一种新型间接风冷方法及其装置
阅读说明：本技术 一种新型间接风冷方法及其装置 (Novel indirect air cooling method and device thereof ) 是由 陈庆洪 倪骅 陈东东 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种新型间接风冷方法及其装置。该新型间接风冷方法,包括间接风冷和用于安装机芯元器件的密封机箱,所述间接风冷包括内风冷和外风冷,所述内风冷用来吸收机芯元器件的热量并将其传至密封机箱的外壳体表面,该新型间接风冷方法及其装置,通过利用间接风冷的方式,可对机芯元器件进行无尘散热,利用内风冷与密封机箱,实现对内风所在空间内部的热量进行扩散传递,然后利用外风冷将密封机箱壳体表面的热量进行散热处理,从而使密封机箱在无空气交换的情况下,实现对机芯元器件的散热,同时避免了尘土在机芯元器件表面积累,保障微电子机芯的正常运行。(The invention provides a novel indirect air cooling method and a device thereof. This novel indirect air cooling method, including indirect air cooling and the sealed machine case that is used for installing core components and parts, indirect air cooling includes interior air cooling and outer air cooling, interior air cooling is used for absorbing the heat of core components and parts and passes to the outer shell surface of sealed machine case with it, this novel indirect air cooling method and device, through the mode that utilizes indirect air cooling, can carry out dustless heat dissipation to core components and parts, air cooling and sealed machine case in utilizing, the realization is to the inside heat diffusion transmission in interior wind place space, then utilize outer air cooling to carry out the heat dissipation processing with the heat on sealed machine case shell surface to make sealed machine case under the condition that does not have the air exchange, realize the heat dissipation to core components and parts, avoided dust to accumulate on core components and parts surface simultaneously, ensure the normal operating of microelectronic core.)
技术领域
本发明涉及冷却技术领域，具体为一种新型间接风冷方法及其装置。
背景技术
现在通行的风冷方式是用冷却风直接吹向被冷却物体，例如：服务器的CPU散热，就是用风扇不断地将含尘冷风吹向CPU，把热量带走，同时留下部分尘土在CPU及主板上，尘土数量随时间增加而增加，这种直接风冷方式，会使服务器中的尘土量增加，而尘土会造成短路，直接影响可靠性。
为解决以上问题，我们提出了一种新型间接风冷方法及其装置，可通过热传递的方式对机芯元器件内部的热量进行外传导，利用间接风冷的方式维持机芯元器件内部热量的平衡，以此达到对机芯元器件进行散热的效果，同时可防止尘土进入到机芯元器件中，以保障机芯元器件的正常运行。
