，调节结构包括连通旁路及压力调节结构。其中，连通旁路及压力调节结构可以设置在相同的流体支路上，也可以设置于不同地流体支路上。
57.压力调节结构设置于至少一个流体支路中，至少能够调整该流体支路中的压力。即，压力调节结构直接对设置调节结构的流体支路内的压力进行调节，进而调节了该流体
支路中的流体流量。
58.其中，压力调节结构可以为用于向流体支路内补充气体的气泵或抽取流体支路内流体介质的抽吸泵等。需要说明的是，在压力调节结构为抽取流体支路内流体介质的抽吸泵时，在需要抽吸泵调节该流体支路中的流体流量的状态下，该流体支路中的流体介质为气体蒸发量较高的状态，即，抽吸泵由该流体支路中抽吸的流体介质中存在气态的流体，在抽取至少部分该流体支路中的流体介质后，降低了该流体支路内的压力，以便于增加流入该流体支路中的液态的流体，进而满足了热交换需求。
59.其中，在连通旁路及压力调节结构可以设置在相同的流体支路上时，包括至少两个通过连通旁路连通的流体支路，且上述流体支路设置有压力调节结构。通过压力调节结构与连通旁路的共同作用，调节流体支路内的流体流量。
60.在连通旁路及压力调节结构设置于不同地流体支路上时，包括至少两个通过连通旁路连通的流体支路，上述流体支路不设置压力调节结构；其他未通过连通旁路连通的流体支路中，至少一个流体支路设置压力调节结构。通过连通旁路及压力调节结构分别调节不同流体支路中的流体流量。
61.在第三种实施例中，调节结构包括连通旁路及相变结构，其中，连通旁路及相变结构可以设置在相同的流体支路上，也可以设置于不同地流体支路上。
62.其中，相变结构设置于至少一个流体支路中，能够改变该流体支路内至少部分流体介质的气相状态。其中，相变结构可以为制冷器、加热器或辅助换热器等能够将流体支路内的流体进行相变转换的装置。通过直接对设置调节结构的流体支路中的流体进行相变转换，如将液态的流体转换为气态的流体或将气态的流体转换为液态的流体，实现了调节该流体支路的内压的作用，进而调节了该流体支路中的流体流量。
63.其中，在连通旁路及相变结构设置在相同的流体支路上时，包括至少两个通过连通旁路连通的流体支路，且上述流体支路设置有相变结构。通过相变结构与连通旁路的共同作用，调节流体支路内的流体流量。
64.在连通旁路及相变结构设置于不同地流体支路上时，包括至少两个通过连通旁路连通的流体支路，上述流体支路不设置相变结构；其他未通过连通旁路连通的流体支路中，至少一个流体支路设置相变结构。通过连通旁路及相变结构分别调节不同流体支路中的流体流量。
65.在第四种实施例中，调节结构包括连通旁路及流量调节结构，其中，连通旁路及流量调节结构可以设置在相同的流体支路上，也可以设置于不同地流体支路上。
66.其中，流量调节结构设置于至少一个流体支路中，能够改变该流体支路内流体介质的流量。其中，流量调节结构可以为流量调节阀或液体补充装置等。通过直接对设置调节结构的流体支路中的流体的流量进行调节。
67.其中，在连通旁路及流量调节结构设置在相同的流体支路上时，包括至少两个通过连通旁路连通的流体支路，且上述流体支路设置有流量调节结构。通过流量调节结构与连通旁路的共同作用，调节流体支路内的流体流量。
68.在连通旁路及流量调节结构设置于不同地流体支路上时，包括至少两个通过连通旁路连通的流体支路，上述流体支路不设置流量调节结构；其他未通过连通旁路连通的流体支路中，至少一个流体支路设置流量调节结构。通过连通旁路及流量调节结构分别调节
不同流体支路中的流体流量。
69.进一步地，在第二种实施例中，调节结构至少包括连通旁路及压力调节结构，通过连通旁路及压力调节结构实现了调节流体支路内流量的操作，提高了调节效果。当然，本实施例中的调节结构也可以包括相变结构和/或流量调节结构。可以理解的是，其中，相变结构和/或流量调节结构与连通旁路及压力调节结构可以设置在相同的流体支路上，也可以设置于不同地流体支路上。
70.在第三种实施例中，调节结构至少包括连通旁路及相变结构，通过连通旁路及相变结构的共同作用实现了调节流体支路内流量的操作，提高了调节效果。当然，本实施例中的调节结构也可以包括流量调节结构。可以理解的是，其中，流量调节结构与连通旁路及相变结构可以设置在相同的流体支路上，也可以设置于不同地流体支路上。
