热交换的系统及方法与流程

文档序号:21787400发布日期:2020-08-07 20:35阅读:853来源:国知局
热交换的系统及方法与流程

交叉引用

本申请要求于2017年11月6日提交的第62/581,794号美国临时申请的优先权,通过引用将该申请的内容全部并入本文中。



背景技术:

随着电子设备和计算机性能的提高,热量的产生也随之增加。在基于微处理器和放大器的系统(例如位于通信机柜、服务器机房(数据中心)和云计算中心的系统)中,散热不断增加的趋势对于电子行业来说越来越重要。因此,寻找有效的散热解决方案对于降低系统成本和提高性能来说很有意义。

用于冷却的传统制冷系统或者冷却整个电子系统,或者冷却其中的发热部件。冷却技术可以用于冷却设备、设备集群、子配件以及机柜或机架层,所有的这些都在原始设备制造商(oem)的产品中。对于电气系统和设备进行冷却会更加复杂,这是因为在许多情况下,热调节是在制造电子系统和设备之后添加的,而并非是oem在系统设计中考虑的。可以使用最新的软件或实施最新的半导体技术来进行设备设计,但是热管理架构通常处于新产品设计的“后期”。这样,通过使用与电子系统串联布置的次级冷却系统或次级制冷系统来解决与设计的电子系统相关的热管理问题。



技术实现要素:

如本文所认识到的,寻求用于电子系统的热调节和管理的有效散热解决方案对于降低成本和提供增强的性能来说是有意义的。本公开为电子设备或系统提供了经济且连续运行的热调节和管理。这例如对于调节和保持诸如高功率电子系统和服务器机房之类的热能来源(例如,热源)的温度来说是有用的。

在一个方面中,本公开提供了一种蒸发器设备,包括:腔室,该腔室包括入口、出口以及表面,其中入口被配置成将液态冷却剂引导至该腔室中,出口被配置成引导蒸汽冷却剂离开腔室,以及其中,表面与液态冷却剂或蒸汽冷却剂热连通;以及多孔单元,该多孔单元与该表面邻接设置,其中,多孔单元被配置成(i)吸收液态冷却剂,(ii)使液态冷却剂与表面热连通,(iii)使液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂,以及(iv)引导蒸汽冷却剂离开表面,其中,表面和多孔单元的材质为不同的材料,并且其中,多孔单元是隔热的。

在一些实施例中,多孔单元具有平均横截面尺寸小于或等于约1000微米的孔隙。在一些实施例中,多孔单元的导热系数小于表面的导热系数。在一些实施例中,多孔单元的导热系数小于或等于约1瓦/米-开尔文(w/m-k)。在一些实施例中,表面的导热系数大于或等于约10w/m-k。在一些实施例中,多孔单元是多层多孔单元。在一些实施例中,多层多孔单元中的一层与多层多孔单元的另一层的平均横截面尺寸不同。

在一些实施例中,表面和多孔单元被配置成使得液态冷却剂的泡核沸腾温度与液态冷却剂的饱和沸腾温度之间的温差小于或等于约7℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约3℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约1℃。在一些实施例中,表面是热能来源的一部分。在一些实施例中,多孔单元与该热能来源的一部分接触。在一些实施例中,表面是热交换单元。在一些实施例中,热交换单元与热能来源接触。在一些实施例中,热交换单元包括多个散热片。在一些实施例中,多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多孔单元是多个多孔单元。在一些实施例中,多个多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多个散热片不具有微孔涂层。在一些实施例中,多个散热片具有微孔涂层。在一些实施例中,多孔单元包括耐热的天然纤维。在一些实施例中,表面和多孔单元被配置成使得在表面和多孔单元之间的交界面处形成汽相成核部位(vapornucleationsites)。在一些实施例中,多孔单元包括选自纤维素、聚合物和天然纤维中的一种或多种成分。

在另一个方面中,本公开提供了一种冷却系统,包括:第一通道,该第一通道被配置成引导液态冷却剂;第二通道,该第二通道被配置成引导由液态冷却剂产生的蒸汽冷却剂;冷凝器,该冷凝器被配置成使得蒸汽冷却剂经历到液态冷却剂的相变;以及至少一个冷却接口,该至少一个冷却接口与第一通道和第二通道流体连通,其中,该至少一个冷却接口包括:(i)冷却剂入口,该冷却剂入口被配置成将液态冷却剂从第一通道引导到至少一个多孔单元,其中,该至少一个多孔单元被配置成吸收液态冷却剂并使液态冷却剂与至少一个热交换单元热连通,该至少一个热交换单元被配置成使得热量能够从热能来源流动到液态冷却剂,该热量使得液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂;以及(ii)冷却剂出口,该冷却剂出口被配置成使得蒸汽冷却剂能够从至少一个热交换单元流动到第二通道。

在一些实施例中,至少一个多孔单元具有平均横截面尺寸小于或等于约1000微米的孔隙。在一些实施例中,至少一个多孔单元的导热系数小于热交换单元的导热系数。在一些实施例中,多孔单元的导热系数小于或等于约1瓦/米-开尔文(w/m-k)。在一些实施例中,热交换单元的导热系数大于或等于约10w/m-k。在一些实施例中,至少一个多孔单元是多层多孔单元。在一些实施例中,多层多孔单元中的一层与多层多孔单元的另一层的平均横截面尺寸不同。

在一些实施例中,热交换单元和多孔单元被配置成使得液态冷却剂的泡核沸腾温度与液态冷却剂的饱和沸腾温度的温差之间小于或等于约7℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约3℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约1℃。在一些实施例中,热交换单元与热能来源接触。在一些实施例中,热交换单元包括多个散热片。在一些实施例中,多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多孔单元是多个多孔单元。在一些实施例中,多个多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多个散热片不具有微孔涂层。在一些实施例中,多个散热片具有微孔涂层。在一些实施例中,多孔单元包括耐热的天然纤维。在一些实施例中,表面和多孔单元被配置成使得在表面和多孔单元之间的交界面处形成汽相成核部位。

在一些实施例中,该系统还包括与第一通道或第二通道流体连通的流动发生器。在一些实施例中,该系统被配置成在小于约1个大气压的压力下操作。在一些实施例中,该系统是自调节的。在一些实施例中,该系统还包括与第一通道、第二通道、冷凝器、至少一个冷却接口或其任意组合流体连通的压力调节器。在一些实施例中,该压力调节器被配置成调节液态冷却剂或蒸汽冷却剂的流速。

在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个单独的冷却接口。在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个冷却接口。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口串联连接。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口并联连接。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源直接接触。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源间接接触。

在一些实施例中,该系统还包括与第一通道或第二通道流体连通的孔口。在一些实施例中,该孔口被配置成在至少一个冷却接口内产生真空。在一些实施例中,该系统在没有温度控制器的情况下提供按需冷却。在一些实施例中,第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却接口是闭环流体流路径的一部分。在一些实施例中,该闭环流体流路径被配置成在小于2个大气压的压力下操作。在一些实施例中,多孔单元包括选自纤维素、聚合物和天然纤维中的一种或多种成分。在一些实施例中,液态冷却剂在约5℃和约50℃之间蒸发。在一些实施例中,多孔单元包括选自纤维素、聚合物和天然纤维中的一种或多种成分。在一些实施例中,该系统还包括扩展容器、一个或多个分离器、用户接口、热电偶、变送器、处理器和存储器或其任意组合。

在另一个方面中,本公开提供了一种冷却系统,包括:第一通道,该第一通道被配置成引导液态冷却剂;第二通道,该第二通道配置成引导由液态冷却剂产生的蒸汽冷却剂;冷凝器,该冷凝器被配置成使得蒸汽冷却剂经历到液态冷却剂的相变;以及至少一个冷却接口,该至少一个冷却接口与第一通道和第二通道流体连通,其中,该至少一个冷却接口包括:(i)冷却剂入口,该冷却剂入口被配置成将液态冷却剂从第一通道引导至多个散热片,其中,多个散热片延伸到至少一个冷却接口中,使得该多个散热片被配置成与液态冷却剂或蒸汽冷却剂接触,其中,多个散热片与至少一个热交换单元热连通,使得多个散热片和至少一个热交换单元被配置成使得热量能够从热能来源流动到液态冷却剂,该热量使得液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂;以及(ii)冷却剂出口,该冷却剂出口被配置成使得蒸汽冷却剂能够从至少一个热交换单元流动到第二通道。

在一些实施例中,该系统还包括与第一通道或第二通道流体连通的流动发生器。在一些实施例中,该系统被配置成在小于约1个大气压的压力下操作。在一些实施例中,该系统是自调节的。在一些实施例中,该系统还包括与第一通道、第二通道、冷凝器、至少一个冷却接口或其任意组合流体连通的压力调节器。在一些实施例中,该压力调节器被配置成调节液态冷却剂或蒸汽冷却剂的流速。

在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个单独的冷却接口。在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个冷却接口。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口串联连接。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口并联连接。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源直接接触。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源间接接触。

在一些实施例中,该系统还包括与第一通道或第二通道流体连通的孔口。在一些实施例中,该孔口被配置成在至少一个冷却接口内产生真空。在一些实施例中,该系统在没有温度控制器的情况下提供按需冷却。在一些实施例中,第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却接口是闭环流体流路径的一部分。在一些实施例中,该闭环流体流路径被配置成在小于2个大气压的压力下操作。在一些实施例中,液态冷却剂在约5℃和约50℃之间蒸发。在一些实施例中,该系统还包括扩展容器、一个或多个分离器、用户接口、热电偶、变送器、处理器和存储器或其任意组合。在一些实施例中,多个散热片被间隔开,使得在使用的过程中,毛细作用能够沿着多个散热片的长尺寸引导液态冷却剂。

在另一个方面中,本公开提供了冷却热源的方法,包括:提供与热源热连通的蒸发器设备,其中,该蒸发器设备包括(i)腔室,该腔室包括入口、出口和表面以及(ii)多孔单元,该多孔单元与表面邻接设置,其中,该表面与液态冷却剂或蒸汽冷却剂热连通,其中,该表面和多孔单元的材质为不同的材料,并且其中,该多孔单元是隔热的;将液态冷却剂引入腔室;使用多孔单元吸收液态冷却剂并使液态冷却剂与表面热连通,以使得热量能够从热源流动到液态冷却剂,该热量使得液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂;使用多孔单元引导蒸汽冷却剂离开表面以冷却热源;以及引导蒸汽冷却剂离开腔室。

在一些实施例中,多孔单元具有平均横截面尺寸小于或等于约1000微米的孔隙。在一些实施例中,多孔单元的导热系数小于表面的导热系数。在一些实施例中,多孔单元的导热系数小于或等于约1瓦/米-开尔文(w/m-k)。在一些实施例中,表面的导热系数大于或等于约10w/m-k。在一些实施例中,多孔单元是多层多孔单元。在一些实施例中,多层多孔单元中的一层与多层多孔单元的另一层的平均横截面尺寸不同。

在一些实施例中,表面和多孔单元使得液态冷却剂的泡核沸腾温度和液态冷却剂的饱和沸腾温度之间的温差小于或等于约7℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约3℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约1℃。在一些实施例中,表面是热能来源的一部分。在一些实施例中,多孔单元与热能来源的该一部分接触。在一些实施例中,表面是热交换单元。在一些实施例中,热交换单元与热能来源接触。在一些实施例中,热交换单元包括多个散热片。在一些实施例中,多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多孔单元是多个多孔单元。在一些实施例中,多个多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多个散热片不具有微孔涂层。在一些实施例中,多个散热片具有微孔涂层。在一些实施例中,多孔单元包括耐热的天然纤维。在一些实施例中,表面和多孔单元使得能够在表面和多孔单元之间的交界面处形成汽相成核部位。在一些实施例中,多孔单元包括选自纤维素、聚合物和天然纤维中的一种或多种成分。在一些实施例中,腔室内的压力小于或等于约2个大气压。在一些实施例中,腔室内的压力小于或等于约1个大气压。

在另一个方面中,本公开提供了冷却热源的方法,包括:提供一种包括与第一通道、第二通道以及冷凝器流体连通的至少一个冷却接口的冷却系统,其中,该至少一个冷却接口包括冷却剂入口、至少一个多孔单元、至少一个热交换单元和冷却剂出口;将液态冷却剂从第一通道引导到至少一个冷却接口;在至少一个冷却接口中,使用至少一个多孔单元吸收液态冷却剂并使液态冷却剂与至少一个热交换单元热连通,以使得热量能够从热源流动到液态冷却剂,该热量使得液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂;将蒸汽冷却剂从至少一个冷却接口通过第二通道引导至冷凝器;使蒸汽冷却剂经历第二相变以形成液态冷却剂。

