專利名稱：水冷散熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設(shè)備的散熱領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水冷散熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
摩爾定律指出，電子產(chǎn)品的效率每18個月翻一翻，因此，電子產(chǎn)品的熱耗也隨之增大；同時，電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸越來越小，這兩方面共同導致了單位體積內(nèi)的熱流量越來越大，系統(tǒng)散熱的難題越來越突出。例如，普通刀片式服務(wù)器系統(tǒng)的總熱耗約為IO3-IO4W數(shù)量級，體積卻只有IO-IO2L數(shù)量級，單位體積熱流量高達102-103W/L數(shù)量級。目前，此類熱耗情況的機箱、機柜越來越多，如果采用傳統(tǒng)的強制風冷散熱方式不僅很難適應日益增長的熱耗需求，無法解決系統(tǒng)散熱難題，而且會造成噪音污染，同時，因散熱而消耗能源較大的問題也會被放大。對于大熱耗的機柜級系統(tǒng)，一般采用液冷系統(tǒng)進行散熱，但目前的液冷系統(tǒng)普遍采用制冷系統(tǒng)作為冷源。由于維持制冷系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)需要消耗大量的能量，因此，盡管制冷系統(tǒng)能解決高熱量機柜級系統(tǒng)散熱的難題，卻會面臨消耗大量能源的問題。因此，目前的制冷性質(zhì)的液冷系統(tǒng)不僅不經(jīng)濟，而且維護成本高，同時還會造成能量消耗較大、污染等現(xiàn)實難題，不適合目前國家倡導的節(jié)能減排理念。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種水冷散熱系統(tǒng)，以至少解決相關(guān)技術(shù)中強制風冷散熱方式不能滿足高熱耗設(shè)備的散熱需求、消耗能源較大以及制冷型液冷系統(tǒng)的消耗能源較大、維護成本高的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種水冷散熱系統(tǒng)，其包括一級冷卻水系統(tǒng)，通過水-水換熱器將所述一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)；所述二級冷卻水系統(tǒng)，通過水-空換熱器將所述二級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到所述待散熱設(shè)備中。優(yōu)選地，水-水換熱器的第一端與一級冷卻水系統(tǒng)中的一級冷卻水接觸，水-水換熱器的第二端與二級冷卻水系統(tǒng)中的二級冷卻水接觸，用于將一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)；水-空換熱器的第一端與二級冷卻水系統(tǒng)中的二級冷卻水接觸，水-空換熱器的第二端連接至待散熱設(shè)備，用于將二級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備中。優(yōu)選地，一級冷卻水系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，二級冷卻水系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。優(yōu)選地，上述水冷散熱系統(tǒng)還包括管道，用作一級冷卻水系統(tǒng)中的一級冷卻水和二級冷卻水系統(tǒng)中的二級冷卻水的流動通道；水泵，設(shè)置在二級冷卻水系統(tǒng)中，與管道連接，用于通過水泵的泵壓驅(qū)動二級冷卻水在管道中循環(huán)流動。優(yōu)選地，上述水冷散熱系統(tǒng)還包括補水箱，通過閥門與管道連通，用于根據(jù)管道中當前的二級冷卻水的水流量和所需的冷量調(diào)節(jié)補入到管道中的二級冷卻水的水流量。優(yōu)選地，上述水冷散熱系統(tǒng)還包括溫度自控系統(tǒng)，包括溫度探頭，置于待散熱設(shè)備的回風口處，用于探測待散熱設(shè)備中的回風溫度，以便根據(jù)測出的回風溫度調(diào)節(jié)一級冷卻水系統(tǒng)中的一級冷卻水和二級冷卻水系統(tǒng)中的二級冷卻水的水流量，以調(diào)節(jié)一級冷卻水系統(tǒng)和二級冷卻水系統(tǒng)的冷量。優(yōu)選地，管道上設(shè)置有保溫材料，用于減少二級冷卻水系統(tǒng)的冷量流失。優(yōu)選地，一級冷卻水系統(tǒng)中的一級冷卻水為自來水。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種水冷散熱系統(tǒng)，其包括一級冷卻水系統(tǒng)， 通過水-水換熱器將一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞給多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)，其中，多級冷卻水系統(tǒng)中的相鄰兩級冷卻水系統(tǒng)通過一個水-水換熱器相連接，以在多級冷卻水系統(tǒng)中的相鄰兩級冷卻水系統(tǒng)之間進行冷量傳遞；多級冷卻水系統(tǒng)，多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)通過水-空換熱器將多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備中。