[其他]热交换器和热交换器系统

说明书

相互申请的交叉引用 

本申请要求2008年2月22提出的美国临时申请No.61/030,600的权益。该临时申请的整个公开通过参引结合入本文。 

技术领域

本发明涉及一种热交换器，更具体地涉及一种用于微通道热交换器的层叠板歧管。

背景技术

本部分陈述仅提供涉及本教导的背景和概要信息，可以不构成现有技术。

微通道热交换器可以用于在于热交换器外部流动的诸如空气的流体与流经热交换器的诸如冷却剂的流体之间进行传热。此应用的一种是用在计算机/电子设备中。随着计算机/电子设备功率密度的增加，将诸如热交换器的冷却部件设置在尽可能接近热源的位置变得有利。在空冷应用中，这可能意味将空气-制冷剂热交换器设置在计算机机架内插件底板之间用作“内冷器”。然而，当热交换器很接近热源时，电子设备上的热点可导致在任意坐标方向上热交换器的非均匀温度分布。

通常的微通道热交换器设计是单通构造，其中所有管中的冷却剂都在相同方向上流动。通常，会有一定量的超额供给，从而使冷却剂不完全相变为蒸汽，但在高负荷(热点)区域中，一些管中的冷却剂有可能相变为仅为蒸汽。除了冷却剂相变的点，热通过管仅传递给气相。相比于液相或两相区，在任何仅为气相的区域内，每单位的传热会有更大的温升。由于在目前的单通热交换器中冷却剂仅在一个方向上流动，因此 这些仅为气相的区域由于热负荷而经历迅速温升，从而成为线圈中的热点。线圈中的热点限制接收更多热负荷的能力，从而在待冷却的外部气流中产生了热点，并进一步在下游气体路径中的电子器件中产生了热点。

在高压应用中，歧管通常是环形或圆形管，其中切出有用于接收微通道管的槽。但是，使用圆管可能需要微道管侵入圆管内的室相当的量。微通道管延伸进入圆管内室中的程度妨碍沿圆管的流。此外，大的侵入可以限制如此形成为限定于有限空间内的热交换器的有用热交换面积。因此，由于减少的热交换面积和/或对歧管内流的阻碍，而导致更少的传热。

此外，通过圆管歧管，端盖通常在圆管端插入到圆管的室中。端盖伸入内室，从而进一步限制可用于附连微通道管的空间。结果，热交换的可用面积减少和/或歧管的尺寸增加。

在一些应用中，可能期望提供冗余热交换器，在其一失效的情况下，另一个仍然可用。使用多个热交换器可能消耗大量空间，在使用热交换器的应用中可能空间非常有限。多个热交换器均包括它们自己的歧管以对通过其中的冷却流体进行引导。使用单独的歧管增加了热交换器的尺寸，从而增加了将两个热交换器装入给定的应用区域中所需的空间。

在一些应用中，可能期望使热交换器相对于气流成一个角度延伸。但是在具有圆管歧管的通常的热交换器中，由于与以在不是垂直方向的任意方向上形成插入槽相关联的困难，微通道管布置成垂直于管的轴线。因此，穿过热交换器的气流可能需要至少改变一次方向，从而增加了气侧压降。增加的气侧压降可能会降低热交换器的效率，或增加用来维持通过热交换器的期望气流率所需的风扇或鼓风机功率。

通常的热交换器可能具有有限的能力用于在其上包括允许将热交换器安装在期望位置的安装部。使用圆管歧管提供包括附连特征的受限选择。因此，通常的热交换器可能难以安装在期望位置和/或具有与在其上设置安装部相关联的增加的组装步骤或成本。

根据本公开的微通道热交换器可以具有包括多个层叠板的歧管。所述板可以通过允许层叠板限定各单独管的冷却剂流的方向来允许定制热交换器。本设计可以允许到达高负荷区域的更优化的冷却剂流，从而 使整个热交换器上的温度分布更加均匀或有意地不均匀。此外，层叠板可以允许在热交换器中使用多个回路，从而使其中可以使用不同的冷却剂，并且保持彼此分隔开。

发明内容

根据本教导的热交换器可以包括具有其间延伸至少一个流动路径的相对的第一端和第二端的多个管。管可以彼此相邻。多个散热片可以与管为传热关系。第一歧管与管的第一端流体连通。第二歧管可以与管的第二端流体连通。各歧管包括具有穿透其的一个或多个开口的多个板。板层叠在一起，使得各板中的开口与其他板中的开口对齐以形成流过歧管、与管内至少一个流动路径流体连通的流通路。流通路允许流体在第一歧管、第一组管和第二歧管之间流动。

在一些实施方式中，热交换器只使用单个歧管。管的两端均从单个歧管延伸，使得通过其中的流源于并返回单个歧管。

在一些实施方式中，管是仅侵入歧管有限距离的微通道管。有限的侵入可以增加有限封装空间的传热面积或在减少的空间中提供给定的传热面积。侵入可以有利的由一组板的开口中的一个或多个凸出部限制。