广州能源所成功研制新型微通道自然循环电子冷却器

中国科学院网2006年12月8日报道  中科院广州能源研究研究所徐进良研究员领导的团队勇于探索，攻关4年，于近期成功研制微通道自然循环电子冷却器并在高端计算机上运行。此项成果通过广州市科技局组织的专家鉴定，鉴定意见认为达到国际先进水平，可广泛应用于信息、空间、军事等领域，建议进一步推广使用，以造福社会。

    徐进良团队几年前就开始这项研究，并在去年承担广州市科技攻关项目“新型微通道自然循环电子冷却器及产业化”，针对目前在信息、空间、军事技术等领域中广泛存在的电子设备高集成度、高热流密度及温度失效率大幅度上升等问题，经过多次分析，试验等，提出并实现了微通道自然循环冷却器的原理及样机研制。

    样机由内含微通道的金属底坐和两根金属导管及一个圆形冷凝器和散热片组成(见图所示)。所研制的样机，经广州市能源监督所检测，冷却热功率达300W，热流密度达33W/cm2。这两项指标分别为目前高端计算机热功率及热流密度的三倍，可采用风散低转速或完全无风自然循环运行，大大降低了噪音，并提高了可靠性。另外，该原理可根据不同用户需要，进行不同的机构尺寸设计，应用范围广。

    据介绍，该冷却器中采用了三项关键技术：(1)微通道用于强化传热，以解决芯片的高热流密度问题，(2)自然循环原理解决了冷却器回路的压力驱动问题，完全实现了无泵运行，(3)微型冷凝器与太阳花散热器之间采用过盈配合，可避免异质金属之间的焊接，并使接触热阻降低到最小。整个冷却器回路采用全焊接模式密封，因而可靠性高。根据广东省科学技术情报研究所对国内外专利及文献的全面检索分析及验收鉴定专家的实际考核，认为该项目属于集成性自主创新，建议进一步开发批量生产技术及装备，以推广应用于计算机、通讯基站、大功率电子及激光器等领域。  

微通道电子冷却器应用于计算机CPU的冷却

    近日，广州能源研究所微能源系统实验室研制成功了新型电子冷却器，该冷却器可应用于个人电脑CPU散热等高热流密度场合，试运行在电脑CPU散热效果良好。该项目得到了广州市科技计划项目科技攻关重点项目“新型微通道自然循环电子冷却器的研制及产业化”的支持。
    本冷却器是根据热管的特性，有针对性地做出了创新性的设计。将蒸发段扩展为微通道蒸发器，将冷凝段扩展为镶铜芯太阳花式蒸发器，将单根管路扩展为双管，且不需要吸液芯。此种设计增强了散热效果，而且加工工艺极为简便，从设计、材料到加工整个流程均为实验室自行完成。
    左下图为应用于个人电脑CPU的冷却器，右下图为装机图，CPU型号Intel Pentium4 3.06G（524）。须说明的是，个人电脑CPU目前最高散热功率约115W，本项目在200W以上的高功率元器件的冷却上更有优势。而且根据不同的应用场合可以设计出不同形式的冷却器满足特定要求。微通道电子冷却器原理新颖，根据用户需要可应用在不同的对象。
    电子设备的性能与可靠性与温度有很大的关系，高温会对它们产生极为有害的影响，目前常规的散热技术很难满足将来功率与热流密度进一步发展的需求。在这种背景下，研制的新型自然循环电子冷却器有着广阔的应用前景。

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