優(yōu)選地，水-水換熱器的第一端與所述一級冷卻水系統(tǒng)中的一級冷卻水接觸， 水-水換熱器的第二端與串行連接的多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水接觸，用于將一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞給多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)； 水-空換熱器的第一端與多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水接觸， 水-空換熱器的第二端連接至待散熱設(shè)備，用于將多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備中。優(yōu)選地，一級冷卻水系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，多級冷卻水系統(tǒng)中單個冷卻水系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。優(yōu)選地，一級冷卻水系統(tǒng)中的一級冷卻水為自來水。在本發(fā)明中，通過水-水換熱器將一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)，再通過水-空換熱器將二級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備中，通過降低待散熱設(shè)備內(nèi)空氣溫度進而減低芯片溫度，實現(xiàn)高熱耗待散熱設(shè)備的系統(tǒng)散熱；同時，一級冷卻水系統(tǒng)以城市自來水為最終冷源，在二級冷卻水系統(tǒng)單獨輸送冷源給待散熱設(shè)備不足以滿足設(shè)備散熱要求時，一級冷卻水系統(tǒng)可與二級冷卻水系統(tǒng)配合，增加輸送到待散熱設(shè)備中的冷量，對待散熱設(shè)備進行散熱，避免通過強制風或制冷系統(tǒng)來實現(xiàn)對待散熱設(shè)備進行散熱， 從而減少了本發(fā)明對待散熱設(shè)備進行散熱所需的額外消耗的能量，節(jié)省了大量系統(tǒng)能量， 而且成本低。解決了相關(guān)技術(shù)中強制風冷散熱方式不能滿足高熱耗設(shè)備的散熱需求、消耗能源較大以及制冷型液冷系統(tǒng)的消耗能源較大、維護成本高的問題，從而本發(fā)明中水冷散熱系統(tǒng)的使用有利于提高待散熱設(shè)備運行的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的水冷散熱系統(tǒng)的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的水冷散熱系統(tǒng)的另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
實施例1圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的水冷散熱系統(tǒng)的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示， 該水冷散熱系統(tǒng)包括一級冷卻水系統(tǒng)100，通過水-水換熱器1將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)200 ；二級冷卻水系統(tǒng)200，通過水-空換熱器3將二級冷卻水系統(tǒng)200的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中。在上述優(yōu)選實施例中，通過水-水換熱器1將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)200，再通過水-空換熱器3將二級冷卻水系統(tǒng)200的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中，與待散熱設(shè)備4中的熱空氣進行熱交換，降低待散熱設(shè)備4中熱空氣的溫度，進而冷卻待散熱設(shè)備4內(nèi)的電子產(chǎn)品的溫度，同時，一級冷卻水系統(tǒng)100以自來水為冷源，將冷卻水的冷量通過二級冷卻水系統(tǒng)傳遞到待散熱設(shè)備中，對待散熱設(shè)備4進行散熱，避免通過強制風或制冷系統(tǒng)來實現(xiàn)對待散熱設(shè)備4進行散熱，從而減少了本發(fā)明對待散熱設(shè)備進行散熱所需的額外消耗的能量，節(jié)省了大量系統(tǒng)能量，而且成本低；解決了相關(guān)技術(shù)中強制風冷散熱方式不能滿足高熱耗設(shè)備的散熱需求、消耗能源較大以及制冷型液冷系統(tǒng)的消耗能源較大、維護成本高的問題，從而本發(fā)明中水冷散熱系統(tǒng)的使用有利于提高待散熱設(shè)備運行的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性。