71.当然，也可以将调节结构直接设置为压力调节结构或相变结构；或者，调节结构包括压力调节结构、相变结构及流量调节结构中的任意至少两种结构。
72.即，在第五种实施例中，调节结构包括压力调节结构。压力调节结构直接对设置调节结构的流体支路内的压力进行调节，进而调节了该流体支路中的流体流量。本实施例中，压力调节结构可以为用于向流体支路内补充气体的气泵或抽取流体支路内流体介质的抽吸泵等。其中，调节结构还可以包括相变结构和/或流量调节结构。同样地，相变结构和/或流量调节结构与压力调节结构可以设置在相同的流体支路上，也可以设置于不同地流体支路上。
73.在第六实施例中，调节结构包括相变结构。相变结构可以为制冷器、加热器或辅助换热器等能够将流体支路内的流体进行相变转换的装置。通过直接对设置调节结构的流体支路中的流体进行相变转换，如将液态的流体转换为气态的流体或将气态的流体转换为液态的流体，实现了调节该流体支路的内压的作用，进而调节了该流体支路中的流体流量。其中，调节结构还可以包括流量调节结构。同样地，相变结构与流量调节结构可以设置在相同的流体支路上，也可以设置于不同地流体支路上。
74.当然，也可以使得调节结构直接为流量调节结构。
75.在调节结构至少包括连通旁路的实施例中，流体支路串联有用于与发热源进行换热的换热腔体；连通旁路与流体支路的换热腔体连通。可以理解的是，换热腔体的横截面积应该大于流体支路的横截面积。即，流体介质由流体支路流入换热腔体会降低流速，更有利于流体通过连通旁路在其连接的流体支路之间流动。
76.如图1所示，在连通旁路510连通第一流体支路310和第二流体支路320的实施例中，第一流体支路310和第二流体支路320均具有换热腔体，连通旁路510连通第一流体支路310的换热腔体与第二流体支路320的换热腔体，实现了流体介质在第一流体支路310的换热腔体与第二流体支路320的换热腔体之间的流动，进而调节第一流体支路310和第二流体支路320的流体流量。
77.进一步地，散热装置还包括用于与发热源接触换热的冷板；换热腔体为冷板的冷板腔体。即，冷板串联于流体支路上，使得冷板腔体作为串联于流体支路上的换热腔体使用。通过上述设置，确保了发热源的散热效果，也提高了流体支路与发热源的换热效率。
78.也可以将换热腔体直接设置于流体支路上，即，换热腔体作为流体支路的一个扩大管径的管段，直接与发热源接触。还可以在形成换热腔体的管段外壁增加散热部件，如散
热鳍片、散热凸起或散热凹槽等，以增加形成换热腔体的管段的散热效果。
79.如图1、图2及图3所示，冷板的数量可以为两个，分别为第一冷板210及第二冷板220；流体支路及发热源的数量也为两个。其中，第一发热源110与第一流体支路310进行热交换，因此，第一流体支路310与第一冷板210的冷板腔体串联，第一冷板210与第一发热源110热交换连接；第二流体支路320与第二冷板220的冷板腔体串联，第二冷板220与第二发热源120热交换连接。第一流体支路310内的流体在经过第一冷板210的冷板腔体时吸收热量后继续沿流体主路410流动；第二发热源120与第二流体支路320进行热交换，第二流体支路320内的流体在经过第二冷板220的冷板腔体时吸收热量后继续沿流体主路410流动。
80.如图5所示，为了便于连通旁路510内的流体流动，包括管壁层a、设置于管壁层a内壁的疏水层b及由疏水层b围成的旁通腔体c。即，经连通旁路510内的流体介质在旁通腔体c内流动，位于旁通腔体c边缘的流体与疏水层b接触，降低了液态的流体沿连通旁路510流动的阻力，提高了流体介质在连通旁路510内流动的顺畅程度。
81.本实施例中，连通旁路510的管路截面为圆形，也可以将连通旁路510的管路截面设置为其他结构，如，椭圆形、方形或三角形等，在此不再一一累述且均在保护范围之内。