在一些实施例中,该方法还包括启动流动发生器以引导液态冷却剂和蒸汽冷却剂的流动。在一些实施例中,当热源的温度超过阈值时,将液态冷却剂引导到至少一个冷却接口。在一些实施例中,该方法还包括将液态冷却剂引导至第一通道。在一些实施例中,冷却系统耗散的热量大于或等于300瓦每平方厘米。

在一些实施例中,至少一个多孔单元具有平均横截面尺寸小于或等于约1000微米的孔隙。在一些实施例中,至少一个多孔单元的导热系数小于热交换单元的导热系数。在一些实施例中,多孔单元的导热系数小于或等于约1瓦/米-开尔文(w/m-k)。在一些实施例中,热交换单元的导热系数大于或等于约10w/m-k。在一些实施例中,至少一个多孔单元是多层多孔单元。在一些实施例中,多层多孔单元中的一层与多层多孔单元的另一层的平均横截面尺寸不同。

在一些实施例中,热交换单元和多孔单元使得液态冷却剂的泡核沸腾温度和液态冷却剂的饱和沸腾温度之间的温差小于或等于约7℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约3℃。在一些实施例中,该温差小于或等于约1℃。在一些实施例中,热交换单元与热能来源接触。在一些实施例中,热交换单元包括多个散热片。在一些实施例中,多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多孔单元是多个多孔单元。在一些实施例中,多个多孔单元设置在多个散热片之间。在一些实施例中,多个散热片不具有微孔涂层。在一些实施例中,多个散热片具有微孔涂层。在一些实施例中,多孔单元包括耐热的天然纤维。在一些实施例中,表面和多孔单元使得能够在表面和多孔单元之间的交界面处形成汽相成核部位。

在一些实施例中,该方法还包括与第一通道或第二通道流体连通的流动发生器。在一些实施例中,该方法在小于约1个大气压的压力下操作。在一些实施例中,该方法是自调节的。在一些实施例中,该方法还包括提供与第一通道、第二通道、冷凝器、至少一个冷却接口或其任意组合流体连通的压力调节器。在一些实施例中,压力调节器被配置成调节液态冷却剂或蒸汽冷却剂的流速。

在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个单独的冷却接口。在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个冷却接口。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口串联连接。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口并联连接。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源直接接触。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源间接接触。

在一些实施例中,该方法还包括提供与第一通道或第二通道流体连通的孔口。在一些实施例中,孔口被配置成在至少一个冷却接口内产生真空。在一些实施例中,该方法在没有温度控制器的情况下提供按需冷却。在一些实施例中,第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却接口是闭环流体流路径的一部分。在一些实施例中,闭环流体流路径被配置成在小于2个大气压的压力下操作。在一些实施例中,多孔单元包括选自纤维素、聚合物和天然纤维中的一种或多种成分。在一些实施例中,液态冷却剂在约5℃和约50℃之间蒸发。在一些实施例中,多孔单元包括选自纤维素、聚合物和天然纤维中的一种或多种成分。在一些实施例中,该系统还包括扩展容器、一个或多个分离器、用户接口、热电偶、变送器、处理器和存储器或其任意组合。

在另一个方面中,本公开提供了冷却的方法,包括:提供一种冷却系统,该冷却系统包括与第一通道、第二通道以及冷凝器流体连通的至少一个冷却接口,其中,该至少一个冷却接口包括冷却剂入口、多个散热片、至少一个热交换单元和冷却剂出口,其中,多个散热片延伸到至少一个冷却接口中,使得多个散热片与液态冷却剂或蒸汽冷却剂接触,并且其中,多个散热片与至少一个热交换单元热连通;将液态冷却剂从第一通道引导至至少一个冷却接口;在至少一个冷却接口中,使用多个散热片和至少一个热交换单元以使得热量能够从热源流动到液态冷却剂,该热量使得液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂;将蒸汽冷却剂从至少一个冷却接口通过第二通道引导至冷凝器;使蒸汽冷却剂经历第二相变以形成液态冷却剂。

在一些实施例中,该方法还包括启动流动发生器以引导液态冷却剂和蒸汽冷却剂的流动。在一些实施例中,当热源的温度超过阈值时,将液态冷却剂引导到至少一个冷却接口。在一些实施例中,该方法还包括将液态冷却剂引导至第一通道。在一些实施例中,冷却系统耗散的热量大于或等于300瓦每平方厘米。

在一些实施例中,该方法还包括提供与第一通道或第二通道流体连通的流动发生器。在一些实施例中,该方法在小于约1个大气压的压力下操作。在一些实施例中,该方法是自调节的。在一些实施例中,该方法还包括提供与第一通道、第二通道、冷凝器、至少一个冷却接口或其任意组合流体连通的压力调节器。在一些实施例中,压力调节器被配置成调节液态冷却剂或蒸汽冷却剂的流速。

在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个单独的冷却接口。在一些实施例中,至少一个冷却接口包括两个或更多个冷却接口。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口串联连接。在一些实施例中,该两个或更多个冷却接口并联连接。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源直接接触。在一些实施例中,至少一个冷却接口与热能来源间接接触。

在一些实施例中,该方法还包括提供与第一通道或第二通道流体连通的孔口。在一些实施例中,孔口被配置成在至少一个冷却接口内产生真空。在一些实施例中,该方法在没有温度控制器的情况下提供按需冷却。在一些实施例中,第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却接口是闭环流体流路径的一部分。在一些实施例中,闭环流体流路径被配置成在小于2个大气压的压力下操作。在一些实施例中,液态冷却剂在约5℃和约50℃之间蒸发。在一些实施例中,该方法还包括提供扩展容器、一个或多个分离器、用户接口、热电偶、变送器、处理器和存储器或其任意组合。在一些实施例中,多个散热片被间隔开,使得在使用的过程中,毛细作用沿着多个散热片的长尺寸引导液态冷却剂。

通过下面的详细描述,本公开的其他方面和优势对于本领域技术人员将变得明显,其中,仅示出和描述本公开的说明性实施例。应当认识到,本公开内容能够具有其他和不同的实施例,并且能够在各种明显的方面进行修改其若干细节,所有这些都不脱离本公开内容。因此,附图和描述本质上应被认为是说明性而不是限制性的。

通过引用的并入内容

本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文中,并入的程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被明确和单独地指出通过引用被并入一样。在通过引用并入的出版物和专利或专利申请与说明书中所包含的公开内容相抵触的程度上,本说明书旨在代替和/或优先于任何此类矛盾的资料。

附图说明

在所附权利要求中具体阐述了本发明的新颖特征。通过参考下面的详细说明以及附图(在本文中也称为“图片”和“图”),可以更好地理解本发明的特征和优势,以下详细说明阐述了示例性实施例,在其中利用了本发明的原理,在附图中:

图1a及图1b示出了示例性单相热调节系统;图1a示出了基于空气的热调节系统;图1b示出了基于液体的热调节系统;

图2示出了示例性低压多相热调节系统;

图3a至图3d示意性地示出了具有多孔单元的示例性冷却接口;图3a示意性地示出了具有多孔单元的示例性冷却接口的俯视图;图3b示意性地示出了具有多孔单元的示例性冷却接口的侧视图;图3c示意性地示出了与散热器邻接设置的多孔单元;图3d示意性地示出了与热能源邻接设置的多孔单元;

图4a及图4b示意性地示出了具有一个或多个冷却接口的示例性冷却系统;图4a示意性地示出了具有调节单个冷却接口的单个入口截止阀和单个出口截止阀的示例性冷却系统;图4b示意性地示出了具有调节多个冷却接口的单个入口截止阀和单个出口截止阀的冷却系统;

图5a及图5b示意性地示出了示例性冷却接口;图5a示出了具有入口截止阀的示例性冷却接口;图5b示意性地示出了具有入口截止阀和出口截止阀的示例性冷却接口;以及

图6示出了被编程成或以其他方式被配置成实现本文所提供的方法的计算机系统。

具体实施方式

尽管本文已经示出和描述了本发明的各种实施例,但是对于本领域技术人员而言明显的是,这些实施例仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下,本领域技术人员可以想到多种变化、改变和替换。应当理解的是,可以采用本文描述的本发明的实施例的各种替换方案。

如本文所使用的,术语“冷凝器”通常是指在其中冷凝蒸汽冷却剂以形成液态冷却剂的任何设备。冷凝器可使蒸汽经历到液体(即,冷凝)的相变(或转变)。例如,冷凝器可通过改变冷却剂的温度或包含冷却剂的环境压力来将蒸汽冷却剂冷凝为液态冷却剂。从冷却剂移除的热量可以存储在冷凝器内或从冷凝器传送,例如从冷凝器散发(例如,使用散热片)。热量可以散发到周围的自由空气环境中、可以转移到另一个加热、冷却或热能转移设备。可以主动地实现热能的传递(例如,通过附接到冷凝器的风扇)。

如本文所使用的,术语“冷却接口”通常是指可以从热源(例如,电子元器件)吸收热量的任何设备。冷却接口可以是蒸发器设备(例如,将热量从热能来源引导至冷却剂的设备),并且可以包括热交换单元、散热器或其他导热材料。冷却接口可以与热源直接接触或与热源间接接触(例如,通过诸如冷却管之类的接口、媒介或其他导热方法)。

如本文所使用的,术语“流体”通常是指液体或气体。流体不会保持限定的形状,并且可以在可观察的时间范围内流动以填充其被放入的容器。因此,流体可以具有使其能够流动的任何合适的粘滞性。如果存在两种或更多种流体,则可以基本上在任何流体(液体、气体等)中独立地选择每种流体。

如本文中所使用的,术语“冷却剂”通常是指可以用于降低、增加或调节热源温度的诸如液体或蒸汽(例如,气体)之类的物质。在冷却、加热或温度调节期间,冷却剂可以保持物相或可以经历相变。在一个示例中,冷却剂可经历从液相到气相的相变以增加冷却剂的冷却效率。

如本文所使用的,术语“通道”通常是指设备或系统上或者设备或系统中的特征件,该通道可以至少部分地引导流体的流动。通道可以具有任何横截面形状(例如,圆形、椭圆形、三角形、不规则形、正方形、矩形等)。通道可以具有任何合适的长度。通道可以是直的、基本直的,或者可以包含一个或多个弯曲,弯折或分支。

如本文所使用的,术语“流动发生器”通常是指用于引导流体通过通道的机构。流动发生器可以是一个或多个泵、一个或多个压缩机、喷射器或任何其他引导流体(例如,液体或蒸汽冷却剂)流动的设备。流动发生器可以在加压系统、大气压系统或真空系统中引导流体流动。在一个示例中,流动发生器在系统中产生有利于流体流动的真空。真空的压力可以低于约1个大气压(atm),或者低于或等于约0.9atm、0.8atm、0.7atm、0.6atm、0.5atm、0.1atm、0.01atm、0.001atm或更低。

如本文中所使用的,术语“多孔单元”通常是指使得能够在经历相变的冷却剂中形成气核的部件或材料。多孔单元可以增加相变速率(例如,可以使得流体更快地从液体转变为气体)。增加相变速率可以增加与多孔单元热连通的热能来源的冷却速率。多孔单元可包括有利于流体的毛细作用或芯吸作用的组分或材料。多孔单元可以包括布、棉芯、海绵、天然纤维或聚合物中的一种或多种。多孔单元可以包括能够承受热量的材料。多孔单元可以与热能来源直接接触,或者可以通过散热器与热能来源分开。

如本文所使用的,可以互换使用的术语“散热片”或多个“散热片”通常是指能够传导热能的部件。散热片可以是冷却接口的一体部件,或者可以是冷却系统的独立部件。散热片可以与热能来源和冷却剂热连通。散热片可以被安装在或附接到热交换单元或冷却接口的其他接口上。散热片可以延伸到冷却接口中,使得散热片与液相或气相冷却剂部分地接触。散热片可以包括一个或多个从对象延伸的表面,以增加向对象或从对象传递热量的速率(例如,通过对流和/或传导性传热)。散热片可以有利于热量从热能来源传递到冷却剂。散热片可以是任何形状,并且可以延伸任何距离到冷却接口。散热片可以间隔开足够远,使得可以在散热片之间设置一种或多种材料。可替换地或另外地,散热片可以间隔开,使得在蒸发期间毛细作用通过该间隔抽吸液态冷却剂。散热片可以增加热量从热能来源到冷却剂的传递。

如本文所使用的,术语“泡核沸腾温度”通常是指发生泡核沸腾的表面温度。例如,泡核沸腾温度是在表面(例如,热交换单元、发热对象、散热片等的表面)上形成蒸汽冷却剂的表面温度。流体经历泡核沸腾(泡核沸腾温度)所在的表面处的温度(表面温度)可以大于流体经历饱和沸腾或整体沸腾所处于的温度(饱和沸腾温度)。在泡核沸腾的情况下,表面温度可以至少比饱和沸腾温度高约1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、10℃、20℃或更多。例如,对于水来说,在大约1个大气压(atm)下当表面温度比饱和沸腾温度高10℃(18°f)到30℃(54°f)之间时,可以发生泡核沸腾。