在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例提供了優(yōu)選的水-水換熱器1和水-空換熱器3 的連接方式，具體地，如圖1所示，水-水換熱器1的第一端與一級冷卻水系統(tǒng)100中的一級冷卻水接觸，水-水換熱器1的第二端與二級冷卻水系統(tǒng)200中的二級冷卻水接觸，用于將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)200 ；水-空換熱器3的第一端與二級冷卻水系統(tǒng)200中的二級冷卻水接觸，水-空換熱器3的第二端連接至待散熱設(shè)備4，用于將二級冷卻水系統(tǒng)200的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中。在本實施例中，通過水-水換熱器1連接一級冷卻水和二級冷卻水，實現(xiàn)將一級冷卻水的冷量傳遞給二級冷卻水，并通過水-空換熱器3將二級冷卻水的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中，實現(xiàn)將一級冷卻水的冷量和二級冷卻水的冷量結(jié)合起來由二級冷卻水系統(tǒng)200傳遞給待散熱設(shè)備4，以提高對待散熱設(shè)備4的散熱效果。在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)進行了改進，具體地，一級冷卻水系統(tǒng)100為開式系統(tǒng)，二級冷卻水系統(tǒng)200閉式循環(huán)系統(tǒng)。在本實施例中，一級冷卻水系統(tǒng)100管道可以直接連接到自來水系統(tǒng)上，從而形成開式系統(tǒng)，充分的利用了自然界冷源的優(yōu)勢，既能達到減低待散熱設(shè)備4的溫度時系統(tǒng)散熱所需消耗的能源，又能達到環(huán)保效果。在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)進行了改進，如圖1所示，該水冷散熱系統(tǒng)包括管道8，用作一級冷卻水和二級冷卻水的流動通道；水泵9，設(shè)置在二級冷卻水系統(tǒng)200中，與管道8連接，用于通過水泵9的泵壓驅(qū)動二級冷卻水在管道8中循環(huán)流動。在本實施例中，通過管道使得水-水換熱器1和水-空換熱器3與管道8中的二級冷卻水接觸，實現(xiàn)將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)200，并最終傳遞至待散熱設(shè)備4，以便滿足高熱耗設(shè)備的散熱需求；同時，通過水泵9驅(qū)動二級冷卻水的循環(huán)流動，使得二級冷卻水在管道8中循環(huán)流動，傳遞一級冷卻水冷量到待散熱設(shè)備。在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)進行了進一步的改進，如圖1所示，該水冷散熱系統(tǒng)包括補水箱5，通過閥門7與管道8連通，用于根據(jù)管道4/8頁中當前的二級冷卻水的水流量和所需的冷量調(diào)節(jié)補入到管道中的二級冷卻水的水流量。在本實施例中，可以通過調(diào)節(jié)閥門7使得補水箱5對二級冷卻水進行補給，以調(diào)節(jié)二級冷卻水的水流量和冷量，實現(xiàn)根據(jù)不同需求對二級冷卻水的水流量和冷量進行調(diào)節(jié)，以滿足不同待散熱設(shè)備的不同散熱需要，從而增強了本發(fā)明的使用靈活性。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)做了進一步的改進， 如圖1所示，該水冷散熱系統(tǒng)包括溫度自控系統(tǒng)11 (為圖1中的虛線)，包括溫度探頭 12，置于待散熱設(shè)備4的回風口處，用于探測待散熱設(shè)備4中的回風溫度，在調(diào)節(jié)水流量的過程中，根據(jù)測出的回風溫度調(diào)節(jié)一級冷卻水和二級冷卻水的水流量，以調(diào)節(jié)一級冷卻水系統(tǒng)100和二級冷卻水系統(tǒng)200的冷量。在本實施例中，在待散熱通訊設(shè)備4的回風口處設(shè)置有溫度探頭12，根據(jù)溫度探頭12探測到的溫度有針對性地對一級冷卻水和二級冷卻水的水流量進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)根據(jù)溫度需求調(diào)節(jié)一級冷卻水和二級冷卻水的冷量，從而提高了本發(fā)明的散熱效率，提高了散熱后待散熱設(shè)備的溫度的準確性。
在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供了一種優(yōu)選的調(diào)節(jié)方案。具體而言，在溫度探頭12探測出待散熱設(shè)備4中的回風溫度高于預設(shè)溫度值時，通過調(diào)節(jié)與補水箱5和管道8 連接的閥門7以及調(diào)節(jié)水泵9，增大管道8中的二級冷卻水的水流量。在本實施例中，在溫度探頭12探測出待散熱設(shè)備4中的回風溫度高于預設(shè)溫度值時，通過對二級冷卻水的水流量進行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)水泵9的轉(zhuǎn)速，控制二級冷卻系統(tǒng)中冷卻水的流速，進而達到調(diào)節(jié)合適的二級冷卻水冷量的目的，以便準確地、有效地傳遞冷量到待散熱設(shè)備4中，滿足系統(tǒng)散熱的需求，同時達到節(jié)能目的。
