一种高性能可视化蓄能可调均温板及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能可视化蓄能可调均温板及其使用方法，可调均温板包括：起支撑定位作用的均温板骨架(1)，其包括骨架侧板、骨架隔层上板和骨架隔层下板；厚度可调相变单元，其侧边与骨架侧板连接且置于骨架隔层上板的上表面；水冷散热单元，其包括夹设于所述骨架隔层上板和骨架隔层下板之间且内部设有湍流激发部的换热器水道(10)、贯通连接于换热器水道(10)左右两侧且分别用于输入和输出冷却液的进水口和出水口；前可视化透明窗和后可视化透明窗，其形状为透明板状。通过将相变材料填充空间设置为厚度可调，有效提高了结构上的灵活性，可应对不同的发热元件的发热功率，实现个性化调整相变材料填充量，泛化了均温板的应用范围。应用范围。应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能可视化蓄能可调均温板及其使用方法


[0001]本专利技术属于可调均温板
，更具体地，涉及一种高性能可视化蓄能可调均温板及其使用方法。

技术介绍

[0002]随着电子器件小型化和集成化的快速发展，电子设备的功率和热流密度也不断增加，导致电子设备散热问题日益突出。电子设备工作时，产生的热量如果不及时导出，热量将会积聚，导致局部温度升高，电子设备的性能将会急剧下降，甚至会威胁到电子设备的使用寿命，为了解决大功率电子设备散热问题，需要对电子设备进行高性能散热，有效的散热技术能为电子设备稳定运行提供保障，并可以提高电子设备的使用寿命。目前，电子设备的散热方式主要有主动散热和被动散热，被动散热方式主要利用自然对流和辐射传热实现散热，面对大功率电子设备，其应用范围会受到限制，而主动散热具有换热能力强和适用范围大等优点，使得主动散热成为解决大功率电子散热的主要方式，现有的主动散热方式主要有风冷散热、液冷散热、半导体制冷片散热和相变散热等，由于物质在相态转变时存在恒温下吸放大潜热过程，所以相变散热具有良好的吸热、储热、均温能力以及无需外部制冷和驱动设备等优势，让相变散热技术成为解决集成化和小型化电子设备散热的重要技术之一，特别对于激光、雷达等应用领域，其具有短时高发热的特征，发热呈现脉冲式和周期性，对于恢复时间没有严格要求，相变散热技术能利用相变潜热吸收电子设备短时间内产生的大量热量，达到均温、散热的效果，然后再通过足够长的时间将热量释放，恢复到初始状态。但随着电子设备小型化以及工作模式多样性的发展，对相变散热技术的散热和均温能力以及适应性要求越来越高。
[0003]中国专利技术专利CN104241729A公开了一种水冷与复合相变材料结合的动力电池散热装置，包括箱体、设置于箱体底部的底板，所述底板内部沿两长边分别设置有容纳冷却水的进水通道和出水通道，所述底板的上表面沿两长边设置有分别与进水通道和出水通道连通的孔道，所述底板上沿长度方向相隔一定距离设置有板状微通道换热器，所述板状微通道换热器内设置有微孔流道，所述微孔流道的两端口分别与连通进水通道的孔道和连通出水通道的孔道相连接，由所述板状微通道换热器、底板和箱体合围的空间内填充有复合相变材料；此外，中国技术CN207382775U公开了一种水冷相变散热设备，由水冷管道和相变腔体组成，在相变腔体内安装水冷管道。相变腔体是根据热管原理制作的密封腔体，相变腔体表壁为蒸发端，水冷管道表壁为冷凝端。水冷管道在相变腔体内折叠迂回；在相变腔体内使用多孔扁管或者多根管道，以增加冷凝端的面积，提高散热效率。
[0004]上述专利技术均采用了相变材料实现了对元件的有效散热，但仍存在如下不足之处：(1)空腔填充相变材料技术可以利用大潜热将热量进行有效储存，但由于采用有机相变材料或掺杂高性能导热纳米颗粒的有机相变材料作为填充剂，所以该技术存在导热性能差、均温效果差、单位体积潜热小、相变时体积膨胀大和循环稳定性差等问题；(2)由于相变空腔采用封闭非透明金属骨架，很难实现对相变材料状态进行实时监测；(3)由于相变装置
的结构固定，同一装置无法适应多种功率热源；(4)由于相变材料只能短时间储存热量，必须通过冷却液将热量导出来实现可持续性循环。传统液冷流道多采取蛇形或蛇形加肋片的结构，该种结构换热面积小以及湍流扰动能力相对较差，存在对流换热能力有限的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需时求，本专利技术通过将相变材料填充空间设置为厚度可调，有效提高了结构上的灵活性，从而可应对不同的发热元件的发热功率，实现个性化调整相变材料填充量，泛化了均温板的应用范围，此外在前后两侧面设置有可视化透明窗，实现了对相变材料形态变化过程进行实施监控，强化了均温板的可控性；与此同时，通过在厚度可调相变单元底部设置有水冷散热单元，并在水冷散热单元的下表面设有湍流激发部，使得来流及时被处理成为湍流状态，有效提高水冷散热的热交换效率。有效解决了传统液冷流道所采取的蛇形或蛇形加肋片结构，导致的换热面积小以及湍流扰动能力相对较差，存在对流换热能力有限的技术问题。