每当术语“至少”、“大于”或“大于或等于”在一系列的两个或更多个数值中的第一个数值之前时,术语“至少”、“大于”或“大于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如,大于或等于1、2或3相当于大于或等于1、大于或等于2,或大于或等于3。

每当术语“不大于”、“小于”或“小于或等于”在一系列的两个或更多个数值中的第一个数值之前时,术语“不大于”、“小于”或“小于或等于”适用于该系列数值中的每个数值。例如,小于或等于3、2或1相当于小于或等于3、小于或等于2,或小于或等于1。

本公开提供了用于热交换的系统和方法。本公开的系统和方法可以用于各种环境的用途中,例如用于与电子系统(例如,计算机处理器、计算机服务器、数据中心或网络系统)、能量存储系统(例如,固态电池)、充电系统、三维(3d)打印系统、制造系统和可穿戴设备的热交换中。

热调节和热能传递

本公开提供了用于调节电子系统、其发热部件以及其他发热系统(例如,能量存储设备、三维打印设备等)的温度的热管理系统。

对包括服务器、中央处理器(cpu)和图形处理单元(gpu)的电子设备进行热管理或热调节可以提高此类设备的效率、寿命和性能。用于热调节和热能传递的系统和方法可以包括被动热调节和主动热调节。被动热调节可以包括不使用额外的能量来提供热调节的热调节。例如,设备的被动热调节可以包括将增加热能的耗散的设计特征(诸如吸热器、散热器和热管之类)结合到设备中。

主动热调节可以包括使用额外的能量来增强热调节过程的热调节。可以通过从液相到气相的材料相变或通过非常低效的电冷却来实现热量泵送热调节。在一些示例中,可以通过外部设备(例如,风扇)来提供主动热调节。主动热管理的方法可能包括强制风冷、强制液冷、固态热泵、电冷却及多相冷却。当前的诸如制冷和空调系统中的相变冷却之类的主动热调节系统和方法,可以通过将气体加压至至少约10atm以及在压力降低至低于约3atm时蒸发气体来使用强制冷凝。然而,此类系统会受到所需的压力容器的高压工作容积、尺寸、刚度和形状因数的限制。

图1a和1b示出了使用强制流体的单相热调节系统的示例。图1a示出了基于空气的热调节系统,图1b示出了基于液体的热调节系统。归因于系统运行所在的环境温度,单相强制流体(例如,液体或气体)热调节系统的冷却能力有限。例如,如傅立叶定律所定义的,热传递速率与温度梯度成正比,因此基于空气的单相冷却系统无法将热能来源冷却到环境温度以下。热调节系统可以使用经冷却或冷冻的流体来实现冷却到环境温度以下。与多相热调节系统相比,使用冷冻流体的效率较低。

多相热调节系统可以使用来自相变(例如,从液体到蒸汽)的潜热以冷却到环境温度以下。多相热管理系统可以是两相热调节系统。多相热调节系统可以是高压系统或低压系统。高压系统可以在约3个大气压(atm)以上的压力下操作。高压系统可包括经历强制冷凝(例如,使用大于10atm的压力)然后通过减压(例如,使用小于约3atm的压力)而蒸发的气体或蒸汽。可以邻近热能来源发生蒸发过程,用于将流体从液体转换成蒸汽的潜热可以从热能来源吸收热能,并因此冷却热能来源。高压多相热调节系统由于系统的高压(例如,大于10atm)可以具有大的形状因数、使用脊状材料以及具有鲁棒的密封机构。

低压热调节系统可以使用强制蒸发来替代强制冷凝。当液体与热能来源接触或热连通时,可以对液体施加真空(例如,以达到低于1atm的压力)。从来源到流体(例如,冷却剂)的热能传递可导致液体经历到蒸汽的相变。从液体到蒸汽的转变可以从热能来源中吸收热能,因此可以冷却热能来源。图2示出了包括闭环流体流路径的示例性低压多相热调节系统。示例性低压热调节系统包括冷却接口210。冷却接口210可以与热能来源接触或热连通。液态冷却剂250可以进入冷却接口210,并且在从热能来源传递热能时,该液态冷却剂可以经历到蒸汽冷却剂220的相变。可以将蒸汽冷却剂220从冷却接口210引导至冷凝器230。冷凝器可以使蒸汽冷却剂220能够散发热量并且相变为液态冷却剂250,从而再次产生液态冷却剂250。系统可以包括真空或流动发生器240以控制和引导液态冷却剂250的流动。真空或流动发生器240可以包括为流动发生器240供电的电源260。真空流动发生器240可以产生小于或等于2个大气压(atm)、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小的压力。

低压热调节系统的冷却速率可以取决于系统的压力、冷却剂的流速、冷却剂的沸点、冷却剂与热能来源之间的温度梯度以及热能来源和冷却剂之间的导热系数。随着真空量的增加(例如,系统压力降低),液态冷却剂的沸点会降低。随着真空量的减少(例如,系统压力增加),液态冷却剂的沸点会升高。与热源热连通的液态冷却剂会经历从液态冷却剂的环境温度到液态冷却剂的沸点的温度转变。随着热能继续向液态冷却剂传递,液态冷却剂会经历到蒸汽冷却剂的相变。随着热能从热源(例如,热能来源)向蒸汽冷却剂的传递,蒸汽冷却剂的温度会继续升高。在冷却剂的温度变化和相变期间可以将热能从来源传递到冷却剂,不过,相变期间的热能传递会比冷却剂的温度变化期间的热能传递更有效。因此,将真空施加到多相热调节系统可以降低液态冷却剂的沸点并且能够更加有效地冷却热能来源。在pct/il2016/051384、pct/il2018/050280、pct/il2018/050269以及pct/il2018/050809中进一步描述了用于热调节的低压系统,其全部内容通过引用整体并入本文。

冷却热源的系统

在一个方面中,本公开提供了用于热传递的设备。蒸发器设备可包括腔室和多孔单元。腔室可包括入口、出口和/或表面。表面可以与液态冷却剂、蒸汽冷却剂或液态冷却剂和蒸汽冷却剂两者热连通。入口可以被配置成将液态冷却剂引导至腔室。出口可以被配置成引导蒸汽冷却剂离开腔室。在一个示例中,表面与液态冷却剂、蒸汽冷却剂或液态冷却剂和蒸汽冷却剂两者接触。多孔单元可以与表面邻接设置。多孔单元可以与表面接触。多孔单元可以被配置成吸收液态冷却剂、使液态冷却剂与表面热连通、使液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂、引导蒸汽冷却剂离开表面或上述任意组合。表面和多孔单元可以包括不同的材料或由不同的材料制成。多孔单元可以是隔热的。表面和多孔单元可以被配置成(例如,多孔单元具有孔隙度和/或表面及多孔单元具有导热系数)使得液态冷却剂经历泡核沸腾所处于的温度(泡核沸腾温度)和液体经历饱和或整体沸腾所处于的温度(饱和沸腾温度)之间的温度差小于或等于约7℃。

在另一个方面中,本公开提供了用于冷却热源的系统。该系统可以包括闭环流体流路径。在一些示例中,闭环系统可以不对环境压力开放(例如,被紧密密封)。流体流路径可以至少部分地在真空环境中。流体流路径可以包括第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却接口。第一通道(例如,第一流体流路径)可以被配置成引导液态冷却剂。第二通道(例如,第二流体流路径)可以被配置成引导由液态冷却剂产生的蒸汽冷却剂。冷凝器可被配置成使得蒸汽冷却剂能够经历到液态冷却剂的相变。冷却接口可以与第一通道和第二通道流体连通。冷却接口可以包括冷却剂入口、热交换单元、多孔单元和冷却剂出口。多孔单元可以吸收液态冷却剂并使液态冷却剂与热交换单元热连通。热交换单元可以使得热量能够从热能来源流动到液态冷却剂,以使得液态冷却剂能够经历到蒸汽冷却剂的相变。冷却剂出口可以引导蒸汽冷却剂从热交换单元处流动到第二通道。

在另一个方面中,本公开提供了用于冷却热源的系统。该系统可以包括闭环流体流路径。闭环流体流路径可以至少部分地在真空环境中。在一些示例中,闭环系统不对环境压力开放(例如,被密封)。流体流路径可以包括第一通道、第二通道、冷凝器和至少一个冷却接口。第一通道(例如,第一流体流路径)可以被配置成引导液态冷却剂。第二通道(例如,第二流体流路径)可以被配置成引导由液态冷却剂产生的蒸汽冷却剂。冷凝器可被配置成使得蒸汽冷却剂能够经历到液态冷却剂的相变。冷却接口可以与第一通道和第二通道流体连通。冷却接口可包括冷却剂入口、热交换单元、多个散热片和冷却剂出口。多个散热片可以延伸到冷却接口中,使得多个散热片与液态、蒸汽或液态和蒸汽冷却剂两者接触。多个散热片可以与热交换单元热连通,使得热交换单元和多个散热片使得热量能够从热能来源流动到液态冷却剂,以使得液态冷却剂能够经历到蒸汽冷却剂的相变。冷却剂出口可以引导蒸汽冷却剂从热交换单元处流动到第二通道。

蒸发器设备可以包括表面、液态冷却剂、蒸汽冷却剂和多孔单元。在一个示例中,蒸发器设备包括多个多孔单元。多个多孔单元可以是相同类型(例如,相同的材料和/或形状)的多孔单元,或者多个多孔单元可以是不同类型(例如,不同的材料和/或形状)的多孔单元。表面和多孔单元可以包括不同的材料或可以是不同的材料。例如,表面可以是诸如金属(例如,铜、铝、钢、黄铜等)、导热聚合物之类的导热材料或其他导热材料,多孔单元可以是隔热(例如,具有低导热系数的材料)材料。多孔单元可以与表面直接接触。成核部位可以在多孔单元与表面接触的位置处形成。

多孔单元可优选地增加成核部位在表面上的形成,并因此减少过渡沸腾或薄膜沸腾(例如,以增加冷却效率)。可以将泡核沸腾形成的蒸汽引导离开(例如,发热对象、热交换单元、散热器等的)表面。引导蒸汽离开表面可以提高蒸发器设备的效率,这是因为蒸汽冷却剂的导热系数可能小于液态冷却剂的导热系数(例如,从表面到冷却剂的热通量会增加)。多孔单元可以使表面与蒸汽冷却剂部分地或完全地隔离。多孔单元可以由聚合材料形成。多孔单元可以由但不限于下述材料形成:纤维素、金属海绵、金属网、一种或多种聚合物、陶瓷、浮石或一种或多种天然纤维。在一些示例中,多孔单元是诸如聚合材料(例如,诸如纤维素之类的多糖)之类的纤维材料。多孔单元可以包括耐热材料(例如,能够承受至少200℃的温度)。多孔单元可以包括与表面基本不同的材料。多孔单元可以包括导热材料(例如,金属网或海绵)。可替换地或另外地,多孔单元可以包括具有低导热系数的材料(例如,纤维素或天然纤维)。多孔单元可以是连续材料,或者可以是彼此邻接设置的材料段。多孔单元可以包括单一材料或可以是复合材料。例如,多孔单元可以包括与传热表面(例如,发热对象、热交换单元或散热片)邻接的一种类型的材料以及远离传热表面或在多孔材料内部的另一种类型的材料。

可以在起始材料的形成或加工期间调整多孔材料的孔隙度。例如,对于纤维素,将来自植物的含多糖的纤维加工成浆然后挤压。可以调整挤压的加工参数从而为多孔材料赋予一定的孔隙度或一定范围的孔隙度。

多孔单元可以是隔热的(例如,非加热材料)。可替换地或另外地,多孔单元可以是导热的。隔热的多孔单元可以将离开表面的热通量减小到临界热通量以下(例如,在加热期间发生相变的热通量)。减小热通量使得能够在泡核沸腾中在成核部位形成孤立的气泡且该气泡离开表面。泡核沸腾可以引起表面附近流体的混合并增加对流传热和热通量。隔热的多孔单元可以增加或保持泡核沸腾,这可以通过在蒸发器设备的表面处提供蒸发来增加蒸发器设备的冷却效率。泡核沸腾温度可以是表面温度。泡核沸腾温度可以大于饱和温度(例如,整体沸腾温度)。随着泡核沸腾温度变得更接近饱和温度,蒸发器设备的效率会增加。例如,具有比饱和温度高10℃的泡核沸腾温度的蒸发器设备比具有比饱和温度高5℃的泡核沸腾温度的蒸发器设备效率低。表面和多孔单元可以被配置成使得泡核沸腾温度在饱和温度的10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃、4℃、3℃、2℃、1℃或更小的范围内。泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃、4℃、3℃、2℃、1℃或更小。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约7℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约5℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约3℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约2℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的差可以小于或等于约1℃。在一个示例中,温差小于1℃。泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以为约1℃至2℃、1℃至3℃、1℃至4℃、1℃至5℃、1℃至6℃、1℃至7℃、1℃至8℃、1℃至9°或1℃至10℃。泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可随蒸发器设备的压力而变化。例如,高压(例如,高于2个大气压)可以减小该温差。低压(例如,小于2个大气压)可以增大该温差。在一个示例中,蒸发器设备可以具有小于1个大气压的压力,则泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于3℃或小于1℃。