在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種優(yōu)選的調(diào)節(jié)方案。具體而言，在增大管道8中的二級冷卻水的水流量后，當探測出待散熱設(shè)備4中的回風溫度高于預設(shè)溫度值時(此時，待散熱設(shè)備4的散熱能力不足)，通過調(diào)節(jié)與裝有一級冷卻水的蓄水箱2連接的閥門10，增大蓄水箱2中一級冷卻水的水流量。在本實施例中，在調(diào)節(jié)二級冷卻水的水流量后，仍然無法滿足待散熱設(shè)備4的散熱需要時，可以通過對一級冷卻水的水流量進行調(diào)節(jié)， 調(diào)節(jié)一級冷卻水的冷量，進而調(diào)節(jié)二級冷卻水的冷量，以滿足待散熱設(shè)備4的散熱需要。本發(fā)明實現(xiàn)了二級冷卻水的冷量不夠時，可以通過調(diào)節(jié)一級冷卻水的水流量來增強二級冷卻水的冷量，從而可以實現(xiàn)本發(fā)明的對待散熱設(shè)備4進行大溫度值區(qū)間的散熱，增強了本發(fā)明的實用性。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明在管道8上設(shè)置有保溫材料，以減少二級冷卻水的冷量的流失，實現(xiàn)可以充分將二級冷卻水的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中，提高對待散熱設(shè)備4的散熱效果。
在上述實施例的基礎(chǔ)上，保溫材料可以但不限于為保溫棉，以經(jīng)濟的保溫棉作為保溫材料，可以在達到保溫效果的同時降低成本。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)又做了進一步的改進，如圖1所示，該水冷散熱系統(tǒng)包括調(diào)速風扇6，用于將待散熱設(shè)備4回風口的熱空氣吹過水-空熱交換器，與二級冷卻水系統(tǒng)200進行換熱，從而減低水-空熱交換器3出口空氣溫度(待散熱設(shè)備4入風口)，進而對通訊設(shè)備4(即待散熱設(shè)備4)內(nèi)電子產(chǎn)品進行散熱， 其中，通訊設(shè)備4中空氣是封閉循環(huán)狀態(tài)的。
進一步地，在上述實施例中，與水-空熱交換器進行換熱的冷空氣吸收電子產(chǎn)品7的熱量后，再次成為熱空氣，在調(diào)速風扇6的驅(qū)動力下再次進入水-空熱交換器3，與二級冷卻水系統(tǒng)200進行熱交換，調(diào)速風扇6將產(chǎn)生的低溫空氣再次吹入待散熱設(shè)備4中。如此不斷循環(huán)，實現(xiàn)對待散熱設(shè)備4進行散熱。
進一步地，在上述實施例中，上述調(diào)速風扇6依據(jù)溫度探頭12探測的溫度，在一定的冷量范圍內(nèi)，只調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)風量，達到優(yōu)化系統(tǒng)散熱目的，從而控制系統(tǒng)風扇噪音，同時在一定程度上實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能的效果。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，一級冷卻水系統(tǒng)100中的一級冷卻水可以為自來水，也可以是其他的自然水源，充分利用城市自來水系統(tǒng)的泵壓將自來水泵壓入蓄水箱，以減少維持一級冷卻水循環(huán)的能量，同時，充分利用了自然界冷源的優(yōu)勢，以實現(xiàn)降低待散熱設(shè)備4的散熱成本，減少因動力能源驅(qū)動散熱系統(tǒng)而導致的能源消耗大、有噪聲的問題；同時，充分利用自然界的優(yōu)勢，對于大部分散熱場景下可直接利用，增強了本發(fā)明的可操作性。
進一步地，在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，可以在二級冷卻水中加入乙二醇，以減小二級冷卻水對管道產(chǎn)生的腐蝕，同時，在外界溫度過低時，防止二級冷卻水結(jié)凍，以保證本發(fā)明可以在外界溫度過低時順利對待散熱設(shè)備4進行散熱。
實施例2
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供了另一種優(yōu)選的水冷散熱系統(tǒng)，具體地，如圖2所示，上述水冷散熱系統(tǒng)包括一級冷卻水系統(tǒng)100，通過水-水換熱器1將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)，其中，多級冷卻水系統(tǒng)中的相鄰兩級冷卻水系統(tǒng)通過一個水-水換熱器1相連接，以在多級冷卻水系統(tǒng)中的相鄰兩級冷卻水系統(tǒng)之間進行冷量傳遞；多級冷卻水系統(tǒng)，多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)通過水-空換熱器3將所述多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到所述待散熱設(shè)備4中。
在上述優(yōu)選的實施例中，圖2中所示的一級冷卻水系統(tǒng)100與圖1所示的一級冷卻水系統(tǒng)100具有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖2中所示的多級冷卻水系統(tǒng)中的每級冷卻水系統(tǒng)與圖1所示的二級冷卻水系統(tǒng)200具有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖2中所示的待散熱設(shè)備4與圖1 所示的待散熱設(shè)備4具有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