[0006]按照本专利技术第一方面，提供一种可视化高性能蓄能可变均温板，包括：
[0007]用于起到支撑定位作用的均温板骨架，其包括骨架侧板、骨架隔层上板和骨架隔层下板；
[0008]内部填充有相变材料且具有填充空间大小可调功能的厚度可调相变单元，其侧边与骨架侧板连接且置于骨架隔层上板的上表面；
[0009]用于对所述厚度可调相变单元中的相变材料进行散热的水冷散热单元，其包括夹设于所述骨架隔层上板和骨架隔层下板之间且内部设有湍流激发部的换热器水道、贯通连接于换热器水道左右两侧且分别用于输入和输出冷却液的进水口和出水口；
[0010]设置于前后两侧面并与左右方向的骨架侧板固定连接的用于实施监控内部相变材料形态变化过程的前可视化透明窗和后可视化透明窗，其形状为透明板状。
[0011]进一步的，所述的厚度可调相变单元，包括：
[0012]作为上盖密封相变材料的上盖板，设置于所述上盖板表面的用于注入相变材料并通过密封螺栓进行密封的相变材料注入孔；
[0013]与左右两侧的骨架侧板固定连接且设有用于调整上盖板竖直方向高度的齿形定位板，其内侧表面沿竖直方向上均匀排列有多个用于与所述上盖板可重复拆装并卡接定位的凹槽；
[0014]被设置在齿形定位板底部并固定连接于左右两侧骨架侧板的骨架隔层上板和上盖板所构成的用于填充相变材料的蓄能可调相变层。
[0015]进一步的，所述的厚度可调相变单元，包括：
[0016]作为蓄能可调相变层上盖的上盖板，其与左右两侧的骨架侧板可拆卸连接，设置于所述上盖板表面的用于注入相变材料并通过密封螺栓进行密封的相变材料注入孔；
[0017]可叠加在骨架隔层上板多层的可拆卸调节板；
[0018]被最上层的可拆卸调节板和上盖板所构成的用于填充相变材料的蓄能可调相变层。
[0019]进一步的，所述的换热器水道中的湍流激发部为设置于换热器水道下表面且按阵列方式排布的用于将来流打散并成为湍流状态的不规则齿。
[0020]进一步的，所述的前可视化透明窗与后可视化透明窗的材质为防腐蚀透明有机玻璃板。
[0021]进一步的，所述的均温板骨架和水冷散热单元均采用金属材料制成。
[0022]按照本专利技术第二方面，提供一种可视化高性能蓄能可变均温板的使用方法，包括如下步骤：
[0023]通过计算激光、雷达电子产品工作所产生的热量，确定相变材料的所需量；
[0024]调整厚度可调相变单元内部的蓄能可调相变层厚度至与相变材料的所需量相对应，将相变材料填充到蓄能可调相变层中,固定可视化透明窗到均温板骨架上；
[0025]将热负载固定在上盖板上表面，通过进出口和换热器水道组成的流道通入流体，经过热交换过程会将相变材料凝固，通过可视化透明窗观察相变材料完全凝固后，停止供液；
[0026]热负载开始工作，通过可视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可视化高性能蓄能可变均温板，其特征在于，包括：用于起到支撑定位作用的均温板骨架(1)，其包括骨架侧板、骨架隔层上板和骨架隔层下板；内部填充有相变材料且具有填充空间大小可调功能的厚度可调相变单元，其侧边与骨架侧板连接且置于骨架隔层上板的上表面；用于对所述厚度可调相变单元中的相变材料进行散热的水冷散热单元，其包括夹设于所述骨架隔层上板和骨架隔层下板之间且内部设有湍流激发部的换热器水道(10)、贯通连接于换热器水道(10)左右两侧且分别用于输入和输出冷却液的进水口和出水口；设置于前后两侧面并与左右方向的骨架侧板固定连接的用于实施监控内部相变材料形态变化过程的前可视化透明窗和后可视化透明窗，其形状为透明板状。2.根据权利要求1所述的一种可视化高性能蓄能可变均温板，其特征在于，所述的厚度可调相变单元，包括：作为上盖密封相变材料的上盖板(4)，设置于所述上盖板(4)表面的用于注入相变材料并通过密封螺栓(7)进行密封的相变材料注入孔；与左右两侧的骨架侧板固定连接且设有用于调整上盖板(4)竖直方向高度的齿形定位板，其内侧表面沿竖直方向上均匀排列有多个用于与所述上盖板(4)可重复拆装并卡接定位的凹槽；被设置在齿形定位板底部并固定连接于左右两侧骨架侧板的骨架隔层上板和上盖板(4)所构成的用于填充相变材料的蓄能可调相变层(9)。3.根据权利要求1所述的一种可视化高性能蓄能可变均温板，其特征在于，所述的厚度可调相变单元，包括：作为蓄能可调相变层(9)上盖的上盖板(4)，其与左右两侧的骨架侧板可拆卸连接，设置于所述上盖板(4)表面的用于注入相变材料并通过密封螺栓(7)进行密封的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，杨小强，武春风，姜永亮，胡黎明，韩西萌，吕亮，胡金萌，王旭锋，李振杰，
申请(专利权)人：中国航天三江集团有限公司，
类型：发明
国别省市：