多孔单元可具有能够或加速形成冷却剂泡核(例如,增加蒸汽冷却剂气泡的形成)的结构或材料特性。多孔单元可使得蒸汽冷却剂能够自由流动或基本自由流动。多孔单元可以具有平均横截面尺寸(例如,直径)小于或等于约1500微米(μm)、1250μm、1000μm、750μm、500μm、400μm、300μm、200μm、150μm、100μm、75μm、50μm、40μm、30μm、20μm、10μm或更小的孔隙。多孔单元可以具有平均横截面尺寸(例如,直径)大于或等于约10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、75μm、100μm、150μm、200的μm、300μm、400μm、500μm、750μm、1000μm、1250μm、1500μm或更大的孔隙。多孔单元可以具有平均横截面尺寸(例如,直径)为约10μm至20μm、10μm至30μm、10μm至40μm、10μm至50μm、10μm至75μm、10μm至100μm、10μm至150μm、10μm至200μm、10μm至300μm、10μm至400μm、10μm至500μm、10μm至750μm、10μm至1000μm、10μm至1250μm或10μm至1500μm的孔隙。多孔单元可具有单分散或多分散的孔隙。例如,孔隙可以是单分散的,使得孔隙之间的平均横截面尺寸(例如,直径)的变化最多为约20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%或更少。多孔单元的孔隙可以是连通的,使得它们形成从一个表面到另一个表面的弯曲流体流路径。多孔单元可以沿多孔单元的长度吸取液态冷却剂(例如,通过毛细作用)。在一个示例中,多孔单元将冷却剂沿着热交换单元或发热对象的表面引导。在另一个示例中,多孔单元沿着散热片的长度引导冷却剂。

多孔单元可以是隔热的或导热的。多孔单元的导热系数可以小于或等于大约50瓦(w)/米(m)-开尔文(k)、40w/m-k、30w/m-k、20w/m-k、10w/m-k、5w/m-k、4w/m-k、3w/m-k、2w/m-k、1w/m-k、0.5w/m-k、0.25w/m-k、0.1w/m-k或更小。在一个实例中,多孔单元的导热系数小于或等于10w/m-k。在一个实例中,多孔单元的导热系数小于或等于5w/m-k。在一个实例中,多孔单元的导热系数小于或等于1w/m-k。多孔单元的导热系数可以为约0.1w/m-k至0.25w/m-k、0.1w/m-k至0.5w/m-k、0.1w/m-k至1w/m-k、0.1w/m-k至2w/m-k、0.1w/m-k至3w/m-k、0.1w/m-k至4w/m-k、0.1w/m-k至5w/m-k、0.1w/m-k至10w/m-k、0.1w/m-k至20w/m-k、0.1w/m-k至30w/m-k、0.1w/m-k至40w/m-k或0.1w/m-k至50w/m-k。多孔单元的导热系数可以小于表面的导热系数。表面的导热系数可以大于或等于约10w/m-k、20w/m-k、30w/m-k、40w/m-k、50w/m-k、60w/m-k、80w/m-k、100w/m-k、120w/m-k、150w/m-k、200w/m-k、250w/m-k、300w/m-k、400w/m-k、500w/m-k或更大。在一个示例中,表面的导热系数大于或等于10w/m-k。

多孔单元可以是单层或多层的。多孔单元可具有大于或等于1、2、3、4、6、8、10、12、15、20、25、30、40、50、75、100或更多的层。多孔单元的一层的孔隙可以具有与多层多孔单元的其他层的孔隙相同的平均横截面尺寸(例如,直径)。可替换地或另外地,多层多孔单元可具有平均横截面尺寸(例如,直径)不同的层。在一个示例中,多层多孔单元的层可以既具有平均横截面尺寸相同(例如,直径)的孔隙又具有平均横截面尺寸(例如,直径)不同的孔隙。在一个示例中,平均横截面尺寸可以在约50μm至1500μm之间变化。

多孔单元可以被设置成直接地、完全地或部分地与发热对象(例如热能来源)接触。可替换地或另外地,多孔单元可被设置成与热延伸部直接、完全或部分地接触,该热延伸部与发热对象热连通。热延伸部可以是热交换单元或在热能来源和热交换单元之间设置的导热材料(例如,吸热器或散热器)。在一个示例中,表面包括一个或更多个(例如,多个)散热片,并且多孔单元与散热片邻接设置。在另一个示例中,表面可以不包括散热片,并且多孔单元与热交换器(例如,散热器)邻接设置。在另一个示例中,可以将发热对象浸入在冷却剂中,并且多孔单元可以与发热对象邻接设置(例如,与热源直接接触)。

蒸发器设备的表面可以是发热对象(例如,热源或热能来源)。可替换地或另外地,蒸发器设备的表面可以是散热器、热交换单元或其他导热材料。在一个示例中,该表面是发热对象,并且多孔单元与该发热对象直接接触。发热对象可以是电池。多孔单元可与于2018年3月8日提交的pct/il2018/050269中描述的电池冷却系统和方法一起使用,其出于所有目的被完全并入本文中。在另一个示例中,蒸发器设备是热交换单元或散热器,并且多孔单元与热交换单元或散热器直接接触。热交换单元可以包括如本文其他地方所述的散热片。多孔单元可以设置在散热片上方或可以包围散热片。在一个示例中,蒸发器设备包括多个散热片和多个多孔单元,并且多个多孔单元设置在散热片之间。

热交换单元可以包括将热量从热源传递到液态冷却剂的一个或多个吸热器、散热器或散热片。热交换单元可以包括具有高导热系数的材料,例如金属(例如,铜、铝、铁、钢等)、非金属导体(例如,石墨或硅)、传热流体、或其任何组合等。热交换单元与热能来源(例如,热源)邻接设置。热交换单元可以是冷却接口的一体部件,或者可以与冷却接口分离。热交换单元可以与待冷却的对象(例如,热能来源)直接接触。可替换地或另外地,热交换单元可以与待冷却的对象间接接触(例如,可以与与对象接触的导热材料或流体接触)。在一个示例中,热交换单元与散热器接触,该散热器与热能来源接触。

蒸发器设备或热交换单元可以包括一个或多个腔室、通道或散热片。热交换单元的至少一个表面可以具有散热片、凹槽和/或柱。热交换单元可以产生与热源热连通的液态冷却剂的薄层。腔室可以是密封的,使得冷却剂可以分别通过冷却剂入口和冷却剂出口进入和离开腔室。冷却剂的薄层可以提高冷却效率。在一个示例中,热交换单元包括腔室。该腔室可以是薄腔室,使得液态冷却剂形成冷却剂的薄层。冷却剂可平行于腔室的长尺寸流动。冷却剂可在腔室的一侧为液相(例如,靠近冷却接口的入口),在腔室的另一侧为汽相(例如,靠近冷却接口的出口)。在另一个示例中,腔室可以不是薄腔室。腔室可被配置成使得液态冷却剂能够聚集在该腔室中。液态冷却剂池可设置在热交换单元的与热能来源邻接的一侧上。可替换地或另外地,热能来源可以设置在液态冷却剂池中。腔室可具有将液态冷却剂引导或提供至腔室的冷却剂入口。腔室可具有将液态和/或蒸汽冷却剂引导出腔室的冷却剂出口。冷却剂出口可以设置在液态冷却剂的液位之下、液态冷却剂的液位之处或液态冷却剂的液位之上。在一个示例中,冷却剂出口设置在液态冷却剂的液位之上,使得仅蒸汽冷却剂穿过冷却剂出口。

腔室的高度(例如,垂直于流体流动方向的距离)可以小于或等于大约10厘米(cm)、8cm、6cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1cm、0.5cm、0.25cm或更小。腔室的高度可以大于或等于约0.25cm、0.5cm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、8cm、10cm或更大。腔室的体积可小于或等于约4,000立方厘米(cm3)、3,500cm3、3,000cm3、2,500cm3、2,000cm3,1,500cm3、1,000cm3、750cm3、500cm3、250cm3、200cm3、150cm3、100cm3、75cm3、50cm3、25cm3、20cm3、15cm3、10cm3、8cm3、6cm3、4cm3、2cm3、1cm3、0.5cm3或更小。腔室的容积可以大于或等于约0.5cm3、1cm3、2cm3、4cm3、6cm3、8cm3、10cm3、15cm3、20cm3、25cm3、50cm3、75cm3、100cm3、150cm3、200cm3、250cm3、500cm3、750cm3、1,000cm3、1,500cm3、2,000cm3、2,500cm3、3,000cm3、3,500cm3、4,000cm3或更大。热交换单元的冷却面积可以大于或等于约0.5平方厘米(cm2)、1cm2、2cm2、4cm2、6cm2、8cm2、10cm2、15cm2、20cm2、30cm2、40cm2、50cm2、75cm2、100cm2、150cm2、200cm2、300cm2、350cm2、400cm2或更大。吸热器或热交换单元的冷却面积可以小于或等于400cm2、350cm2、300cm2、250cm2、200cm2、150cm2、100cm2、75cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、10cm2、8cm2、6cm2、4cm2、2cm2、1cm2、0.5cm2或更小。

蒸发器设备还可以包括一个或多个散热片。该散热片可以延伸到传热或冷却接口设备中,使得散热片与冷却剂接触。散热片可以与液态冷却剂、蒸汽冷却剂或液态和蒸汽冷却剂两者接触。散热片可以是与热交换单元一体的部件(例如,连接到热交换单元,和/或由单一材料形成的热交换单元与散热片)。可替换地或另外地,散热片可以与热交换单元分离或由与热交换单元分离的材料形成。在一个示例中,散热片从热交换单元的表面延伸到热交换单元的腔室中以与冷却剂接触。蒸发器设备(例如,冷却接口)可以包括至少1、2、4、6、8、10、12、15、20、35、30、40、50、60、80、100或更多个散热片。散热片可以被布置成使得散热片的长尺寸(例如,散热片的高度)基本垂直于或垂直于与待冷却对象热接触的热交换单元的表面。散热片可以包括任何形状。例如,散热片可以是竖直安装的板、柱、杆、锥、金字塔状件或用于热传递的任何其他形状。散热片可以是相同的形状,或者冷却单元内的散热片可以是多种形状。散热片可以具有光滑的表面,或者可以包括隆起部以增加散热片的表面积。散热片可以具有或不具有涂层。在一个示例中,散热片不具有涂层。涂层可以是增加散热片表面的粗糙度或孔隙度的表面处理部或层。散热片的高度(例如,与热交换单元的表面垂直或远离待冷却的对象延伸的尺寸)可以大于或等于大约0.5mm至1mm、0.5mm至2mm、0.5mm至3mm、0.5mm至4mm、0.5mm至5mm、0.5mm至6mm、0.5mm至8mm、0.5mm至10mm、0.5mm至15mm或0.5mm至20mm。散热片的高度(例如,与热交换单元的表面垂直或远离待冷却的对象延伸的尺寸)可以小于或等于大约20毫米(mm)、15mm、10mm、8mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.5mm或更小。散热片的宽度(例如,与热交换单元的表面平行的尺寸)可以小于或等于大约10mm、8mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、750微米(μm)、500μm、250μm、100μm米或更小。散热片的宽度(例如,与热交换单元的表面平行的尺寸)可以大于或等于约100μm至250μm、100μm至500μm、100μm至750μm、100μm至1mm、100μm至2mm、100μm至3mm、100μm至4mm、100μm至5mm、100μm至6mm、100μm至8mm或100μm至10mm。

散热片可以被布置成使得来自冷却剂入口的流体可以围绕并环绕散热片流动。散热片的至少一部分可以与液态冷却剂接触。例如,散热片的下部(例如,靠近待冷却的对象的部分)可以与液态冷却剂接触。散热片的至少一部分可以与蒸汽冷却剂接触。例如,散热片的上部(例如,离待冷却的对象最远的部分)可以与蒸汽冷却剂接触。液态冷却剂可以聚集在散热片的下部周围。热交换单元可以将热能从待冷却的对象传递到散热片。散热片可以将热能传递给冷却剂。当冷却剂接触散热片时,它可以蒸发而形成蒸汽冷却剂。蒸汽冷却剂可沿着散热片的长尺寸(例如,远离与待冷却对象热接触的热交换单元的表面)流动到冷却剂出口。