发明内容
为实现以上新型间接风冷方法及其装置目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种新型间接风冷方法，包括间接风冷和用于安装机芯元器件的密封机箱，所述间接风冷包括内风冷和外风冷，所述内风冷用来吸收机芯元器件的热量并将其传至密封机箱的外壳体表面，内风冷和机芯元器件所在的空间与外风冷所在的空间没有空气交换，所述外风冷用于将密封机箱外壳体表面的热量发散至周围环境空气中，由内风冷和外风冷结合起来，完成整个散热过程，同时保证微电子机芯不受尘土污染。
进一步的，所述内风冷所在空间的气体为空气或是一种或一种以上的特种气体，特种气体用于机芯元器件的散热。
进一步的，所述密封机箱金属材料，其密封等级符合防尘防水的标准。
进一步的，所述外风冷的扇风方式包括风扇扇风、风帘扇风，外风冷的冷却空气的来源为室外空气或经过处理的其他空气或适于散热的混合气体。
一种新型间接风冷装置，包括外机箱、外风冷装置和机芯，所述外机箱的内部设置有内机壳，所述机芯位于内机壳的内部，所述内机壳的表面采用异形曲面设计，所述内机壳包括迎风侧板、顺风侧板和顶板，迎风侧板采用V形结构设计，所述外机箱的侧表面设置有进风口，所述外机箱的表面设置有出风口，所述内机壳的内部设置有叠板，所述叠板的表面设置有叠片，所述内机壳的内部设置有环流风装置。
进一步的，所述内机壳表面采用的异形曲面为波纹形曲面。
进一步的，所述内机壳表面采用的异形曲面为齿形曲面。
进一步的，所述内机壳的外表面设有散热层，散热层采用光谱选择性涂层设计。
进一步的，所述叠片均匀分布在叠板的表面，叠片的外表面设有吸热层，叠片的内部设有中空部，吸热层采用吸热薄膜涂层设计，中空部与内机壳和叠板之间的空间相通。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、该新型间接风冷方法及其装置，通过利用间接风冷的方式，可对机芯元器件进行无尘散热，利用内风冷与密封机箱，实现对内风所在空间内部的热量进行扩散传递，然后利用外风冷将密封机箱壳体表面的热量进行散热处理，从而使密封机箱在无空气交换的情况下，实现对机芯元器件的散热，同时避免了尘土在机芯元器件表面积累，保障微电子机芯的正常运行。
2、该新型间接风冷方法及其装置，通过内机壳的密封设计，可防止尘土进入到机芯中，叠片与环流风装置的配合使用，可对机芯运行时产生的热量进行热吸收，叠板与内机壳的配合使用，可将叠片吸收的热量不断导送到内机壳的表面，叠片和内机壳表面异形曲面的设计，可增加散热面积，以此提高内机壳的密封散热效果，同时利用外风冷装置与进风口和出风口的配合，从而达到对服务器进行间接无尘散热的效果。
3、该新型间接风冷方法及其装置，通过叠片表面吸热层的设计，可提高对内机壳内部热量吸收的效果，内机壳表面异形曲面与进风口和出风口位置的设计，以及内机壳表面散热层的设计，有利于提高内机壳表面散热的效率，以此保障内机壳散热的效果，使内机壳内部的热量保持在一定的平衡状态。
附图说明
图1为本发明间接风冷方法示意图；
图2为本发明整体俯视结构示意图；
图3为本发明服务器结构俯视图；
图4为本发明服务器结构侧视图；
图5为本发明图4中局部结构示意图；
图6为本发明图5中A处结构示意图；
图7为本发明立体结构示意图。
图中：1、外机箱；2、外风冷装置；3、内机壳；31、迎风侧板；32、顺风侧板；321、散热层；33、顶板；4、进风口；5、出风口；6、机芯；7、叠板；71、叠片；711、吸热层；712、中空部；8、环流风装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
该新型间接风冷方法及其装置的实施例如下：
请参阅图1，一种新型间接风冷方法，包括间接风冷和用于安装机芯元器件的密封机箱，间接风冷包括内风冷和外风冷，内风冷用来吸收机芯元器件的热量并将其传至密封机箱的外壳体表面，内风冷和机芯元器件所在的空间与外风冷所在的空间没有空气交换，外风冷用于将密封机箱外壳体表面的热量发散至周围环境空气中，由内风冷和外风冷结合起来，完成整个散热过程，同时保证微电子机芯不受尘土污染。
内风冷所在空间的气体为空气或是一种或一种以上的特种气体，特种气体用于机芯元器件的散热。
密封机箱金属材料，其密封等级符合防尘防水的标准。
外风冷的扇风方式包括风扇扇风、风帘扇风，外风冷的冷却空气的来源为室外空气或经过处理的其他空气或适于散热的混合气体。