此外，圖2中所示的一級冷卻水系統(tǒng)100通過水-水換熱器1與多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的二級冷卻水系統(tǒng)200)連接的具體連接方案可以參照圖1 所示的一級冷卻水系統(tǒng)100通過水-水換熱器1與二級冷卻水系統(tǒng)200連接的連接方式。
圖2中所示的多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的三級冷卻水系統(tǒng)300)通過水-空換熱器3與待散熱設(shè)備4連接的具體連接方案可以參照圖1所示的二級冷卻水系統(tǒng)200通過水-空換熱器3與待散熱設(shè)備4連接的具體連接方案。
在上述優(yōu)選實施例中，通過水-水換熱器1將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)，多級冷卻水系統(tǒng)中的相鄰兩級冷卻水系統(tǒng)之間通過水-水換熱器1進行冷量傳遞，通過水-空換熱器3將多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中，與待散熱設(shè)備4中的熱空氣進行熱交換，通過降低待散熱設(shè)備內(nèi)空氣溫度進而減低芯片溫度，實現(xiàn)高熱耗待散熱設(shè)備的系統(tǒng)散熱；同時，可以實現(xiàn)根據(jù)散熱設(shè)備4的不同的散熱需求，來選擇使用冷卻水系統(tǒng)的級數(shù)，從而改變多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量，以滿足散熱設(shè)備4不同的散熱需求，增強本發(fā)明的使用靈活性。在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例提供了優(yōu)選的水-水換熱器1和水-空換熱器 3在多級冷卻水系統(tǒng)中的連接方式，具體地，可以參照圖1中的水-水換熱器1和水-空換熱器3的連接方式，水-水換熱器1的第一端與一級冷卻水系統(tǒng)100中的一級冷卻水接觸， 水-水換熱器1的第二端與串行連接的多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的二級冷卻水系統(tǒng)200)中的冷卻水接觸，用于將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)；水-空換熱器3的第一端與多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的三級冷卻水系統(tǒng)300)中的冷卻水接觸，水-空換熱器3的第二端連接至待散熱設(shè)備4，用于將多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中。在本實施例中，通過水-水換熱器1將一級冷卻水的冷量和多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的二級冷卻水系統(tǒng)200)中的冷卻水的冷量與多級冷卻水系統(tǒng)中的其他各級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的三級冷卻水系統(tǒng)300)中的冷卻水的冷量結(jié)合，并由多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的三級冷卻水系統(tǒng)300)將結(jié)合后的冷卻水的冷量傳遞給待散熱設(shè)備4，提高對待散熱設(shè)備4的散熱效果，同時，可以根據(jù)待散熱設(shè)備4的不同的散熱需求，來選擇包括不同級數(shù)的多級冷卻水系統(tǒng)，以滿足不同的散熱需求。在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)進行了改進，具體地，一級冷卻水系統(tǒng)100為開式系統(tǒng)，多級冷卻水系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。在本實施例中，一級冷卻水系統(tǒng)100管道可以直接連接到自然水源系統(tǒng)上，從而形成開式環(huán)路，充分的利用了自然界冷源的優(yōu)勢，既能達到減低待散熱設(shè)備4的溫度時系統(tǒng)散熱所需消耗的能源，又能達到環(huán)保效果。在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，一級冷卻水系統(tǒng)100中的一級冷卻水可以為自來水，也可以是其他的自然水源，充分利用城市自來水系統(tǒng)的泵壓將自來水泵壓入蓄水箱，以減少維持一級冷卻水循環(huán)的能量，同時，充分利用了自然界冷源的優(yōu)勢，以實現(xiàn)降低待散熱設(shè)備4的散熱成本，減少因動力能源驅(qū)動散熱系統(tǒng)而導致的能源消耗大、有噪聲的問題；同時，充分利用自然界的優(yōu)勢，對于大部分散熱場景下可直接利用，增強了本發(fā)明的可操作性。