CN219714117U - 相变散热器及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空调技术领域，公开一种相变散热器，包括散热基板，散热基板包括：蒸发部，构造有蒸汽流道；冷凝部，构造有换热流道；回流部，构造有液体流道和液体回流流道；其中，蒸汽流道、换热流道、液体流道、液体回流流道和蒸汽流道依次连通，构成闭合的传热回路；且，液体回流流道与蒸汽流道的连接处呈V型或弧形，以汇集液态的传热介质。这样，不仅解决了对大功率、大热流密度的热源模块散热的问题，而且通过传热介质将热量带离至冷凝部进行散热冷凝，避免了局部过热，提升了对热源模块的散热能力；另外，通过V型或弧形的设计，能够使得液态的传热介质与热源模块进行充分的换热，进一步提高对热源模块的散热效果。本申请还公开一种空调器。

Description

相变散热器及空调器

技术领域

本申请涉及空调技术领域，例如涉及一种相变散热器及空调器。

背景技术

变频模块是变频空调器中的重要元器件，压缩机频率越高，变频模块发热越多。其次，芯片设计上更加紧凑，元器件的密度不断增加，且元器件的体积也趋于微小化。因此，变频模块的散热问题严重影响了空调器的可靠性。

相关技术中，通过采用蜂窝状内流道一体式内腔相变散热器，热源在吹胀板下方作为蒸发端，吹胀板上方作为冷凝端，实现蒸发和冷凝。但是使用该相变散热器，不仅需要吹胀板的冷凝端有充分的空间进行散热冷凝，而且还存在局部过热的“热点”现象。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种相变散热器及空调器，以解决对大功率、大热流密度的热源模块散热的问题，避免局部过热的问题。

在一些实施例中，所述相变散热器，包括散热基板，所述散热基板包括：

蒸发部，构造有蒸汽流道；

冷凝部，构造有换热流道；

回流部，构造有液体流道和液体回流流道；

其中，所述蒸汽流道、所述换热流道、所述液体流道、所述液体回流流道和所述蒸汽流道依次连通，构成闭合的传热回路；且，所述液体回流流道与所述蒸汽流道的连接处呈V型结构或弧形结构，以汇集液态的传热介质。

在一些实施例中，所述蒸汽流道的流通面积大于所述液体回流流道的流通面积，以使传热介质在压差作用下自所述液体回流流道单向流向所述蒸汽流道。

在一些实施例中，所述液体流道的流通面积大于所述液体回流流道的流通面积。

在一些实施例中，在所述散热基板竖向设置的情况下，沿自上往下，所述液体流道自所述换热流道至所述液体回流流道向下倾斜设置，以使所述换热流道内液态的传热介质在重力作用下流入所述液体流道。

在一些实施例中，在所述散热基板竖向设置的情况下，沿自下往上，所述蒸汽流道自所述液体回流流道至所述换热流道向上倾斜设置，以使所述液体的传热介质留存在所述蒸汽流道的底端，气态的传热介质沿所述蒸汽流道向上流动至所述换热流道。

在一些实施例中，所述换热流道包括：

主流道，连通所述蒸汽流道和所述液体流道；

多个分流流道，与所述主流道连通，且，部分所述分流流道相连通；

其中，所述分流流道的流通面积小于所述主流道的流通面积。

在一些实施例中，所述主流道沿所述冷凝部的周向设置，且所述分流流道位于所述主流道围限出的区域内。

在一些实施例中，所述相变散热器还包括：

翅片组，与所述散热基板导热连接；

其中，所述翅片组包括多个翅片，所述翅片垂直于所述散热基板的板面。

在一些实施例中，所述空调器包括：热源模块和如前述实施例中提供的相变散热器；

其中，所述热源模块对应所述蒸发部设置。

在一些实施例中，在所述散热基板包括两条所述传热回路的情况下，一所述传热回路中的V型结构或弧形结构与另一所述传热回路中的V型结构或弧形结构相邻且对应设置；

其中，所述热源模块与两条所述传热回路中的蒸发流道对应设置。

本公开实施例提供的相变散热器及空调器，可以实现以下技术效果：

采用蒸发部接受热源模块的热量，并将热量传递至冷凝部，不仅增加了散热面积，而且还能够对热源模块进行快速散热降温，不仅解决了对大功率、大热流密度的热源模块散热的问题，而且通过传热介质将热量带离至冷凝部进行散热冷凝，避免了局部过热，提升了对热源模块的散热能力；另外，通过液体回流流道与蒸发流道形成的V型结构或弧形结构，能够便于液态的传热介质汇集至蒸发部，充分利用液态的传热介质，提高传热介质与热源模块的换热效率，从而进一步提高对热源模块的散热效果。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的所述相变散热器的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的所述散热基板的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的所述蒸汽流道与所述液体回流流道形成的V型结构的示意图；

