[发明专利]一种双循环削峰相变换热器

说明书

本发明涉及一种气液双循环削峰相变换热器，其中，包括：下层微通道双循环板(1)、中层密封隔板(2)以及上层储能相变削峰结构(3)，下层微通道双循环板(1)上设置有液体循环流道(12)、液体喷口(13)以及微通道蒸发器(14)，中层密封隔板(2)上设置有蒸气出口(21)，上层储能相变削峰结构(3)由骨架和固体相变工质组成；流道(12)途径微通道蒸发器(14)的位置开有液体喷口(13)；液体喷口(13)均匀布置在微通道蒸发器(14)腔体内。本发明提出的微通道相变换热器在变功率运行的器件，散热系统利用相变潜热进行热量传输，比显热传输具备更高的传输效率和热流密度。

技术领域

本发明属于电子器件冷却技术领域，涉及一种双循环削峰相变换热器。

背景技术

微通道换热器通常指水力直径在微米到亚毫米量级的通道，由于微通道的流通的水力直径较小，与常规的宏观尺度换热器相比，具有更大的比表面积，因而具有更高的热质传输速率，在相同的换热量条件下，微通道换热器具有更小的体积。作为典型的高效紧凑式换热器，微通道换热器在超临界流体传热、高热流电子器件冷却等领域具有广阔的应用前景。相变散热指利用工作介质具有在一定温度范围内改变其物理状态传输热量的热量管理方式。当外界温度达到工作介质熔化或者蒸发温度时，就产生从固态到液态或者液态到气态的相变，相变过程中，工作介质吸收并存储大量的热量；当工作介质冷却时，存储的热量在一定的温度范围散发到环境热沉中去，进行从气态到液态或者液态到固态的逆向变，在这两种相变过程中，介质所存储或释放的能量称为相变潜热。现有技术中具有外部热源低功耗下相变传热无法启动以及瞬时高功耗下相变散热超载后失效的问题。

发明内容

本发明涉及一种气液双循环削峰相变换热器，用于解决在外部热源低功耗下相变传热无法启动的问题。

本发明一种气液双循环削峰相变换热器，其中，包括：下层微通道双循环板(1)、中层密封隔板(2)以及上层储能相变削峰结构(3)，下层微通道双循环板(1)上设置有液体循环流道(12)、液体喷口(13)以及微通道蒸发器(14)，中层密封隔板(2)上设置有蒸气出口(21)，上层储能相变削峰结构(3)由骨架和固体相变工质组成；流道(12)途径微通道蒸发器(14)的位置开有液体喷口(13)；液体喷口(13)均匀布置在微通道蒸发器(14)腔体内。

根据本发明的一种气液双循环削峰相变换热器的一实施例，其中，流道(12)进液流道的直径D1大于出液流道的直径D2。

根据本发明的一种气液双循环削峰相变换热器的一实施例，其中，液体喷口(13)直径D3小于1/2出液直径D2。

根据本发明的一种气液双循环削峰相变换热器的一实施例，其中，微通道蒸发器(14)中的微通道水力直径均小于工质的毛细长度L，其中

σ，g，ρ_L，ρ_v分别为气液界面张力、重力加速度、液相及蒸气相密度。

根据本发明的一种气液双循环削峰相变换热器的一实施例，其中，中层密封隔板(2)上设置有蒸气管道(21)出口，蒸气管道出口。

根据本发明的一种气液双循环削峰相变换热器的一实施例，其中，上层储能相变削峰结构(3)布置有导热栅格(31)和固-液相变工质(32)。

根据本发明的一种气液双循环削峰相变换热器的一实施例，其中，固液相变工质(32)填充在导热栅格(31)内部。

根据本发明的一种气液双循环削峰相变换热器的一实施例，其中，固液相变工质(32)的相变温度大于液体工质相变温度，小于被冷却芯片最高工作温度。

本发明提出的微通道相变换热器在变功率运行的器件，散热系统利用相变潜热进行热量传输，比显热传输具备更高的传输效率和热流密度，在高热流电子器件冷却领域具备广阔的应用。

附图说明