進一步地，在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，可以在多級冷卻水中加入乙二醇，以減小多級冷卻水對管道產(chǎn)生的腐蝕，同時，在外界溫度過低時，防止多級冷卻水結(jié)凍，以保證本發(fā)明可以在外界溫度過低時順利對待散熱設(shè)備4進行散熱。在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)進行了改進，具體地，該水冷散熱系統(tǒng)包括管道8，用作多級冷卻水的流動通道；水泵9，設(shè)置在二級冷卻水系統(tǒng)200和三級冷卻水系統(tǒng)300中，與管道8連接，用于通過水泵9的泵壓驅(qū)動二級冷卻水和三級冷卻水在管道8中循環(huán)流動。在本實施例中，通過管道8使得水-水換熱器1和水-空換熱器 3與管道8中的多級冷卻水接觸，實現(xiàn)將一級冷卻水系統(tǒng)100的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)200，進而將二級冷卻水系統(tǒng)200的冷量傳遞給三級冷卻水系統(tǒng)300，增強三級冷卻水系統(tǒng)30的冷量，以便滿足高熱耗設(shè)備的散熱需求；同時，通過水泵9驅(qū)動二級冷卻水和三級冷卻水的循環(huán)流動，使得二級冷卻水和三級冷卻水在管道8中循環(huán)流動，避免了使用動力能源驅(qū)動本發(fā)明的運行，降低了本發(fā)明的能源消耗，避免了使用風扇等進行散熱而導致的不環(huán)保、噪聲大的問題。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)進行了進一步的改進，具體地，該水冷散熱系統(tǒng)包括補水箱5，通過閥門7與管道8連通，用于根據(jù)管道8中當前的二級冷卻水的水流量和所需的冷量調(diào)節(jié)補入到管道8中的二級冷卻水的水流量；補水箱5，通過閥門7與管道8連通，還用于根據(jù)管道8中當前的三級冷卻水的水流量和所需的冷量調(diào)節(jié)補入到管道8中的三級冷卻水的水流量。在本實施例中，可以通過調(diào)節(jié)閥門7使得補水箱5分別對二級冷卻水和三級冷卻水進行補給，以調(diào)節(jié)二級冷卻水和三級冷卻水的水流量和冷量，實現(xiàn)根據(jù)不同需求對二級冷卻水和三級冷卻水的水流量和冷量進行調(diào)節(jié)， 以滿足不同待散熱設(shè)備的不同散熱需要，從而增強了本發(fā)明的使用靈活性。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)又做了進一步的改進，具體地，該水冷散熱系統(tǒng)包括調(diào)速風扇6，用于將待散熱設(shè)備4回風口的熱空氣吹過水-空熱交換器，與多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)(圖2中的三級冷卻水系統(tǒng) 300)進行換熱，從而減低水-空熱交換器3出口空氣溫度(待散熱設(shè)備4入風口)，進而對通訊設(shè)備4 (即待散熱設(shè)備4)內(nèi)電子產(chǎn)品進行散熱，其中，通訊設(shè)備4中空氣是封閉循環(huán)狀態(tài)的。
進一步地，在上述實施例中，與水-空熱交換器進行換熱的冷空氣吸收電子產(chǎn)品的熱量后，再次成為熱空氣，在調(diào)速風扇6的驅(qū)動力下再次進入水-空熱交換器3，與多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)進行熱交換，調(diào)速風扇6將產(chǎn)生的低溫空氣再次吹入待散熱設(shè)備4中。如此不斷循環(huán)，實現(xiàn)對待散熱設(shè)備4進行散熱。
進一步地，在上述實施例中，上述調(diào)速風扇6依據(jù)溫度探頭12探測的溫度，在一定的冷量范圍內(nèi)，只調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)風量，達到優(yōu)化系統(tǒng)散熱目的，從而控制系統(tǒng)風扇噪音，同時在一定程度上實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能的效果。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對上述水冷散熱系統(tǒng)做了進一步的改進， 具體地，該水冷散熱系統(tǒng)包括溫度自控系統(tǒng)11，包括溫度探頭12，置于待散熱設(shè)備4的回風口處，用于探測待散熱設(shè)備4中的回風溫度，以便根據(jù)測出的回風溫度調(diào)節(jié)多級冷卻水(圖2中的三級冷卻水和二級冷卻水)和一級冷卻水的水流量，以調(diào)節(jié)多級冷卻水系統(tǒng) 100和一級冷卻水系統(tǒng)的冷量。在本實施例中，在待散熱通訊設(shè)備4的回風口處設(shè)置有溫度探頭12，根據(jù)溫度探頭12探測到的溫度有針對性地對多級冷卻水和一級冷卻水的水流量進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)根據(jù)溫度需求最終調(diào)節(jié)一級冷卻水的冷量，從而提高了本發(fā)明的散熱效率， 提高了散熱后待散熱設(shè)備的溫度的準確性。