请参阅图2-图7，一种新型间接风冷装置，包括外机箱1、外风冷装置2和机芯6，外机箱1的内部设置有内机壳3，用于对机芯6进行密封，机芯6位于内机壳3的内部，内机壳3的表面采用异形曲面设计，用于增加内机壳3表面散热的面积，内机壳3包括迎风侧板31、顺风侧板32和顶板33，迎风侧板31采用V形结构设计，有利于外机箱1内部风的流动，外机箱1的侧表面设置有进风口4，外机箱1的表面设置有出风口5，内机壳3的内部设置有叠板7，用于增加叠板7表面吸热的面积，叠板7的表面设置有叠片71，用于吸收内机壳3内部机芯6产生的热量，内机壳3的内部设置有环流风装置8，用于带走机芯6产生的热量，并将热输送到叠片71的表面。
通过上述结构之间的配合，可使机芯6在密封的状态下，实现内机壳3内外热量的传递，保障年内机壳3内部热量的平衡，同时防止尘土进入到内机壳3的内部，以达到内机壳3内部间接无尘散热的效果。
内机壳3表面采用的异形曲面为波纹形曲面，用于增加内机壳3表面散热的面积。
内机壳3表面采用的异形曲面为齿形曲面，用于增加内机壳3表面散热的面积。
内机壳3的外表面设有散热层321，散热层321采用光谱选择性涂层设计，用于提高内机壳3表面散热的效果。
进风口4和出风口5之间的位置连线与内机壳3的顺风侧板32呈平行分布，进风口4与迎风侧板31的位置相对应，内机壳3表面的异形曲面的凹凸面与进风口4和出风口5之间的位置连线平行。
通过内机壳3表面与进风口4和出风口5位置之间的设计，可便于风流与内机壳3的表面接触，有利于提高内机壳3表面散热的效果。
叠片71均匀分布在叠板7的表面，叠片71的外表面设有吸热层711，用于提高叠片71吸热的效果，叠片71的内部设有中空部712，用于将热量传递到内机壳3的表面。
吸热层711采用吸热薄膜涂层设计，用于提高叠片71的吸热效果，中空部712与内机壳3和叠板7之间的空间相通，用于将热量传递到内机壳3的表面。
实施例：
用间接风冷技术制造“无尘服务器”，服务器机芯配置：8核CPU，16G内存，2T硬盘，总功率300W，与风冷服务器机芯配置相同。
将服务器机箱改为密封机箱，保留各种接口，密封程度按IP54级标准，即5级防尘，4级防水。机箱材料为1.5mm铁板，加吸热内涂层和散热外涂层，表面散热系数接近30W/（m²℃），机箱规格为2U，机箱总面积0.73平方米。机箱外采用风扇散热，保持服务器上下表面2.5米/秒的风速。
第三方测试结果：在CPU99%功率运行时，环境温度36℃，机箱内气温为49.2℃。（小于50℃）。
验算密封机箱内温：T=300/0.73/30+36=49.70（℃）
与实测的49.2℃很接近，因此得知机箱内部散热效果符合要求。
由于密封机箱处于密封状态，由电子设备中尘土的数量积累公式：即：D=C+HNFt，
式中D:尘土数量，C:封装时初始尘土数量，H:进风空气含尘量，N:落尘百分比，每万粒尘土中落在主板上的尘土数量，F:进风量，升/分钟，t:进风时间；
已知进风空气含尘量H为0，可得密封机箱内部的尘土数量D始终为封装时初始尘土数量C，因此在保障密封机箱内部散热效果的情况下，密封机箱内部的尘土数量不会增加。
在使用时，利用内机壳3将机芯6密封在其内部，使内机壳3内部处于无尘进出的状态，当机芯6运行时，启动环流风装置8，使内机壳3内部的风处于循环流动的状态，风的流动会带动机芯6运行时产生的热量一起移动，内机壳3内部风的流动会与叠片71的表面接触，以此即可将机芯6产生的热量不断的输送到叠片71的表面，利用叠片71表面的吸热层711对热量进行吸收。
叠片71表面吸收的热量会向内传递，进入到中空部712中，通过中空部712进入到内机壳3与叠板7之间，并向内机壳3的表面导送，然后通过内机壳3表面的异形曲面将热量导入到散热层321中，通过相关驱动设备驱动外风冷装置2，外风冷装置2会带动风流从进风口4的位置进入到外机箱1中，并从出风口5的位置流出，风流在进入外机箱1内部时，会从内机壳3的表面经过。
风流经过内机壳3的表面时，会将散热层321表面的热量一起带走，以此当机芯6在运行时，其内部产生的热量会不断被导送到内机壳3的外部，使内机壳3内部的热量保持在一定的范围，不影响机芯6的运行，同时在这一过程中，内机壳3的内部始终处于密封状态，因此内机壳3内部的灰尘不会增加，以保障机芯6的正常运行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。