散热片可以被成形和/或布置成使流体在整个冷却接口中分布。例如,散热片可以被布置成使得散热片之间的间隙能够使冷却剂流动。散热片之间的间隙可以小于或等于约20毫米(mm)、15mm、10mm、8mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm更小。散热片之间的间隙可大于或等于约0.1mm、0.25mm、0.5mm、1mm、2mm、5mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、15mm、20mm或更大。散热片之间的间隙可为约0.1mm至0.25mm、0.1mm至0.5mm、0.1mm至1mm、0.1mm至2mm、0.1mm至3mm、0.1mm至4mm、0.1mm至5mm0.1mm至6mm、0.1mm至8mm、0.1mm至10mm、0.1mm至15mm或0.1mm至20mm。散热片可以间隔开,使得毛细管作用引导冷却剂离开液态冷却剂池和待冷却的对象。当冷却剂沿着散热片流动时,冷却剂可以经历从液态到蒸汽冷却剂的相变。

在一个示例中,蒸发器设备或冷却接口包括散热片。散热片可以与热交换单元(例如,散热器或吸热器)热接触或连接。冷却接口还可以包括一个或多个多孔单元。一个或多个多孔单元可以设置在散热片之间、包裹在散热片周围或者以其他方式与散热片接触或紧密靠近。在一个示例中,散热片是柱或销,并且多孔单元包裹在散热片周围(例如,是围绕散热片的护套)。在另一个示例中,散热片是垂直于热交换单元的表面设置的板,并且多孔单元设置在板之间(例如,多孔单元的层与散热片交替)。图3a和3b示意性地示出了示例散热片和多孔单元的构造。图3a示出了冷却接口的内部的俯视图,该冷却接口具有多个散热片315、多个多孔单元316以及热交换单元314。多个散热片315和多个多孔单元316布置成使得散热片和多孔单元在热交换单元314的一个维度上交替。热交换单元314可以是散热器。散热片315和多孔单元316的表面积可以小于热交换单元314的表面积,使得冷却剂可以在散热片周围流动并流过散热片。图3b示出了冷却接口的内部的侧视图,该冷却接口具有多个散热片315、多个多孔单元316以及热交换单元314。散热片315可以具有垂直于热交换单元314的第一尺寸(例如,高度)和平行于热交换单元314的短尺寸(例如,宽度)。散热片的高度可以大于宽度。可替换地或另外地,散热片的宽度可以大于高度。多孔单元可具有与散热片相似的尺寸或不同的尺寸。多孔单元的高度(例如,远离发热对象延伸的尺寸)可以大于或等于散热片的高度的约5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、110%、120%、130%、140%、150%或更大。多孔单元的高度(例如,远离发热对象延伸的尺寸)可以小于或等于散热片高度的约150%、140%、130%、120%、110%、100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%或更小。多孔单元的宽度(例如,平行于热交换单元的表面的小尺寸)可以小于或等于散热片之间的间隙。多孔单元的长度(例如,平行于热交换单元的表面的长尺寸)可以小于、等于或大于散热片的长度。多孔单元的长度(例如,平行于热交换单元的表面的长尺寸)可以大于或等于散热片长度的约5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、110%、120%、130%、140%、150%或更大。多孔单元的长度(例如,平行于热交换单元的表面的长尺寸)可以小于或等于散热片长度的约150%、140%、130%、120%、110%、100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%、5%或更小。在一个示例中,多孔单元的长度和高度尺寸大于散热片的长度和高度尺寸(例如,多孔单元在一个或多个维度上延伸超过散热片)。多孔单元可沿散热片的高度和长度吸取(例如,通过毛细作用)冷却剂。随着冷却剂沿着散热片的高度前进,冷却剂可以经历从液态到蒸汽的相变。

在一个示例中,冷却接口不具有散热片,并且多孔单元与热交换单元(例如,散热器)接触。系统可以包括或不包括多孔单元。在没有多孔单元的系统中,成核部位可以出现在热交换单元的表面上,这进而会降低热传递和冷却的速率。在具有多孔单元的系统中,多孔单元可以与热交换单元直接地、部分地或完全地接触。成核可以优选地发生在多孔单元中,使得形成蒸汽并引导其离开热交换单元的表面,从而提高了热传递和冷却的速率。图3c示出了与热交换单元314接触的多孔单元315的示例性示意图。多孔单元可以沿着热交换单元的表面引导液态冷却剂并且引导蒸汽冷却剂远离热交换单元。

在一个示例中,发热对象(例如,热能来源)与冷却剂直接接触(例如,浸入在冷却剂中或被冷却剂包围)。冷却接口可以围绕发热对象密封,使得系统是闭环系统(例如,从周围环境紧密密封)。系统可以包括或不包括多孔单元。在没有多孔单元的系统中,成核部位可能出现在发热对象的表面上,这进而会降低热传递和冷却的速率。在具有多孔单元的系统中,多孔单元可以与发热对象直接地、部分地或完全地接触。成核可以优选地发生在多孔单元中,使得形成蒸汽并引导其远离发热对象的表面,从而提高了热传递和冷却的速率。图3d示出了与发热对象317接触的多孔单元315中的示例性示意图。多孔单元可以沿着发热对象的表面引导液态冷却剂,并引导蒸汽冷却剂离开发热对象。

可以将蒸发器设备合并到系统中。蒸发器设备或系统可以是高压(例如,大于或等于2个大气压(atm)的压力)、大气压或低压(例如,小于2atm的压力)冷却系统。在一个示例中,冷却系统是低压(例如,真空)冷却系统。冷却系统的压力在整个系统中可以是恒定的,或者可以在整个系统中变化。例如,冷凝器中的压力可以大于通道中或冷却接口处的压力。系统的压力可以小于或等于约5个大气压(atm)、4atm、3atm、2atm、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小。系统的压力可以为约0.1atm至0.2atm、0.1atm至0.4atm、0.1atm至0.6atm、0.1atm至0.8atm、0.1atm至1atm、0.1atm至1.5atm、0.1atm至2atm、0.1atm至3atm、0.1atm至4atm或0.1atm至5atm。冷凝器中的压力可以大于或等于约0.5atm、1atm、1.5atm、2atm、4atm、6atm、8atm、10atm或更大。冷凝器的压力可以为约0.5atm至1atm、0.5atm至1.5atm、0.5atm至2atm、0.5atm至4atm、0.5atm至6atm、0.5atm至8atm或0.5atm至10atm。冷却接口处的压力可以小于或等于约5atm、4atm、3atm、2atm、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小。冷却接口处的压力可以为约0.1atm至0.2atm、0.1atm至0.4atm、0.1atm至0.6atm、0.1atm至0.8atm、0.1atm至1atm、0.1atm至1.5atm、0.1atm至2atm、0.1atm至3atm、0.1atm至4atm或0.1atm至5atm。冷却接口与系统其他部分(例如冷凝器、流动发生器、通道)之间的压力差可以大于或等于约零atm、0.1atm、0.2atm、0.4atm、0.6atm、0.8atm、1atm、1.5atm、2atm、4atm、6atm、8atm、10atm或更大。冷却接口与系统其他部分(例如冷凝器、流动发生器、通道)之间的压力差可以小于或等于约10atm、8atm、6atm、4atm、2atm、1.5atm、1atm、0.8atm、0.6atm、0.4atm、0.2atm、0.1atm或更小。

蒸发器设备或冷却系统可以通过冷却接口(例如,蒸发器设备)与热源(例如,电子设备)的直接或间接接触而直接从至少一个热源吸收热量。利用潜热(即液体汽化),冷却系统可以冷却热源。可以通过对冷却剂或冷却介质施加真空来使其蒸发。可以将汽化的冷却剂转移至冷凝器以使其冷凝而形成液态冷却剂。冷凝器可以将从热源吸收的热量散发到环境、另一个设备和/或吸热材料中。然后可以将液态冷却剂引导至设备的施加了真空的部件(例如,冷却接口或扩展容器)。在一个示例中,冷却接口(例如,蒸发器设备)与热源直接接触。可通过使冷却接口与热源直接或间接接触(例如,通过热导体)来冷却热源。

可以通过液态冷却剂的汽化来实现经由冷却接口的吸热。可以通过在一个或多个冷却接口内的冷却剂或冷却介质上施加真空来实现汽化。可替换地或另外地,可以通过使得冷却剂蒸发并排出气态冷却剂来实现汽化。可以将蒸发的冷却剂从冷却接口中去除或带走,并将其引导至冷凝器。冷凝器可以冷凝蒸汽冷却剂以形成液态冷却剂。吸收的热量可以从冷凝器散发到周围环境(例如,周围空气)或另一设备。液态冷却剂可以从冷凝器流动到冷却接口。可替换地或另外地,液态冷却剂可以从冷凝器流动到冷却系统的流动发生器或其他真空部件。

系统可以包括将液态冷却剂引导至冷却接口的冷却剂入口的第一通道。冷却剂入口可以引导及控制液态冷却剂从冷却剂入口流动到第二通道。冷却剂入口可以包括或可以不包括入口截止阀。在一个示例中,冷却剂入口包括入口截止阀。入口截止阀可以调节冷却接口内的液态冷却剂的液位、体积或总量。冷却剂出口可以使得蒸汽冷却剂能够从冷却接口流动到第二通道。冷却剂出口可以包括出口截止阀。出口截止阀可以允许或阻止蒸汽和/或液态冷却剂从冷却接口流动到出口通道。该系统可以通过将液态冷却剂汽化成蒸汽冷却剂(例如,通过潜热)以从热源吸收热量。该系统还可以包括多个出口截止阀。出口截止阀可以设置在冷却接口的热交换单元与出口通道之间。可替换地或除两者之外地,出口截止阀可以与出口通道和/或冷却接口整合在一起。在一个示例中,该系统包括多个热交换单元,并且每个出口截止阀控制流体从单个热交换单元到出口通道的流动。在另一个示例中,一个出口截止阀控制来自多个热交换单元的流体的流动。出口截止阀可以是计量阀(例如,控制流体的流速),或者可以是分立阀(例如,包括打开状态和关闭状态的阀)。出口截止阀可以被设计成使得蒸汽、液态和/或蒸汽和液态冷却剂进入与该出口截止阀流体连通的每个相关的出口通道,同时防止蒸汽和/或液态冷却剂的回流。

示例性冷却系统在图4a及图4b中示出。图4a示出了示例性冷却系统400,该系统具有与冷却剂入口411和冷却剂出口412流体连通的多个冷却接口(例如,蒸发器设备)410。冷却剂入口411可以包括截止阀413。可替换地或另外地,冷却剂出口可以包括截止阀418。冷却接口410可以与入口截止阀413或出口截止阀418流体连通。图4b示出了冷却系统400的替换实施例,该系统具有与多个冷却接口410流体连通的单个入口截止阀413或单个出口截止阀418。系统可以包括与单个入口和/或出口截止阀相关联的冷却接口410和与单个入口和/或出口截止阀相关联的多个冷却接口的混合,该多个冷却接口与单个入口和/或出口截止阀相关联。系统403还可包括设置在冷却接口410上游的一个或多个限流器409、冷凝器440和一个或多个流动发生器或真空泵430。冷凝器440和流动发生器430可以由电源404供电。可经由压力驱动的流体流动将液态冷却剂引导至冷却接口410。冷却接口410可以与热能来源(例如,待冷却的对象)热接触。冷却剂可以通过冷却剂入口411进入冷却接口410。冷却剂入口可以具有或可以不具有入口截止阀413。入口截止阀413可以使得能够控制冷却接口410内的冷却剂的液位、体积或总量。液态冷却剂可以在冷却接口410内经历到蒸汽冷却剂的相变。可以通过冷却剂出口412引导蒸汽冷却剂离开冷却接口410。冷却剂出口可以包括出口截止阀418。出口截止阀418可使得能够控制冷却接口410内的冷却剂的液位,体积或总量。出口截止阀可使得能够控制冷却接口410内的压力,从而由此控制液态冷却剂的蒸发速率。蒸汽冷却剂可以被引导至冷凝器440,在其中蒸汽冷却剂可以相变为液态冷却剂以返回到冷却接口410。

该系统可以包括一个或多个入口截止阀。在一个示例中,该系统不包括入口截止阀。在另一个示例中,该系统包括多个入口截止阀。一个或多个入口截止阀可设置在第一通道和冷却接口之间。在一个示例中,系统包括多个冷却接口,并且每个入口截止阀控制到单个冷却接口的流体的流动。在另一示例中,一个入口截止阀控制到多于一个热交换单元的冷却剂的流动。入口截止阀可以与入口通道和/或冷却接口整合在一起。入口截止阀可以是计量阀(例如,控制流体的流速),或者可以是分立阀(例如,包括打开状态和关闭状态的阀)。入口截止阀可以被设计成使得液态冷却剂能够进入与该入口截止阀流体连通的每个相关联的冷却接口,同时防止液态冷却剂以及所产生的气态或蒸汽冷却剂的回流。