在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供了一種優(yōu)選的調(diào)節(jié)方案，具體的，在溫度探頭 12探測出待散熱設(shè)備4中的回風溫度高于預設(shè)溫度值時，通過調(diào)節(jié)與補水箱5和管道8連接的閥門7以及調(diào)節(jié)水泵9，增大管道8中的多級冷卻水系統(tǒng)200中的冷卻水的水流量；在調(diào)節(jié)多級冷卻水系統(tǒng)200中的冷卻水的水流量后，溫度探頭12探測出待散熱設(shè)備4中的回風溫度高于預設(shè)溫度值時，通過調(diào)節(jié)與補水箱5和管道8連接的閥門7以及調(diào)節(jié)水泵9，增大管道8中的三級冷卻水系統(tǒng)200中的冷卻水的水流量。在本實施例中，在溫度探頭12探測出待散熱設(shè)備4中的回風溫度高于預設(shè)溫度值時，對二級冷卻水系統(tǒng)200與三級冷卻水系統(tǒng)300中的冷卻水的水流量分別進行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)設(shè)置在二級冷卻水系統(tǒng)200與三級冷卻水系統(tǒng)300中的水泵的轉(zhuǎn)速，分別控制二級冷卻水系統(tǒng)200與三級冷卻水系統(tǒng)300中的冷卻水的流速，進而達到調(diào)節(jié)合適的二級冷卻水系統(tǒng)200與三級冷卻水系統(tǒng)300冷量的目的，以便準確地、有效地傳遞冷量到待散熱設(shè)備4中，滿足系統(tǒng)散熱的需求，同時達到節(jié)能目的。
在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對調(diào)節(jié)方案做了改進，具體地，在增大管道8中的二級冷卻水系統(tǒng)200與三級冷卻水系統(tǒng)300中的冷卻水的水流量后，當探測出待散熱設(shè)備 4中的回風溫度高于預設(shè)溫度值時(此時，待散熱設(shè)備4的散熱能力不足)，通過調(diào)節(jié)與裝有一級冷卻水的蓄水箱2連接的閥門10，增大蓄水箱2中一級冷卻水的水流量。在本實施例中，在調(diào)節(jié)二級冷卻水和三級冷卻水的水流量后，仍然無法滿足待散熱設(shè)備4的散熱需要時，可以通過對一級冷卻水的水流量進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)一級冷卻水的冷量，進而調(diào)節(jié)二級冷卻水系統(tǒng)200和三級冷卻水系統(tǒng)300的冷量，以滿足待散熱設(shè)備4的散熱需要。本發(fā)明實現(xiàn)了二級冷卻水系統(tǒng)200和三級冷卻水系統(tǒng)300的冷量不夠時，可以通過調(diào)節(jié)一級冷卻水的水流量來增強二級冷卻水系統(tǒng)200和三級冷卻水系統(tǒng)300的冷量，從而可以實現(xiàn)本發(fā)明的對待散熱設(shè)備4進行大溫度值區(qū)間的散熱，增強了本發(fā)明的實用性。
在上述各優(yōu)選實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明在管道8上設(shè)置有保溫材料，以減少二級冷卻水系統(tǒng)200和三級冷卻水系統(tǒng)300的冷量的流失，實現(xiàn)可以充分將二級冷卻水系統(tǒng)200 和三級冷卻水系統(tǒng)300的冷量傳遞到待散熱設(shè)備4中，提高對待散熱設(shè)備4的散熱效果。
在上述實施例的基礎(chǔ)上，保溫材料可以但不限于為保溫棉，以經(jīng)濟的保溫棉作為保溫材料，可以在達到保溫效果的同時降低成本。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，包括一級冷卻水系統(tǒng)(100)，通過水-水換熱器(1)將所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)O00)；所述二級冷卻水系統(tǒng)000)，通過水-空換熱器(3)將所述二級冷卻水系統(tǒng)(200)的冷量傳遞到所述待散熱設(shè)備中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水-水換熱器(1)的第一端與所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)中的一級冷卻水接觸，所述水-水換熱器(1)的第二端與所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)中的二級冷卻水接觸，用于將所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)的冷量傳遞給所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)；所述水-空換熱器(3)的第一端與所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)中的二級冷卻水接觸，所述水-空換熱器(3)的第二端連接至所述待散熱設(shè)備 