图4是本公开实施例提供的所述冷凝部的换热流道的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的所述冷凝部的换热流道的另一结构示意图；

图6是本公开实施例提供的所述散热基板的另一结构示意图；

图7是本公开实施例提供的所述散热基板的另一结构示意图。

附图标记：

100：散热基板；10：蒸发部；101：蒸汽流道；20：冷凝部；201：换热流道；202：主流道；203：分流流道；30：回流部；301：液体流道；302：液体回流流道；200：翅片组。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1至图7所示，本公开实施例提供一种相变散热器，包括散热基板100，散热基板100包括蒸发部10、冷凝部20和回流部30。散热基板100为一板状结构。蒸发部10、冷凝部20及回流部30为在散热基板100上划分出的具有不同功能的区域。

蒸发部10构造有蒸汽流道101；冷凝部20构造有换热流道201；回流部30构造有液体流道301和液体回流流道302；其中，蒸汽流道101、换热流道201、液体流道301、液体回流流道302和蒸汽流道101依次连通，构成闭合的传热回路；且，液体回流流道302与蒸汽流道101的连接处呈V型结构或弧形结构，以汇集液态的传热介质。

散热基板100内构造的蒸汽流道101、换热流道201、液体流道301、液体回流流道302和蒸汽流道101依次连通构成闭合的传热回路，其中，闭合的传热回路内用于抽真空并灌注传热介质。传热介质于传热回路内循环流动。

散热基板100的蒸发部10可作为蒸发端，冷凝部20可作为冷凝端。采用本实施例提供的散热基板100进行散热时，蒸发部10可与热源模块(待散热件)直接接触，可通过接触传热的方式，热源模块将热量传递至蒸发部10，蒸发部10的蒸汽流道101内的传热介质受热，温度升高，汽化，流向冷凝部20的换热流道201，温度较高的气态传热介质在冷凝部20进行冷凝降温，变为液态，经回流部30的液体流道301和液体回流流道302流回蒸发部10的蒸汽流道101，进行下一散热循环。

液体回流流道302与蒸汽流道101的连接处呈V型结构或弧形结构，使得液体回流流道302流回蒸汽通道的液态的传热介质储存在V型结构或弧形结构所在流道区域，且蒸汽通道内传热介质在受热汽化，变为气态的传热介质向换热流道201运动时，即向上运动，能够使得气态的传热介质携带的液态传热介质在重力作用下向下运动并留存在V型结构或弧形结构所在流道区域，以便传热介质完全汽化，从而提高传热介质于蒸发部10与热源模块的换热效率。

采用本公开实施例提供的相变散热器，采用蒸发部10接受热源模块的热量，并将热量传递至冷凝部20，不仅增加了散热面积，而且还能够对热源模块进行快速散热降温，不仅解决了对大功率、大热流密度的热源模块散热的问题，而且通过传热介质将热量带离至冷凝部20进行散热冷凝，避免了局部过热，提升了对热源模块的散热能力；另外，通过液体回流流道302与蒸发流道形成的V型结构或弧形结构，能够便于液态的传热介质汇集至蒸发部10，充分利用液态的传热介质，提高传热介质与热源模块的换热效率，从而进一步提高对热源模块的散热效果。

在实际应用中，本实施例提供的相变散热器，传热介质于传热回路内单向循环流动，在对热源模块进行散热的基础上，通过单向循环流动，实现自身的散热且保证散热基板100的均温性，避免局部过热的“热点”现象。另外，还能够适应散热器的安装位置处无充足散热空间的情况。