该系统可以包括一个或多个出口截止阀。在一个示例中,单个冷却接口与出口截止阀流体连通。在另一个示例中,多个冷却接口与出口截止阀流体连通。出口截止阀可以阻止或阻塞一部分冷却剂的流动(例如,可以计量流量)或者从冷却接口到出口通道(例如,第二通道)的全部冷却剂的流动。减少或阻塞的流动可以将冷却剂保持在冷却接口内,并且可以增加冷却接口内的压力,从而提高液态冷却剂的沸点。增加冷却接口内的压力可以减少或防止冷却剂经历从液态冷却剂到蒸汽冷却剂的相变。冷却接口内的压力可以增加大于或等于约0.05atm、0.1atm、0.2atm、0.3atm、0.4atm、0.5atm、0.6atm、0.7atm、0.8atm、0.9atm、1atm、1.2atm、1.5atm、2atm、4atm、6atm、8atm、10atm或更大。出口截止阀可通过阻塞或计量(例如减少)来自冷却接口的蒸汽和/或液态冷却剂的流动,来将冷却接口内的压力保持在压力范围内。出口截止阀可将冷却接口的压力保持为约0.1atm至0.2atm、0.1atm至0.4atm、0.1atm至0.6atm、0.1atm至0.8atm、0.1atm至1atm、0.1atm至1.5atm、0.1atm至2atm、0.1atm至3atm、0.1atm至4atm或0.1atm至5atm。

出口和/或入口截止阀可以是机械或电动阀。在具有出口和入口截止阀的系统中,出口和入口截止阀可以是相同类型的阀或可以是不同类型的阀。出口和/或入口截止阀可以由控制单元控制或可以被物理控制(例如,通过液态冷却剂液位)。在示例中,出口和/或入口截止阀是浮子阀,其被设计成当冷却接口单元内的液态冷却剂达到预定液位/总量时防止液态冷却剂进入相关的冷却接口。在另一个示例中,该系统包括不是浮子阀的出口截止阀和是浮子阀的入口截止阀。例如,当液位低于阈值体积或水平时,入口截止浮子阀可以处于打开位置,并使得液态冷却剂能够流入冷却接口。当液位达到阈值体积或水平时,浮子阀可以处于关闭接口,并防止液态冷却剂流入冷却接口。使用浮子阀可以减少使用流动发生器以使冷却剂连续流过冷却系统,这可以减少维护成本和多余的流动发生器。可替换地或另外地,浮子阀可以在没有温度控制器或调节器的情况下按需提供冷却。当冷却剂的水平降低到阈值水平以下时,可以打开浮子阀以向冷却接口提供液态冷却剂,以在具有或不具有温度控制器或调节器的情况下补充冷却剂并按需提供冷却。入口和出口截止阀可以是相同类型的阀或可以是不同的阀。例如,入口阀可以是浮子阀,而出口截止阀可以是气动、电动或机械阀。出口截止阀可以是具有打开和/或关闭设置的两级阀,或者是可以限制或约束(例如,调节)来自一个或多个冷却接口的出口气体流动的多级阀。入口、出口或入口和出口截止阀均可使用螺线管进行控制,以打开和关闭阀门。出口和/或入口截止阀可包括诸如弹簧、膜片、气动部件或附加流体之类的附加部件,以使得该截止阀能够阻塞、部分阻塞或计量液态冷却剂和/或蒸汽冷却剂的流动。

入口和/或出口截止浮子阀可以是机械截止阀。该阀的浮子部分的比重可以小于冷却剂的比重。因此,当除了冷却剂液面升高的力之外没有施加外力时,入口截止阀可以被抬起并阻塞或关闭进入冷却接口的冷却剂流路径。随着冷却剂的蒸发,液位会降低,则阀门会降低并打开或开启冷却剂进入冷却接口的流路径。一旦冷却接口内的液态冷却剂水平开始下降,阀门可自动打开以使得液态冷却剂进入冷却接口。进入冷却接口的液态冷却剂的流速可以与流出冷却接口的气态或蒸汽冷却剂的量直接相关联。产生的蒸汽冷却剂的量可以直接影响由待冷却的热源产生的热量。使用入口截止浮子阀可以避免使用精细和复杂的一个或多个控制和调节机构以及对冷却过程的监测。在一个示例中,由比重差(例如,阀门比重和冷却剂比重之间)引起的力足够大以阻塞、部分阻塞或计量流动到或流过液态冷却剂入口的液态冷却剂的流动。入口截止阀可包括诸如弹簧、膜片、气动部件或附加流体之类的附加部件,以使得该阀门能够阻塞、部分阻塞或计量液态冷却剂的流动。

浮子截止阀可以提高冷却系统的效率,这是因为液态冷却剂进入在其中冷却剂水平已经降低或减小的冷却接口,而不进入在其中液态冷却剂水平高于阈值的冷却接口。液态冷却剂体积或水平的降低可以指示从热源持续除热。因此,由于冷却剂被输送到经历除热的冷却接口,而不被输送到没有除热的冷却接口,可以提高系统的效率。而且,进入每个冷却接口的液态冷却剂的速率和速度可以通过蒸发速率来控制,该蒸发速率可以等于待去除的热量的总量(例如,热源越热,特定冷却接口内的冷却剂蒸发就越快,因此液态冷却剂进入特定冷却接口的速度就越快,反之亦然)。这可以使得能够自主或按需对待冷却的热源进行温度控制。浮子阀可以与单个热交换单元流体连通,或者浮子阀可以与多个热交换单元流体连通。另外,包括出口和/或入口截止阀的冷却系统可以是有利的,这是因为液态冷却剂不会连续和/或循环地流动(例如,不会流入和流出每个冷却接口)。液态冷却剂可以进入系统的每个冷却接口,而蒸汽或气态冷却剂可以退出或离开冷却接口。入口截止阀可以防止液态冷却剂、蒸汽冷却剂或液体和蒸汽冷却剂两者进入第一通道。出口截止阀可以防止液态冷却剂、蒸汽冷却剂或液体和蒸汽冷却剂两者进入第二通道。在一个示例中,出口和/或入口截止阀使得冷却系统是自主的(例如,不使用控制系统来控制通过系统泵送并进入每个冷却接口的液态冷却剂的量和速度,或从冷却接口去除蒸汽或气态冷却剂的速度)。出口和/或入口截止阀可以是适合于使得能够单向流动的任何阀门,其引导冷却剂流入一个或多个冷却接口或流动到出口通道,同时防止液体或蒸汽冷却剂回流。出口和/或入口截止阀可以是机械或电动浮子阀。

图5a及图5b示出了截止阀的示例。图5a示出了具有入口截止阀的示例性冷却接口510。该阀门可以是浮子阀或其他类型的阀。图5b示出了具有出口截止阀518和入口截止阀513的冷却接口510的示例。入口截止阀513可以是系统的可选部件。入口截止阀513可以使得能够控制冷却接口510内的冷却剂的水平。例如,系统可包括向冷却接口510提供液态冷却剂的液态冷却剂入口511。系统还可以包括从冷却接口510去除气态冷却剂的气态冷却剂出口512。气态冷却剂出口还可以包括出口截止阀518。出口截止阀518可以使得能够调节冷却接口的压力,因此可以使得冷却接口510保持在窗口或温度范围内。入口截止阀513可以与冷却接口510的液态冷却剂入口511邻接设置。截止浮子阀可以包括浮子,该浮子设置在液态冷却剂和蒸汽冷却剂之间的接口处。截止浮子阀可以指示冷却接口内的液态冷却剂液位。液态冷却剂液位的降低会导致浮子的位置降低,阀门打开。液态冷却剂液位的增加会导致浮子的位置上升并且阀门关闭。

冷却接口可以包含液态冷却剂的阈值或剩余量,并且一旦达到阈值水平或量,入口和/或出口截止阀可防止液态冷却剂进入或离开冷却接口。一旦冷却剂液位下降到阈值水平以下,入口截止阀可以使得液态冷却剂能够进入冷却接口。可替换地或另外地,一旦冷却剂液位下降到阈值水平以下,出口截止阀可以防止蒸汽和/或液态冷却剂从冷却接口流出。冷却接口中的冷却剂的液位会由于液态冷却剂的蒸发而下降。液态冷却剂的蒸发可以是由于热量从热源传递到液态冷却剂所致。

冷却系统可以通过吸收或不吸收来自热源的热量来冷却或保持热源的温度。热能可以被冷却接口吸收。冷却接口可包括一个或多个热交换单元。冷却接口(例如,蒸发器设备)可以包括至少1、2、3、4、6、8、10、15、20或更多个热交换单元。

冷却系统还可以包括流动发生器。流动发生器可以是泵、压缩机、教育器或任何其他设计为引导流体流动的设备。冷却系统可包括至少1、2、3、4、5或更多个流动发生器。流动发生器可以是相同类型的流动发生器或者可以包括多种类型的流动发生器(例如,泵和压缩机)。可替换地,该系统可以不包括流动发生器。可以由控制单元控制流动发生器,该控制单元可以在达到温度阈值或需要更快的除热时启动流动发生器。冷却系统还可以包括可以辅助冷却剂和/或冷却剂蒸汽在系统中流动的一个或多个附加泵,以及能够过滤冷却剂并因此防止系统可能的堵塞的过滤器或过滤子系统。流动发生器和/或泵可以使得系统能够在低压(例如,小于2atm)下操作。这种低压系统可以例如在小于或等于约2atm、1.5atm、1atm、0.5atm、0.1atm或更低的压力下操作(例如,在真空下)。例如,流动发生器可以产生引导冷却剂以其液态和/或气态形式流动的真空。流动发生器可以以大于或等于每小时约0.5升(l/h)、1l/h、2l/h、5l/h、10l/h、20l/h、30l/h、40l/h、50l/h、100l/h、200l/h、300l/h、400l/h、500l/h、1,000l/h、2,000l/h、3,000l/h、4,000l/h、5,000l/h、10,000l/h、20,000l/h、30,000l/h、40,000l/h或更大的体积流速引导流体。流动发生器可以以小于或等于约40,000l/h、30,000l/h、20,000l/h、10,000l/h、5,000l/h、4,000l/h、3,000l/h、2,000l/h、1,000l/h、500l/h、400l/h、300l/h、200l/h、100l/h、50l/h、40l/h、30l/h、20l/h、10l/h、5l/h、2l/h、1l/h、0.5l/h或更小的体积流速引导流体。

流动发生器可以引导来自冷凝器的流体流通过通道到达冷却接口,并将来自冷却接口的流体引导回冷凝器。该系统可以包括2、3、4、5、6、8、10个或更多个通道。在一个示例中,系统包括第一通道和第二通道。第一通道可以引导液态冷却剂的流动,第二通道可引导蒸汽冷却剂的流动。通道可以是柔性的或脊状的。通道可以由隔热材料(例如,塑料)制成。第一通道和第二通道可以由相同的材料形成或可以由不同的材料制成。通道的横截面积可以是固定不变的或变化的。第一通道和第二通道的横截面积可以相同或者横截面积可以不同。例如,第一通道(例如,引导液态冷却剂的通道)的横截面积可以小于第二通道(例如,引导蒸汽冷却剂的通道)的横截面积。

冷却系统可以具有单个冷却接口或多个冷却接口。冷却系统可以具有至少1、2、3、4、6、8、10、20、40、60、80、100个或更多个冷却接口。冷却系统可以包括配置为并联或串联连接的冷却接口。冷却系统可包括以串联配置连接的至少一行或一组2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。可替换地或附加地,冷却系统可具有并联连接的至少一行或一组2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。在一个示例中,冷却系统包括串联以及并联连接的至少一行或一组2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。可以将系统的冷却接口分组,使得单个出口截止阀控制来自该组冷却接口的冷却剂的流动。冷却系统可以具有多组冷却接口,每组冷却接口与单个出口截止阀流体连通。一组冷却接口可以包括至少2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。冷却系统可包括至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50组或更多组冷却接口。

冷却系统可以包括一种或多种冷却剂或冷却介质。冷却剂可以是制冷剂、电介质流体或具有高蒸发潜热的任何流体。液态冷却剂可以是非腐蚀性的,并且可以与电子元器件相容。液态冷却剂也可以是无毒且不易燃的。冷却剂可以包括芳香族、硅酸酯、脂族、硅酮或碳氟化合物。冷却剂可以包括乙醇、水、乙二醇、盐溶液或其任意组合。传热流体(例如,冷却剂)的非限制性示例可以包括哈龙替代流体(例如,novec流体)、r245fa、r123、r514a、其他低压冷却剂或其任意组合。

