一種結(jié)合熱電制冷和微通道液冷的復(fù)合散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種散熱裝置，屬電子設(shè)備散熱領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種結(jié)合熱電制冷和微通道液冷的復(fù)合散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電子元器件的微型化以及其和機械裝置的結(jié)合，設(shè)備的功率密度和發(fā)熱量迅速增大。計算機領(lǐng)域的高集成度中央處理器和醫(yī)療領(lǐng)域的激光手術(shù)刀的熱量問題都很突出。目前常見的方式為風(fēng)冷散熱，但風(fēng)冷對流換熱的最大熱流密度不會超過50W/cm2，不能滿足散熱需求。因此，高效實時的散熱方式的研究勢在必行。
[0003]熱電制冷是利用半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)通上額定直流電，兩結(jié)的接觸面上就會發(fā)生熱電效應(yīng)，主要有帕爾貼效應(yīng)，焦耳效應(yīng)，傅里葉效應(yīng)，塞貝克效應(yīng)和湯姆遜效應(yīng)等五種熱電效應(yīng)，熱電制冷主要是利用帕爾貼效應(yīng)來制冷。一般來說熱電制冷片兩端會存在較大的溫差，制冷片熱端熱量堆積很顯著，因此熱端熱量及時帶走才能保證制冷片的正常工作。微流道散熱器(微通道熱沉)是在很薄的硅片、金屬或其他材料表面上加工出流體通道，當(dāng)流動空間小到一定程度以后，不同的流體在不同通道的流動過程中出現(xiàn)尺度效應(yīng)的尺度是不同的；一般來說微通道的當(dāng)量直徑在Imm及其以下，研究發(fā)現(xiàn)，微通道的壁面結(jié)構(gòu)對流體的流動狀態(tài)有很大影響，很大程度上決定了結(jié)構(gòu)的對流換熱能力，合理的微通道壁面結(jié)構(gòu)對保持高散熱特性有非常重要的作用。
[0004]目前人們更多的只是單純的利用熱電制冷方式或微通道液冷方式，存在很多不足:熱電制冷可能的結(jié)露問題會導(dǎo)致設(shè)備的損壞;微通道液冷在設(shè)備發(fā)熱量大時滿足不了散熱需求，而且傳統(tǒng)的微流道壁面溫差大，溫度分布不均勻，流動阻力較大;也有人嘗試結(jié)合兩種方式來為制冷發(fā)熱設(shè)備，但上述問題還是沒有得到很好的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)合熱電制冷和微通道液冷的復(fù)合散熱裝置，解決了以往散熱裝置散熱量小、易對發(fā)熱設(shè)備造成損壞的技術(shù)難題。
[0006]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種結(jié)合熱電制冷和微通道液冷的復(fù)合散熱裝置，該復(fù)合散熱裝置主要由第一級微通道熱沉、第二級微通道熱沉、熱電制冷片及熱沉供液系統(tǒng)組成，所述熱電制冷片位于第一級微通道熱沉上端，所述第一級微通道熱沉和第二級微通道熱沉通過熱沉供液系統(tǒng)連通。
[0007]具體的，所述熱電制冷片和第二級微通道熱沉上端均連接有散熱翅片，散熱翅片上端均連接有散熱風(fēng)扇。
[0008]具體的，所述熱電制冷片設(shè)置有兩個，兩個所述熱電制冷片相互并聯(lián)連接，所述熱電制冷片下端的第一級微通道熱沉同樣設(shè)置有兩個，兩個所述第一級微通道熱沉通過熱沉供液系統(tǒng)連通。
[0009]具體的，所述第一級微通道熱沉由第一級熱沉體和位于第一級熱沉體上端的第一級蓋板兩部分組成，所述第一級熱沉體包括第一級微通道載體，第一級微通道載體作為內(nèi)設(shè)置有多個均勻平行排列的第一級微通流道，所述第一級微通道載體位于第一級微通流道的兩端均設(shè)置有第一級熱沉集液槽。
[0010]具體的，所述第二級微通道熱沉由第二級熱沉體和位于第二級熱沉體上端的第二級蓋板兩部分組成，所述第二級熱沉體包括第二級微通道載體，第二級微通道載體內(nèi)設(shè)置有多個均勻排列的第二級微通流道，所述第二級微通道載體位于第二級微通流道的兩端均設(shè)置有第二級熱沉集液槽，所述第二級微通流道的側(cè)壁呈凹凸交錯的波浪形結(jié)構(gòu)，波浪形結(jié)構(gòu)的凹面和凸面均為圓弧面。
