[发明专利]一种结合热电制冷和微通道液冷的复合散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热装置，属电子设备散热领域，更具体的说是涉及一种结合热 电制冷和微通道液冷的复合散热装置。

背景技术

电子元器件的微型化以及其和机械装置的结合，设备的功率密度和发热量迅速增 大。计算机领域的高集成度中央处理器和医疗领域的激光手术刀的热量问题都很突出。目 前常见的方式为风冷散热，但风冷对流换热的最大热流密度不会超过50W/cm²，不能满足散 热需求。因此，高效实时的散热方式的研究势在必行。

热电制冷是利用半导体材料制成的PN结通上额定直流电，两结的接触面上就会发 生热电效应，主要有帕尔贴效应，焦耳效应，傅里叶效应，塞贝克效应和汤姆逊效应等五种 热电效应，热电制冷主要是利用帕尔贴效应来制冷。一般来说热电制冷片两端会存在较大 的温差，制冷片热端热量堆积很显著，因此热端热量及时带走才能保证制冷片的正常工作。 微流道散热器(微通道热沉)是在很薄的硅片、金属或其他材料表面上加工出流体通道，当 流动空间小到一定程度以后，不同的流体在不同通道的流动过程中出现尺度效应的尺度是 不同的；一般来说微通道的当量直径在1mm及其以下，研究发现，微通道的壁面结构对流体 的流动状态有很大影响，很大程度上决定了结构的对流换热能力，合理的微通道壁面结构 对保持高散热特性有非常重要的作用。

目前人们更多的只是单纯的利用热电制冷方式或微通道液冷方式，存在很多不 足：热电制冷可能的结露问题会导致设备的损坏；微通道液冷在设备发热量大时满足不了 散热需求，而且传统的微流道壁面温差大，温度分布不均匀，流动阻力较大；也有人尝试结 合两种方式来为制冷发热设备，但上述问题还是没有得到很好的解决。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种结合热电制冷和微通道液冷的复合散热装 置，解决了以往散热装置散热量小、易对发热设备造成损坏的技术难题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种结合热电制冷和微通道液冷的复合散热装置，该复合散热装置主要由第一级微通 道热沉、第二级微通道热沉、热电制冷片及热沉供液系统组成，所述热电制冷片位于第一级 微通道热沉上端，所述第一级微通道热沉和第二级微通道热沉通过热沉供液系统连通。

具体的，所述热电制冷片和第二级微通道热沉上端均连接有散热翅片，散热翅片 上端均连接有散热风扇。

具体的，所述热电制冷片设置有两个，两个所述热电制冷片相互并联连接，所述热 电制冷片下端的第一级微通道热沉同样设置有两个，两个所述第一级微通道热沉通过热沉 供液系统连通。

具体的，所述第一级微通道热沉由第一级热沉体和位于第一级热沉体上端的第一 级盖板两部分组成，所述第一级热沉体包括第一级微通道载体，第一级微通道载体作为内 设置有多个均匀平行排列的第一级微通流道，所述第一级微通道载体位于第一级微通流道 的两端均设置有第一级热沉集液槽。

具体的，所述第二级微通道热沉由第二级热沉体和位于第二级热沉体上端的第二 级盖板两部分组成，所述第二级热沉体包括第二级微通道载体，第二级微通道载体内设置 有多个均匀排列的第二级微通流道，所述第二级微通道载体位于第二级微通流道的两端均 设置有第二级热沉集液槽，所述第二级微通流道的侧壁呈凹凸交错的波浪形结构，波浪形 结构的凹面和凸面均为圆弧面。

具体的，所述热沉供液系统包括供液箱，供液箱的出水管与第一级微通道热沉连 通，所述供液箱的进水管与第二级微通道热沉连通，所述第一级微通道热沉和第二级微通 道热沉之间通过连接管道连通，所述供液箱、出水管、进水管及连接管道构成液体流动回 路。

具体的，所述供液箱的出水管上设置有水泵。

具体的，所述第一级微通道热沉和/或第二级微通道热沉由铝或铜制成。

具体的，该复合散热装置还包括设置在第一级微通道热沉、第二级微通道热沉、热 电制冷片及热沉供液系统下端的固定装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：