冷却系统可以被设置为空的(例如,没有任何冷却剂),并且可以在安装冷却系统之后向系统中添加冷却剂。冷却剂或冷却介质可以在小于或等于约1atm、小于或等于50℃的温度下汽化。冷却剂可以在小于或等于约1atm的压力和约0℃至40℃、0℃至30℃、0℃至20℃、0℃至10℃、5℃至25℃、10℃至25℃、15℃至25℃或5℃至20℃的温度下汽化。冷却剂或冷却介质可以在25℃,约0atm至约1atm、约0atm至约0.8atm、约0atm至约0.5atm、约0atm至约0.3atm或约0atm至约0.1atm的压力下汽化。

冷却系统还可以包括诸如电源或电池之类的动力源。该系统可以直接连接到主电网并且可以不是便携式的。可替换地或附加地,动力源可以是电池,并且系统可以是便携式的。在一个示例中,该系统连接到电源(例如,电网或建筑物电源),并且还包括在电源故障的情况下的电池。

冷却系统可以包括一个或多个用于控制系统运行的控制器。控制器可以控制冷却剂的流动、冷却剂的冷凝速率、用于提供冷却剂的温度阈值或其任意组合。控制单元用于控制被泵送通过系统和/或进入每个冷却接口的液态冷却剂的量和速度。控制单元可以控制从冷却接口去除冷却剂蒸汽的速度和/或通过冷凝器的冷却散热片的环境空气的流动(例如,风扇速度)。在一个示例中,通过与流动发生器相关联的至少一个压力调节器来控制液态冷却剂流速和/或气态冷却剂流速。控制单元可以与入口截止阀、出口截止阀或入口和出口截止阀两者通信。当冷却接口或待冷却对象的温度升高至温度上限或阈值以上时,控制单元可以发信号通知或指示入口截止阀打开。当冷却接口或待冷却对象的温度下降至温度下限或阈值以下时,控制单元可以发信号通知或指示出口截止阀关闭。

冷却系统可包括一个或多个孔口或膨胀室。孔口或膨胀室可以与通道(例如,第一或第二通道)流体连通。孔口或膨胀室可以与冷却接口流体连通。孔口或膨胀室可以降低冷却接口内的压力。孔口可以是文氏管。在将液态冷却剂提供给冷却接口之前,膨胀室或容器可以积聚液态冷却剂。冷却系统可包括一个或多个分离器,其在平行的冷却接口之间分离流体流路径(例如,冷却剂和真空)。冷却系统可包括冷却剂在其中流动的冷却剂导管。冷却剂导管可以是柔性的,并且可以由任何合适的材料制成:例如塑料、橡胶、硅树脂、聚氨酯或金属。

冷却系统可以包括电源线或通信线。电源线可以向冷却系统或热源提供电力。通信线可以与控制器通信并且可以使得控制器能够控制冷却系统。冷却系统可以包括用于显示冷却接口和/或周围环境的温度的用户界面。用户界面可以是任何屏幕,例如计算机屏幕、平板电脑或智能电话,或者是连接到冷却系统或热源或与其关联的屏幕。冷却系统可包括一个或多个热电偶或温度传感器。热电偶可以与控制器通信,并且可以使得在温度达到上限或下限温度阈值时能够自动激活冷却系统。上限温度阈值可以大于或等于约10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或更大。下限温度阈值可以小于或等于大约120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃或更低。热电偶可以与控制器通信,并且使得在温度超出温度范围或温度窗口时能够自动激活冷却系统。温度范围或窗口范围可以是大约5℃至10℃、5℃至20℃、5℃至30℃、5℃至40℃、5℃至50℃、5℃至60℃、5℃至70℃、5℃至90℃、5℃至90℃、5℃至100℃、5℃至110℃、5℃至120℃、10℃至20℃、10℃至30℃、10℃至40℃、10℃至50℃、10℃至60℃、10℃至70℃、10℃至80℃、10℃至90℃、10℃至100℃、10℃至120℃、20℃至30℃、20℃至40℃、20℃至50℃、20℃至60℃、20℃至70℃、20℃至80℃、20℃至90℃、20℃至100℃、20℃至120℃、30℃至40℃、30℃至50℃、30℃至60℃、30℃至70℃、30℃至80℃、30℃至90℃、30℃至100℃、30℃至110℃、30℃至120℃、40℃至50℃、40℃至60℃、40℃至70℃、40℃至80℃、40℃至90℃、40℃至100℃、40℃至110℃、40℃至120℃、50℃至60℃、50℃至70℃、50℃至80℃、50℃至90℃、50℃至100℃、50℃至110℃、50℃至120℃、60℃至70℃、60℃至80℃、60℃至90℃、60℃至100℃、60℃至110℃、60℃至120℃、70℃至80℃、70℃至90℃、70℃至100℃、70℃至110℃、70℃至120℃、80℃至90℃、80℃至100℃、80℃至110℃、80℃至120℃、90℃至100℃、90℃至110℃、90℃至120℃、100℃至110℃、100℃至120℃或110℃至120℃。

冷却系统可以包括用于将数据(例如,温度或冷却剂流速)连续地或周期性地发送到远程计算机或智能电话的发送器。冷却系统可以包括计算机处理器和存储器。计算机处理器和存储器可以控制冷却系统并存储来自冷却系统和热源的数据。

冷却系统可包括至少一个传感器。传感器可以使得冷却系统能够感测到热源或周围环境的温度是否已经超过预定温度(例如,可能损坏热源或使热源变得不可操作的温度)。传感器可以发送警报、打开冷却系统或通过增加工作负荷来增加冷却系统的活动、激活其他并行冷却接口和/或执行热源或包括热源的整个电子系统的紧急关闭。

冷却系统可包括恒温器。当达到热源的阈值温度或周围环境的温度时,恒温器可以使得能够激活冷却系统并冷却热源。当达到阈值温度时而不是在未达到阈值温度时操作冷却系统可以提高系统效率并减少资源的使用(例如电能)。

系统可以由控制单元控制或者可以自调节。可以使用诸如浮子阀或泄压阀之类的出口和/或入口截止阀来实施这种自调节。这种自调节可以在不存在检测液位或液量的传感器的情况下使用。该系统还可以包括压力调节器,该压力调节器调节冷却接口、冷凝器、通道或其任意组合的压力。压力调节器可以与下述至少一项流体连通:第一通道、第二通道、冷却接口、冷凝器、流动发生器或其任意组合。在一个示例中,系统包括多个压力调节器,并且每个压力调节器可以与系统的多个部件流体连通。压力调节器可以控制液态冷却剂或蒸汽冷却剂的流速。

冷却系统可以用于冷却任何类型的热源。例如,冷却系统可以用于冷却服务器机房或服务器群、中央处理器(cpu)、图形处理器(gpu)或其他任何产生热量的电子元器件(例如,计算机或任何其他电子设备)。冷却系统可以用于冷却电池(例如,用于电动车辆的高容量电池)。冷却系统可以用于冷却三维打印和其他制造过程中的部件。

在一个示例中,多孔单元可以用在冷却系统中,该冷却系统用于冷却能量存储设备(例如,电池)。冷却系统可以包括:液态冷却剂存储器,该液态冷却剂存储器被配置为容纳液态冷却剂;冷却单元,该冷却单元与液态冷却剂存储器流体连通并且与能量存储设备热连通;流体流管线,该流体流管线与冷却单元流体连通;以及冷凝器,该冷凝器与流体流管线和液态冷却剂存储器流体连通。能量存储设备可以包括一个或多个存储单元。该一个或多个存储单元可设置在冷却单元内部,使得该一个或多个存储单元至少部分地浸入在液态冷却剂内。冷却单元可以被配置成使得热能能够从能量存储设备的一个或多个存储单元传递到冷却单元中的液态冷却剂。从能量存储设备到液态冷却剂的热能传递可以使得液态冷却剂经历到蒸汽冷却剂的相变。流体流管线可以被配置成接收来自冷却单元的蒸汽冷却剂。冷凝器可以被配置成使得蒸汽冷却剂能够排出热能并经历到液态冷却剂的相变,以重新产生液态冷却剂。用于冷却能量存储设备的冷却系统可以包括一个或多个多孔单元。多孔单元可邻接一个或多个存储单元的一个或多个表面设置。

在另一个示例中,在系统中使用多孔单元以冷却能量存储设备。该系统可以包括:液态冷却剂存储器,该液态冷却剂存储器被配置成容纳液态冷却剂;多个微通道蒸发器,该多个微通道蒸发器与液态冷却剂存储器流体连通并与能量存储设备热连通;流体流管线,该流体流管线与多个微通道蒸发器流体连通,以及冷凝器,该冷凝器与流体流管线和液态冷却剂存储器流体连通。能量存储设备可以包括一个或多个存储单元。多个微通道蒸发器可以被配置成使得热能能够从能量存储设备的一个或多个存储单元传递到多个微通道蒸发器中的液态冷却剂。从能量存储设备到液态冷却剂的热能传递可以使得液态冷却剂经历到蒸汽冷却剂的相变。流体流管线可以被配置成接收来自多个微通道蒸发器的蒸汽冷却剂。冷凝器可以被配置成使得蒸汽冷却剂能够排出热能并经历到液态冷却剂的相变,以重新产生液态冷却剂。该系统还可以包括一个或多个多孔单元。多孔单元可设置在微通道蒸发器内(例如,与微通道蒸发器的壁邻接)。

在另一个示例中,在系统中使用多孔单元以冷却能量存储设备。该系统可以包括:蒸发器,该蒸发器被配置成容纳液态冷却剂和蒸汽冷却剂;流体流管线,该流体流管线与蒸发器流体连通;以及冷凝器,该冷凝器与流体流管线和蒸发器流体连通。能量存储设备可以包括一个或多个存储单元。蒸发器可以包括与一个或多个存储单元热连通的表面。蒸发器可以被配置成使得热能能够从能量存储设备的一个或多个存储单元传递到液态冷却剂,使得蒸发器中的液态冷却剂的至少一部分经历相变以在与液态冷却剂邻接及远离表面设置的空间中产生蒸汽冷却剂。流体流管线可以被配置成接收来自蒸发器的蒸汽冷却剂。冷凝器可以被配置成使得蒸汽冷却剂能够排出热能并经历到液态冷却剂的相变,以重新产生液态冷却剂。蒸发器还可以包括多孔单元。该多孔单元可以与蒸发器的表面邻接设置。

冷却热源的方法

在另一个方面中,本公开提供了冷却热源的方法。该方法可以包括提供与热源热连通的蒸发器设备。该蒸发器设备可以包括腔室和/或多孔单元。腔室可包括入口、出口和/或表面。该多孔单元可以与表面邻接。入口可以将液态冷却剂提供或引导至腔室。出口可以引导蒸汽冷却剂离开腔室。表面可以与液态冷却剂或蒸汽冷却剂热连通。表面和多孔单元可以包含或可以是不同的材料。多孔单元可以是隔热的。多孔单元可以吸收液态冷却剂或用于吸收液态冷却剂。多孔单元可以使液态冷却剂与表面热连通,以使得热量能够从热源流动到液态冷却剂。该热量可以使液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂。多孔单元可以引导蒸汽冷却剂离开表面,以冷却热源。

在另一个方面中,本公开提供了冷却热源的方法。该方法可以包括提供一种冷却系统,该冷却系统包括与第一通道、第二通道和冷凝器流体连通的至少一个冷却接口。该冷却接口可以包括冷却剂入口、热交换单元、至少一个多孔单元和冷却剂出口。可以将液态冷却剂从第一通道引导至该一个或多个冷却接口。一个或多个冷却接口可使用多孔单元来吸收液态冷却剂并使液态冷却剂与热交换单元热连通,以使得热量能够从热源流动到液态冷却剂。热量可以使液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂。可以将蒸汽冷却剂从一个或多个冷却接口通过第二通道引导至冷凝器。蒸汽冷却剂可经历第二相变以形成液态冷却剂(例如,以将蒸汽冷却剂冷凝为液态冷却剂)。

在另一个方面中,本公开提供了冷却热源的方法。该方法可以包括提供一种冷却系统,该冷却系统包括与第一通道、第二通道和冷凝器流体连通的至少一个冷却接口。冷却接口可包括冷却剂入口、热交换单元、多个散热片和冷却剂出口。多个散热片可以延伸到一个或多个冷却接口中,使得多个散热片与液态或蒸汽冷却剂接触。多个散热片可以与热交换单元热连通。可以将液态冷却剂从第一通道引导至一个或多个冷却接口。该一个或多个冷却接口可以使用多个散热片和热交换单元以使得热量能够从热源流动到液态冷却剂。热量可以使液态冷却剂相变为蒸汽冷却剂。可以将蒸汽冷却剂从一个或多个冷却接口通过第二通道引导至冷凝器。蒸汽冷却剂可经历第二相变以形成液态冷却剂(例如,以将蒸汽冷却剂冷凝为液态冷却剂)。

