一种微通道换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微通道换热器，包括设有流体通道的基体、安装在所述流体通道的内壁上的针肋、在所述流体通道内流动的基液、在所述流体通道内并跟随所述基液流动的囊体，以及包裹在所述囊体内的相变材料。所述流体通道有多个，多个所述流体通道间隔设置，各所述流体通道内均设有若干个所述囊体，各所述囊体均包裹有所述相变材料，相邻的两个所述流体通道之间设有隔片。本实用新型专利技术可以避免因冷却吸热的相变材料被蒸干而导致换热器失效，从而可以更好地保护换热器的同时提高换热效率，属于换热器的技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道换热器
本技术涉及换热器的
，特别是涉及一种微通道换热器。
技术介绍
现有的换热器微通道沸腾冷却技术，使用一条或多条适于容纳流体的微通道，流体由微通道流过并吸热汽化，由此带走热量。微通道沸腾冷却技术吸热主要靠冷却液沸腾吸热，热流过大会导致冷却液被蒸干，蒸干后换热器无法再吸热，导致换热器在后半段失效。5G时代，芯片的热流密度可达到200－300瓦每平方厘米，当在这种情况下使用现用技术，会产生“热点”即某一点温度急剧升高的情况，进而产生过大的热应力，造成换热器通道破损。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的是：提供一种微通道换热器，本技术可以避免因冷却吸热的相变材料被蒸干而导致换热器失效，从而可以更好地保护换热器的同时提高换热效率。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种微通道换热器，包括设有流体通道的基体、安装在所述流体通道的内壁上的针肋、在所述流体通道内流动的基液、在所述流体通道内并跟随所述基液流动的囊体，以及包裹在所述囊体内的相变材料。进一步的是，所述流体通道有多个，多个所述流体通道间隔设置，各所述流体通道内均有若干个所述囊体，各所述囊体均包裹有所述相变材料，相邻的两个所述流体通道之间均设有隔片。进一步的是，所述各流体通道的横截面均为矩形。进一步的是，所述囊体为高分子材料制造的球囊。进一步的是，所述囊体为聚乙烯制造的球囊。进一步的是，所述相变材料为石蜡颗粒或结晶水合盐颗粒。进一步的是，所述石蜡颗粒的直径或所述结晶水合盐颗粒的直径为100nm－1000nm。进一步的是，所述针肋具有第一端和安装在所述流体通道的内壁上的第二端，所述针肋的横截面自所述第二端至所述第一端逐渐变小。进一步的是，所述第一端至所述第二端的距离为0.3mm－0.8mm。进一步的是，所述第二端的横截面的宽度为0.2mm－0.4mm。总的说来，本技术与现有技术相比，其有益效果在于：当本技术采用包裹相变材料的囊体作为流体，吸热过程中整体温升小，可实现近恒温传热，不产生热应力，相变材料蒸发后始终包裹在囊体内，不会发生蒸干现象，能更好地保护换热器。本技术的流体通道的横截面为矩形进一步提高换热性能，流体通道底部排布微型的针肋，有效提升换热效果并抑制流动的不稳定性，可实现250瓦每平方厘米的散热量。附图说明图1是基体和针肋的结构示意图。图2是图1的A处的放大视图。图3是囊体和相变材料结构示意图。图中，1为基体，2为针肋，3为囊体，4为相变材料，5为隔片，11为流体通道，21为第一端，22为第二端。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。为叙述方便，除另有说明外，下文所说的上下方向与图1本身的上下方向一致，下文所说的左右方向与图1本身的左右方向一致，下文所说的前后方向与图1本身的投影方向一致。如图1至3所示，本实施例提供一种微通道换热器，包括设有流体通道11的基体1、安装在流体通道11的内壁上的针肋2、在流体通道11内流动的基液、在流体通道11的内并跟随基液流动的囊体3、包裹在囊体3内的相变材料4。囊体3为一个封闭的胶囊，相变材料4包裹在囊体3内。囊体3在流体通道11内向前或向后流动，囊体3在流体通道11内流动的时候带动相变材料4流动。囊体3流动过程中，囊体3内的相变材料4可以吸收或释放大量的潜热。