[0011]具體的，所述熱沉供液系統(tǒng)包括供液箱，供液箱的出水管與第一級微通道熱沉連通，所述供液箱的進水管與第二級微通道熱沉連通，所述第一級微通道熱沉和第二級微通道熱沉之間通過連接管道連通，所述供液箱、出水管、進水管及連接管道構(gòu)成液體流動回路。
[0012]具體的，所述供液箱的出水管上設(shè)置有水栗。
[0013]具體的，所述第一級微通道熱沉和/或第二級微通道熱沉由鋁或銅制成。
[0014]具體的，該復(fù)合散熱裝置還包括設(shè)置在第一級微通道熱沉、第二級微通道熱沉、熱電制冷片及熱沉供液系統(tǒng)下端的固定裝置。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明發(fā)熱量不大時，利用液冷方式來散熱，但同時一部分熱量是直接通過熱沉體由翅片和散熱風(fēng)扇帶走；當(dāng)液冷方式滿足不了需求時，熱電制冷片和散熱風(fēng)扇啟動工作，熱電制冷片對流經(jīng)第一級熱沉的液體進行冷卻，低溫液體再進入第二級熱沉，可以在發(fā)熱量大的情況下將散熱設(shè)備保持在很低的溫度。這樣有條件的對制冷片和相對應(yīng)的風(fēng)扇進行啟停，既能在必要條件下將散熱設(shè)備保持在很低的溫度，又能有選擇的節(jié)省電量。
[0016]2、本發(fā)明的第一級微通流道為平行槽道，這樣既能增大液體的分布面積，有利于制冷片對液體進行冷卻，又不至于對液體流動造成較大的阻力；第二級微通流道的側(cè)壁呈凹凸交錯的波浪形結(jié)構(gòu)，周期性的改變微流道凸凹內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種壁面結(jié)構(gòu)可以打破流體邊界層，使流體發(fā)生周期性擾動，增大流體滲混，顯著增強流體的對流換熱能力，同時流體的流動阻力也不至太大。
[0017]3、本發(fā)明的熱電制冷片包括兩個并聯(lián)連接的單熱電制冷片組成，可以防止由于某個單熱電制冷片失效而導(dǎo)致整個制冷系統(tǒng)失效，提高了制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0018]4、本發(fā)明中的第二級微通道熱沉直接為散熱設(shè)備散熱，第二級微通道熱沉沒有跟熱電制冷片冷端直接，這樣就大大降低了第二級微通道熱沉由于結(jié)露結(jié)霜對散熱設(shè)備損害的可能性。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是第一級微通道熱沉和第二級微通道熱沉的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3的俯視圖，圖中省略第一級蓋板和第二級蓋板；
圖5是第一級蓋板的側(cè)視圖；
圖6是第二級蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖6中A-A面的截面圖；
圖中的標(biāo)記分別表示為:1、水栗;2、出水管;3、熱電制冷片;4、第一級微通道熱沉；4-
1、第一級熱沉體;4-11、第一級微通道載體;4-12、第一級微通流道;4-13、第一級微通道壁面;4-14、第一級熱沉集液槽;4-2、第一級蓋板;5、連接管道;6、第二級微通道熱沉;6-1、第二級熱沉體;6-11、第二級微通道載體;6-12、第二級微通流道;6-13、第二級微通壁面;6-14、第二級熱沉集液槽;6-2、第二級蓋板;7、芯片;8、固定裝置;9、散熱翅片；10、散熱風(fēng)扇；
I1、水栗;12、供液箱。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0022]如圖1-圖7所示，一種結(jié)合熱電制冷和微通道液冷的復(fù)合散熱裝置，該復(fù)合散熱裝置主要由第一級微通道熱沉4、第二級微通道熱沉6、熱電制冷片3及熱沉供液系統(tǒng)組成，所述熱電制冷片3位于第一級微通道熱沉4上端，所述第一級微通道熱沉4和第二級微通道熱沉6通過熱沉供液系統(tǒng)連通。
[0023]所述熱電制冷片3和第二級微通道熱沉6上端均連接有散熱翅片9，散熱翅片9上端均連接有散熱風(fēng)扇10。
[0024]所述熱電制冷片3設(shè)置有兩個，兩個所述熱電制冷片3相互并聯(lián)連接，所述熱電制冷片3下端的第一級微通道熱沉4同樣設(shè)置有兩個，兩個所述第一級微通道熱沉4通過熱沉供液系統(tǒng)連通。
[0025]所述第一級微通道熱沉