可选地，散热基板100为一体成型结构。本实施例提供的散热基板100内的闭合的传热回路内用于抽真空并灌注传热介质，一体成型的散热基板100焊接点少，降低了传热介质泄漏的风险，降低了相变散热器的成本，且在相变散热器或空调器的包装、运输、工作过程中，提高了相变散热器的可靠性。

可选地，传热介质可以为可进行相变的传热介质，如可以为可在气态与液态之间进行相变的传热介质。蒸发流道内的液态传热介质受热，温度升高后，变为气态，流动至换热流道201内，气态的传热介质在换热流道201内进行散热，温度降低后，变为液态，经液体流道301及液体回流流道302流回蒸发流道，进行下一散热循环。可在气态与液态之间进行相变的传热介质，气态的传热介质有利于增加闭合的传热回路内的压力，提高了传热回路内的传热介质的循环流动性能。可选地，传热介质为冷媒。

可选地，换热流道201的流动路径长度远大于蒸汽流道101、液体流道301或液体回流流道302。这样，气态的传热介质在换热流道201内，通过较长流动路径，能够进行充分的散热降温。通过较长的流动路径还能够扩大传热介质流动面积，从而提高散热效率。

可选地，蒸汽流道101的流通面积大于液体回流流道302的流通面积，以使传热介质在压差作用下自液体回流流道302单向流向蒸汽流道101。

蒸汽流道101与液体回流流道302的连接处呈V型结构或弧形结构，通过蒸汽流道101的流通面积大于液体回流流道302的流通面积，V型结构或弧形结构两段的流道的流通面积不同，两侧流道内形成压力差。

基于在V型结构或弧形结构及两侧压差的情况下，传热介质于蒸汽流道101内汽化后，在压力差的作用下，推动气态的传热介质向压力小的区域即沿较大尺寸的蒸汽流道101，向换热流道201流动，使得传热介质于传热回路内单向流动。

可选地，液体回流流道302的入口侧与液体流道301连通，出口侧与蒸汽流道101连通。液体流道301内的传热介质经液体回流流道302流入蒸汽流道101。其中，液体回流流道302的流通面积自液体流道301向蒸汽流道101逐渐变小，或，液体回流流道302的流通面积固定且小于蒸汽流道101的流通面积。

可选地，液体流道301的流通面积大于液体回流流道302的流通面积。

液态流道及液体回流流道302内流动的传热介质大部分为液态，液态的传热介质在液体流道301及液体回流流道302内，在闭合的传热回路内形成的压差的作用下，自液体流道301向液体回流流道302流动，流入蒸发流道进行换热。

通过液体流道301的流通面积大于液体回流流道302的流通面积，一方面保证液体回流流道302两端的压差，使得传热介质于液体回流流道302内单向流动，避免回流；另一方面，通过液体流道301能够储存一定量的液态的传热介质，以便换热流道201留出空间，接收蒸发流道内的气态的传热介质流入，于换热流道201内散热降温，提高散热基板100的散热效果。

本实施例中，流动有气态的传热介质的流道的流通面积大于流动有液态的传热介质的流道的流通面积，或者，流动有气态的传热介质的流道数量多于流动有液态的传热介质的流道数量，以构成闭合的传热回路中的压力差。蒸汽流道101内的传热介质受热后汽化，增加了闭合的传热回路内的压力差。蒸汽流道101内的气态的传热介质优先选择沿流通面积较大的流道流动，流入换热流道201，并推动换热管路内的液态传热介质依次流入液态流道和液体回流流道302，并经液体回流流道302流回蒸汽流道101，提高了闭合的传热回路内传热介质的循环流动的单向性，有效实现了传热介质在流道内部的单向循环。

可选地，蒸汽流道101与液体流道301之间可设置多条液体回流流道302。结合图6和图7所示。

可选地，在散热基板100竖向设置的情况下，沿自上往下，液体流道301自换热流道201至液体回流流道302向下倾斜设置，以使换热流道201内液态的传热介质在重力作用下流入液体流道301。

本实施例在实际应用中，将散热基板100竖向设置，此时，沿自上往下，液体流道301自换热流道201至液体回流流道302向下倾斜设置，这样，在重力及传热回路内压差的作用下，能够加快换热流道201内的液态的传热介质流入液体流道301，然后流经液体回流流道302，流入蒸汽流道101，提高传热介质的循环流动性，加快传热介质的循环效率，从而提高散热基板100的散热效率。