相变材料4在吸热过程中，囊体3内部的相变材料4受热发生熔化且温度保持不变，而传热过程中基液没有发生相变，避免基液被蒸干导致换热器失效。相变材料4(PCM－PhaseChangeMaterial)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料4将吸收或释放大量的潜热。相变材料4具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料4吸收并储存大量的潜热；当相变材料4冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。具体的，在一个实施例中，使用百分之五至百分之八浓度的相变材料4作为包裹在囊体3内的冷却液流体，此浓度的相变材料4作为冷却液流体比热比纯水大一倍多，在换热过程中主要靠囊体3内的相变材料4发生熔化进行吸热，熔化过程中温度保持不变，冷却液流体整体温升小，可保证芯片较大面积近恒温传热，能够达到更好的换热效果。具体的，在一个实施例中，流体通道11有多个，多个流体通道11间隔设置，各流体通道11内均设有若干个囊体3，各囊体3均包裹有相变材料4，相邻的两个流体通道11之间均设有隔片5。隔片5将两个相邻的流体通道11的分隔。具体的，在一个实施例中，各流体通道11的横截面均为矩形。流体通道11采用复合的微通道结构，流体通道11内设有针肋2。流体通道11为矩形，矩形通道是所有简单形状通道中整体换热效果最好的，因为矩形可在一定程度上增加液体的扰动，提高换热效果；且矩形截面通道易于加工，成本低。在流体通道11的底部加上针肋2，由于针肋2对流体的持续扰动和对热边界层的破坏和重建，因此针肋2可有效强化换热。除此之外针肋2还可增大热流密度，改善进出口流场分布，抑制流动的不稳定性，还可以在一定程度上防止污垢和杂质堵塞。具体的，在一个实施例中，基体1为方块状，基体1的高度(上下方向)为6cm；基体1的宽度(左右方向)为13.4cm。具体的，在一个实施例中，流体通道11的高度(上下方向)为3cm；流体通道11的宽度(左右方向)为1cm；相邻的两个流体通道11的之间的距离为0.8cm。具体的，在一个实施例中，囊体3为高分子材料制造的球囊。具体的，在一个实施例中，囊体3为聚乙烯制造的球囊。囊体3能够包裹相变材料4防止相变材料4蒸发。具体的，在一个实施例中，相变材料4为石蜡颗粒或结晶水合盐颗粒。石蜡颗粒或结晶水合盐颗粒吸热过程中整体温升小，可实现近恒温传热，不产生热应力，不会发生蒸干现象，能更好地保护换热器。具体的，在一个实施例中，石蜡颗粒的直径或结晶水合盐颗粒的直径为100nm－1000nm。纳米相变材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微通道换热器，其特征在于：包括设有流体通道的基体、安装在所述流体通道的内壁上的针肋、在所述流体通道内流动的基液、在所述流体通道内并跟随所述基液流动的囊体，以及包裹在所述囊体内的相变材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种微通道换热器，其特征在于：包括设有流体通道的基体、安装在所述流体通道的内壁上的针肋、在所述流体通道内流动的基液、在所述流体通道内并跟随所述基液流动的囊体，以及包裹在所述囊体内的相变材料。


2.根据权利要求1所述的一种微通道换热器，其特征在于：所述流体通道有多个，多个所述流体通道间隔设置，各所述流体通道内均有若干个所述囊体，各所述囊体均包裹有所述相变材料，相邻的两个所述流体通道之间均设有隔片。


3.根据权利要求2所述的一种微通道换热器，其特征在于：所述各流体通道的横截面均为矩形。


4.根据权利要求1所述的一种微通道换热器，其特征在于：所述囊体为高分子材料制造的球囊。


5.根据权利要求4所述的一种微通道换热器，其特征在于：所述囊体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏梓安，李玉秀，陈颖，颜奕波，蔡美玲，陈颂佳，马奥杰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44