G)，用于將所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)的冷量傳遞到所述待散熱設(shè)備中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)為開式系統(tǒng)，所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括管道(8)，用作所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)中的一級冷卻水和所述二級冷卻水系統(tǒng) (200)中的二級冷卻水的流動通道；水泵(9)，設(shè)置在所述二級冷卻水系統(tǒng)(200)中，與所述管道(8)連接，用于通過所述水泵(9)的泵壓驅(qū)動所述二級冷卻水在所述管道(8)中循環(huán)流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括補水箱(5)，通過閥門(7)與所述管道(8)連通，用于根據(jù)所述管道(8)中當前的所述二級冷卻水的水流量和所需的冷量調(diào)節(jié)補入到所述管道(8)中的二級冷卻水的水流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度自控系統(tǒng)(11)，包括溫度探頭(12)，置于所述待散熱設(shè)備(4)的回風口處，用于探測所述待散熱設(shè)備(4)中的回風溫度，以便根據(jù)測出的回風溫度調(diào)節(jié)所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)中的一級冷卻水和所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)中的二級冷卻水的水流量，以調(diào)節(jié)所述一級冷卻水系統(tǒng)(100) 和所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)的冷量
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)中的一級冷卻水為自來水。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述管道(8)上設(shè)置有保溫材料，用于減少所述二級冷卻水系統(tǒng)O00)的冷量流失。
9.一種水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，包括一級冷卻水系統(tǒng)(100)，通過水-水換熱器(1)將所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)的冷量傳遞給多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)，其中，所述多級冷卻水系統(tǒng)中的相鄰兩級冷卻水系統(tǒng)通過一個水-水換熱器(1)相連接，以在所述多級冷卻水系統(tǒng)中的相鄰兩級冷卻水系統(tǒng)之間進行冷量傳遞；所述多級冷卻水系統(tǒng)，所述多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)通過水-空換熱器( 將所述多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到所述待散熱設(shè)備(4) 中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述水-水換熱器(1)的第一端與所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)中的一級冷卻水接觸，所述水-水換熱器(1)的第二端與串行連接的多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水接觸，用于將所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)的冷量傳遞給多級冷卻水系統(tǒng)中的第一級冷卻水系統(tǒng)；所述水-空換熱器 (3)的第一端與多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水接觸，所述水-空換熱器(3)的第二端連接至待散熱設(shè)備G)，用于將多級冷卻水系統(tǒng)中的最后一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)為開式系統(tǒng)，所述多級冷卻水系統(tǒng)為閉式循環(huán)系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水冷散熱系統(tǒng)，其特征在于，所述一級冷卻水系統(tǒng)(100)中的一級冷卻水為自來水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水冷散熱系統(tǒng)，該水冷散熱系統(tǒng)包括一級冷卻水系統(tǒng)，通過水-水換熱器將一級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞給二級冷卻水系統(tǒng)；二級冷卻水系統(tǒng)，通過水-空換熱器將二級冷卻水系統(tǒng)的冷量傳遞到待散熱設(shè)備中。本發(fā)明解決了相關(guān)技術(shù)中強制風冷散熱方式不能滿足高熱耗設(shè)備的散熱、消耗能源較大以及制冷型液冷系統(tǒng)的消耗能源較大、維護成本高的問題，本發(fā)明中水冷散熱系統(tǒng)的使用滿足了高熱耗設(shè)備的散熱需求，降低了散熱系統(tǒng)的維護成本。
文檔編號H05K7/20GK102548362SQ20111045127
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
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