82.为了提高散热装置还包括用于对连通旁路510进行散热的散热装置。通过散热装置对连通旁路510进行散热，将连通旁路510内的流体介质的至少一部分热量带走，从而降低连通旁路510内部的压力，并且使得连通旁路510内部的至少一部分气态的流体冷凝成液态的流体，补充了连通旁路510中的流体介质流入的流体支路中的液态流体量，实现了对于流体支路的主动补液。
83.其中，散热装置可以优选为风扇，通过风扇带动外部气流流经连通旁路510的外表面，带走连通旁路510内的流体介质的至少一部分热量。当然，也可以将散热装置设置为换热器或冷板等。
84.当然，散热装置也可以为仅为与回流区域对应设置且对其进行散热的散热件。其中，散热件可以为冷板、散热鳍片或风扇等。
85.为了提高连通旁路510的散热效果，优选地，连通旁路的管壁层a为高导热系数的材料层。即，提高管壁层a内外的导热系数，以便于连通旁路510内的流体介质的热量散发到连通旁路510的管壁层a外侧。上述高导热系数的材料层可选用导热系数较高的金属材质，如铝合金、铜合金等。连通旁路510内部的热量通过金属壁面(管壁层a)的热传导传到外壁面。
86.本实施例中，管壁层a的外表面及其内表面均为光面。也可以为了提高散热效果优选在管壁层a的外表面设置多个沟槽状结构，以增加管壁层a的外表面的面积，提高散热效果。当然，在不考虑流体介质在连通旁路510内的流动效果的基础上，也可以在管壁层a的内表面设置多个沟槽状结构，如，将连通旁路510设置为波纹管等结构；或者，为了降低流体介质的流动阻力，将沟槽状结构的延伸方向沿连通旁路510的延伸方向设置。
87.如图4所示，连通旁路510的两端分别为用于与两个流体支路连接的连接端511；连通旁路510具有位于其两个连接端之间的回流区域512，回流区域512的水平位置高于连接端511的水平位置；回流区域512内的液体能够沿连通旁路510的内壁流入流体支路。由于回流区域512的水平位置高于连接端511的水平位置，在重力作用下，连通旁路510内的液态的流体可以沿着连通旁路510的内壁流入流体支路，进一步提高了液态的流体在连通旁路510
内流体的顺畅性，避免连通旁路510内积水的情况。
88.为了提高液态的流体回流至两个流体支路(第一流体支路310及第二流体支路320)的均匀性，回流区域512位于连通旁路510的中间区域；其中，回流区域512到连通旁路510的一个连接端511的距离与回流区域512到连通旁路510的另一个连接端511的距离相等。
89.即，优选将连通旁路510设置为轴对称结构，其中，回流区域512的中心即为连通旁路510的对称轴。通过上述设置，确保了连通旁路510对于其连通的两个流体支路起到了相同的连通效果。
90.进一步地，连通旁路510具有连接回流区域512与连接端511之间的连接管段513，连接管段513为直管段。有效缩短了流体介质在连通旁路510内的流动路程。当然，为了提高流体介质在连通旁路510内的散热效果，也可以将连接管段513设置为螺纹装或盘状等，以扩大流体介质在连通旁路510内的流动路程。
91.本实施例中，连通旁路510为v形结构。也可以将连通旁路510设置为u形结构，其中，回流区域512优选为弧形管段。还可以将或连通旁路510设置为梯形结构，其中，回流区域512优选为直管段。
92.上述实施例中，一个连通旁路510连通两个流体支路。当然，也可以使得一个连通旁路510连通三个及以上流体支路，仅需确保连通旁路510具有多个连接端511，每个与连通旁路510连通的流体支路至少与一个连接端511连通即可。
93.本技术实施例还提供了一种电子设备，包括作为发热源的电子器件，还包括如上述任一种散热装置；电子器件的数量为至少两个，至少两个电子器件与散热装置的至少两个流体支路一一对应。或者，散热装置的至少两个流体支路与同一个所述电子器件对应。
94.由于上述散热装置具有上述技术效果，具有上述散热装置的电子设备也应具有同样地技术效果在此不再一一累述。
95.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
96.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。