可选地，在散热基板100竖向设置的情况下，沿自下往上，蒸汽流道101自液体回流流道302至换热流道201向上倾斜设置，以使液体的传热介质留存在蒸汽流道101的底端，气态的传热介质沿蒸汽流道101向上流动至换热流道201。

将散热基板100竖向设置，此时，沿自下而上，蒸汽流道101自液体回流流道302至换热流道201向上倾斜设置。这样，一方面使得流道内的液态的传热介质留存在蒸汽流道101的底端，提高传热回流内传热介质的换热效率；另一方面根据动力学，有助于气态的传热介质沿蒸汽流道101向上流动至换热流道201。还可认为，通过倾斜向上设置的蒸汽流道101，有助于流道内两相的传热介质气液分离。

可选地，换热流道201包括：主流道202，连通蒸汽流道101和液体流道301；多个分流流道203，与主流道202连通，且，部分分流流道203相连通；其中，分流流道203的流通面积小于主流道202的流通面积。结合图4和图5所示。

蒸汽流道101内的气态的传热介质流入换热流道201，进行冷凝降温，变为液态的传热介质后，流入液体流道301，然后经液体回流流道302流入蒸汽流道101，进行下一散热循环。

流入换热流道201内的传热介质先流入主流道202，经主流道202分流至各个分流流道203，最后各个分流流道203内的传热介质汇集于主流道202，流入液体流道301。

流入主流道202的传热介质，在多个分流流道203进行分流后，一方面能够扩大传热介质的流动路径即散热面积，另一方面将传热介质进行分流以避免局部过热，降低散热效率。

分流流道203的流通面积小于主流道202的流通面积，便于分流流道203内的传热介质汇集于主流道202，以流入液体流道301。

本实施例汇中，部分分流流道203相连通，即，分流流道203的两端可直接连通主流道202，或者相邻的分流流道203相互连通后，在与主流道202连通。

可选地，多个分流流道203交错设置，以增大冷凝换热面积，保证传热介质与散热基板100进行充分的热交换。

可选地，多个分流流道203的流通面积可相同，也可不同。

可选地，主流道202沿冷凝部20的周向设置，且分流流道203位于主流道202围限出的区域内。

通过主流道202沿冷凝部20的周向设置，且分流流道203位于主流道202围限出的区域内，一方面便于换热流道201覆盖冷凝部20所在区域，另一方面，有助于主流道202内的传热介质向分流流道203分流，且便于分流流道203内的传热介质回流至主流道202。

可选地，相变散热器还包括：翅片组200，与散热基板100导热连接；其中，翅片组200包括多个翅片，翅片垂直于散热基板100的板面。

散热基板100通过翅片组200的多个翅片扩大散热面积，从而提高对热源模块的散热效率。

可选地，翅片组200与散热基板100可拆卸连接，且二者之间可涂抹有导热硅脂或设有导热片，以提高二者之间的导热效率，进一步提高散热效率。

可选地，翅片组200可为折叠翅片。这样，在与散热基板100导热连接的情况下，既可以增加散热面积，又可以增加翅片组200的结构强度，防止倒伏。

可选地，翅片组200的翅片可采用扣合的形式。同样地，既可以增加散热面积，又可以增加翅片组200的结构强度，防止倒伏。

结合图1至图7所示，本公开实施例提供一种空调器，包括热源模块和上述实施例中提供的相变散热器；其中，热源模块对应蒸发部10设置。相变散热器，包括散热基板100，散热基板100包括蒸发部10、冷凝部20和回流部30。蒸发部10构造有蒸汽流道101；冷凝部20构造有换热流道201；回流部30构造有液体流道301和液体回流流道302；其中，蒸汽流道101、换热流道201、液体流道301、液体回流流道302和蒸汽流道101依次连通，构成闭合的传热回路；且，液体回流流道302与蒸汽流道101的连接处呈V型结构或弧形结构，以汇集液态的传热介质。

采用本公开实施例提供的空调器，采用蒸发部10接受热源模块的热量，并将热量传递至冷凝部20，不仅增加了散热面积，而且还能够对热源模块进行快速散热降温，解决了对大功率、大热流密度的热源模块散热的问题，避免局部过热，提升了对热源模块的散热能力；另外，通过液体回流流道302与蒸发流道形成的V型结构或弧形结构，能够便于液态的传热介质汇集至蒸发部10，充分利用液态的传热介质，提高传热介质与热源模块的换热效率，从而进一步提高对热源模块的散热效果。

本实施例提供的相变散热器，采用仿人体血液循环的设计，即人体血液循环***由心脏、血管、血液组成的封闭的运输***。血液在心泵的作用下循一定方向在心脏和血管***中周而复始地流动，当心脏收缩时，血液经主动脉及其各级分支，到达全身各部的毛细血管，进行组织内物质交换和气体交换，再经各级静脉，最后汇入上、下腔静脉流回心脏。本实施例中热源模块相当于心脏，传热介质相当于血液，各个流道相当于血管。通过热源模块为传热介质的流动提供热驱动，传热介质流经各个流道，进行散热后，回流至与热源模块对应内的蒸发部10。

本实施例中的热源模块为工作发热的模块，如可为变频模块。

可选地，结合图7所示，在散热基板100包括两条传热回路的情况下，一传热回路中的V型结构或弧形结构与另一传热回路中的V型结构或弧形结构相邻且对应设置；其中，热源模块与两条传热回路中的蒸发流道对应设置。

同一热源模块可匹配不限于一条传热回路。另外，传热回路的布置情况可根据热源模块的安装位置进行调整。

在散热基板100包括两条传热回路的情况下，一传热回路中的V型结构或弧形结构与另一传热回路中的V型结构或弧形结构相邻且对应设置，即两个V型结构或弧形结构呈插装状布设，以便热源模块同时与两个传热回路中的蒸发流道对应设置，且有助于两条传热回路在保证散热效果的情况下设计紧凑，提高对散热基板100板面面积的利用率。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种相变散热器，其特征在于，包括散热基板，所述散热基板包括：

蒸发部，构造有蒸汽流道；

冷凝部，构造有换热流道；

回流部，构造有液体流道和液体回流流道；

其中，所述蒸汽流道、所述换热流道、所述液体流道、所述液体回流流道和所述蒸汽流道依次连通，构成闭合的传热回路；且，所述液体回流流道与所述蒸汽流道的连接处呈V型结构或弧形结构，以汇集液态的传热介质。

2.根据权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，

所述蒸汽流道的流通面积大于所述液体回流流道的流通面积，以使传热介质在压差作用下自所述液体回流流道单向流向所述蒸汽流道。

3.根据权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，

所述液体流道的流通面积大于所述液体回流流道的流通面积。

4.根据权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，

在所述散热基板竖向设置的情况下，沿自上往下，所述液体流道自所述换热流道至所述液体回流流道向下倾斜设置，以使所述换热流道内液态的传热介质在重力作用下流入所述液体流道。

5.根据权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，

在所述散热基板竖向设置的情况下，沿自下往上，所述蒸汽流道自所述液体回流流道至所述换热流道向上倾斜设置，以使所述液体的传热介质留存在所述蒸汽流道的底端，气态的传热介质沿所述蒸汽流道向上流动至所述换热流道。

6.根据权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，所述换热流道包括：

主流道，连通所述蒸汽流道和所述液体流道；

多个分流流道，与所述主流道连通，且，部分所述分流流道相连通；

其中，所述分流流道的流通面积小于所述主流道的流通面积。

7.根据权利要求6所述的相变散热器，其特征在于，

所述主流道沿所述冷凝部的周向设置，且所述分流流道位于所述主流道围限出的区域内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的相变散热器，其特征在于，还包括：

翅片组，与所述散热基板导热连接；

其中，所述翅片组包括多个翅片，所述翅片垂直于所述散热基板的板面。

9.一种空调器，其特征在于，包括热源模块和如权利要求1至8中任一项所述的相变散热器；

其中，所述热源模块对应所述蒸发部设置。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，

在所述散热基板包括两条所述传热回路的情况下，一所述传热回路中的V型结构或弧形结构与另一所述传热回路中的V型结构或弧形结构相邻且对应设置；

其中，所述热源模块与两条所述传热回路中的蒸发流道对应设置。