多孔单元可优选地增加成核部位在表面上的形成,并因此减少过渡沸腾或薄膜沸腾(例如,以提高冷却效率)。可以将由泡核沸腾形成的蒸汽引导离开(例如,发热对象、热交换单元、散热器等的)表面。引导蒸汽离开表面可以提高蒸发器设备的效率,因为蒸汽冷却剂的导热系数可以小于液态冷却剂的导热系数(例如,从表面到冷却剂的热通量可以增加)。多孔单元可以使表面与蒸汽冷却剂部分地或完全地隔离。多孔单元可以包括多孔材料,例如但不限于纤维素、金属海绵、金属网、聚合物、陶瓷、浮石或天然纤维。多孔单元可以包括耐热材料(例如,能够承受至少200℃的温度)。多孔单元可以包括与表面基本不同的材料。多孔单元可以包括导热材料(例如,金属网或海绵)。可替换地或另外地,多孔单元可以包括具有低导热系数的材料(例如,纤维素或天然纤维)。多孔单元可以是连续材料,或者可以是彼此邻接设置的材料段。多孔单元可以包括单一材料或可以是复合材料。例如,多孔单元可包括邻接传热表面(例如,发热对象、热交换单元或散热片)的一种类型的材料以及远离传热表面或在多孔材料内部的另一种类型的材料。

多孔单元可以是隔热的。可替换地或另外地,多孔单元可以是导热的。隔热的多孔单元可以将离开表面的热通量减小到临界热通量以下(例如,在加热期间发生相变的热通量)。减小热通量使得能够引起泡核沸腾,在该泡核沸腾中在成核部位处形成孤立的气泡且该气泡从表面离开。泡核沸腾可以引起表面附近流体的混合并增加对流传热和热通量。隔热的多孔单元可以增加或保持泡核沸腾,该泡核沸腾可以通过在蒸发器设备的表面处提供蒸发来增加蒸发器设备的冷却效率。泡核沸腾温度可以是表面温度。泡核沸腾温度可以大于饱和温度(例如,整体沸腾温度)。随着泡核沸腾温度变得越来越接近饱和温度,蒸发器设备的效率会增加。例如,具有比饱和温度高10℃的泡核沸腾温度的蒸发器设备比具有比饱和温度高5℃的泡核沸腾温度的蒸发器设备效率低。表面和多孔单元可以被配置成使得泡核沸腾温度在饱和温度的10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃、4℃、3℃、2℃、1℃或更小的范围内。泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约10℃、9℃、8℃、7℃、6℃、5℃、4℃、3℃、2℃、1℃或更小。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约7℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约5℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约3℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约2℃。在一个示例中,泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于或等于约1℃。在一个示例中,温差小于1℃。泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以为约1℃至2℃、1℃至3℃、1℃至4℃、1℃至5℃、1℃至6℃、1℃至7℃、1℃至8℃、1℃至9°或1℃至10℃。泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可随蒸发器设备的压力而变化。例如,高压(例如,高于2个大气压)可以减小该温差。低压(例如,小于2个大气压)可以增大该温差。在一个示例中,蒸发器设备可以具有小于1个大气压的压力,则泡核沸腾温度和饱和温度之间的温差可以小于3℃或小于1℃。

多孔单元可以具有使得能够形成或加速形成冷却剂泡核(例如,增加蒸汽冷却剂气泡的形成)的结构或材料性质。多孔单元可使得蒸汽冷却剂能够自由流动或基本自由流动。多孔单元的结构可以如本文其他地方所述。例如,多孔单元可以具有单分散或多分散的孔隙。多孔单元的孔隙可以互相连通,使得它们形成从一个表面到另一个表面的弯曲流体流路径。多孔单元可以沿多孔单元的长度吸取液态冷却剂(例如,通过毛细作用)。在一个示例中,多孔单元沿着热交换单元或发热对象的表面引导冷却剂。在另一个示例中,多孔单元沿着散热片的长度引导冷却剂。

多孔单元可以是隔热的或导热的。多孔单元的导热系数可以小于或等于约50w/m-k、40w/m-k、30w/m-k、20w/m-k、10w/m-k、5w/m-k、4w/m-k、3w/m-k、2w/m-k、1w/m-k、0.5w/m-k、0.25w/m-k、0.1w/m-k或更小。在一个实例中,多孔单元的导热系数小于或等于10w/m-k。在一个实例中,多孔单元的导热系数小于或等于5w/m-k。在一个实例中,多孔单元的导热系数小于或等于1w/m-k。多孔单元的导热系数可以为约0.1w/m-k至0.25w/m-k、0.1w/m-k至0.5w/m-k、0.1w/m-k至1w/m-k、0.1w/m-k至2w/m-k、0.1w/m-k至3w/m-k、0.1w/m-k至4w/m-k、0.1w/m-k至5w/m-k、0.1w/m-k至10w/m-k、0.1w/m-k至20w/m-k、0.1w/m-k到30w/m-k、0.1w/m-k到40w/m-k或0.1w/m-k到50w/m-k。多孔单元的导热系数可以小于表面的导热系数。表面的导热系数可以大于或等于约10w/m-k、20w/m-k、30w/m-k、40w/m-k、50w/m-k、60w/m-k、80w/m-k、100w/m-k、120w/m-k、150w/m-k、200w/m-k、250w/m-k、300w/m-k、400w/m-k、500w/m-k或更大。在一个示例中,表面的导热系数大于或等于10w/m-k。

多孔单元可以是单层或多层的。多孔单元可具有大于或等于1、2、3、4、6、8、10、12、15、20、25、30、40、50、75、100或更多层。多孔单元的一层的孔隙可具有与多层多孔单元的其他层的孔隙相同的平均横截面尺寸(例如,直径)。可替换地或另外地,多层多孔单元可具有平均横截面尺寸(例如,直径)不同的层。在一个示例中,多层多孔单元的层可以既具有平均横截面尺寸相同(例如,直径)的孔隙又具有平均横截面尺寸(例如,直径)不同的孔隙。在一个示例中,平均横截面尺寸可以在约50μm至1500μm之间变化。

多孔单元可以被设置成直接地、完全地或部分地与发热对象(例如热能来源)接触。可替换地或另外地,多孔单元可被设置成与与发热对象热连通的热延伸部直接地、完全地或部分地接触。热延伸部可以是热交换单元或在热能来源和热交换单元之间设置的导热材料(例如,吸热器或散热器)。在一个示例中,表面包括一个或更多个(例如,多个)散热片,并且多孔单元与散热片邻接设置。在另一个示例中,该表面可以不包括散热片,并且多孔单元与热交换器(例如,散热器)邻接设置。在另一个示例中,可以将发热对象浸入冷却剂中,并且可以将多孔单元与发热对象邻接设置(例如,与热源直接接触)。

蒸发器设备的表面可以是发热对象(例如,热源或热能来源)。可替换地或另外地,蒸发器设备的表面可以是散热器、热交换单元或其他导热材料。在一个示例中,该表面是发热对象,并且多孔单元与该发热对象直接接触。发热对象可以是电池。多孔单元可以与电池冷却系统一起使用。在另一个示例中,蒸发器设备是热交换单元或散热器,并且多孔单元与该热交换单元或散热器直接接触。热交换单元可以包括如本文其他地方所述的散热片。多孔单元可以设置在散热片上方或可以包围散热片。在一个示例中,蒸发器设备包括多个散热片和多个多孔单元,并且多个多孔单元设置在散热片之间。

热交换单元可以包括将热量从热源传递到液态冷却剂的一个或更多个吸热器、散热器或散热片。热交换单元可以包括具有高导热系数的材料,例如诸如金属(例如,铜、铝、铁、钢等)、非金属导体(例如,石墨或硅)、传热流体、或其任何组合之类的。热交换单元与热能来源(例如,热源)邻接设置。热交换单元可以是冷却接口的一体部件,或者可以是可分离部件。热交换单元可以与待冷却的对象(例如,热能来源)直接接触。可替换地或另外地,热交换单元可以与待冷却的对象间接接触(例如,可以与与对象接触的导热材料或流体接触)。在一个示例中,热交换单元与吸热器接触,该吸热器与热能来源接触。

蒸发器设备(例如,冷却接口)可以被并入到冷却系统中。冷却系统还可以包括流动发生器,并且该方法可以包括启动流动发生器。流动发生器可以是泵、压缩机、教育器或任何其他设计为引导流体流动的设备。冷却系统可包括至少1、2、3、4、5或更多个流动发生器。流动发生器可以是相同类型的流动发生器。可替换地,该系统可以不包括流动发生器。可以由控制单元控制流动发生器,该控制单元可以在达到温度阈值或需要更快的除热时启动流动发生器。当达到热源或热源周围环境的阈值温度时,可以启动流动发生器。流动发生器可以使得系统能够在低压(例如,小于2atm)下运行。例如,流动发生器可以产生真空,该真空引导冷却剂以其液态形式和/或气态形式流动。流动发生器可以以大于或等于约0.5升每小时(l/h)、1l/h、2l/h、5l/h、10l/h、20l/h、30l/h、40l/h、50l/h、100l/h、200l/h、300l/h、400l/h、500l/h、1,000l/h、2,000l/h、3,000l/h、4,000l/h、5,000l/h、10,000l/h、20,000l/h、30,000l/h、40,000l/h或更大的体积流速引导流体。流动发生器可以小于或等于约40,000l/h、30,000l/h、20,000l/h、10,000l/h、5,000l/h、4,000l/h、3,000l/h、2,000l/h、1,000l/h、500l/h、400l/h、300l/h、200l/h、100l/h、50l/h、40l/h、30l/h、20l/h、10l/h、5l/h、2l/h、1l/h、0.5l/h或更小的体积流速引导流体。该方法可以包括启动流动发生器以使冷却剂在系统内流动。

当达到阈值温度时,可以自动激活冷却系统(例如,自调节),或者可以由控制器控制来激活。可以监测冷却系统和热源的温度,也可以不监测温度。可以随着热源温度的增加或减少而使系统的冷却剂的流速分别增加或减少。冷却剂流速可以自行调节或由流动发生器控制。

该方法可以包括监测热源、热源周围的环境或冷却接口的温度。可以通过一个或多个热电偶来监测温度。热电偶可以与控制器通信,并且可以在温度达到上限温度阈值时使得能够自动激活冷却系统。上限温度阈值可以大于或等于约10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃或更高。当温度低于温度窗口或范围的下限时,热电偶可以发信号通知控制器以停止引导冷却剂离开冷却接口。温度窗口或范围的下限可以小于或等于120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、70℃、60℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃或更低。热电偶可以与控制器通信,并且使得在温度超出温度范围或温度窗口时能够自动激活冷却系统。温度范围或窗口可以是大约5℃至10℃、5℃至20℃、5℃至30℃、5℃至40℃、5℃至50℃、5℃至60℃、5℃至70℃、5℃至90℃、5℃至90℃、5℃至100℃、5℃至110℃、5℃至120℃、10℃至20℃、10℃至30℃、10℃至40℃、10℃至50℃、10℃至60℃、10℃至70℃、10℃至80℃、10℃至90℃、10℃至100℃、10℃至120℃、20℃至30℃、20℃至40℃、20℃至50℃、20℃至60℃、20℃至70℃、20℃至80℃、20℃至90℃、20℃至100℃、20℃至120℃、30℃至40℃、30℃至50℃、30℃至60℃、30℃至70℃、30℃至80℃、30℃至90℃、30℃至100℃、30℃至110℃、30℃至120℃、40℃至50℃、40℃至60℃、40℃至70℃、40℃至80℃、40℃至90℃、40℃至100℃、40℃至110℃、40℃至120℃、50℃至60℃、50℃至70℃、50℃至80℃、50℃至90℃、50℃至100℃、50℃至110℃、50℃至120℃、60℃至70℃、60℃至80℃、60℃至90℃、60℃至100℃、60℃至110℃、60℃至120℃、70℃至80℃、70℃至90℃、70℃至100℃、70℃至110℃、70℃至120℃、80℃至90℃、80℃至100℃、80℃至110℃、80℃至120℃、90℃至100℃、90℃至110℃、90℃至120℃、100℃至110℃、100℃至120℃或110℃至120℃。在一个示例中,温度窗口可以是5℃至50℃。

该方法可以将热源和/或环境的温度改变或保持至约25℃的温度。周围环境或热源的温度可以保持在大约-20℃至约25℃、约-15℃至约20℃、约-10℃至约20℃、约-5℃至约20℃、约0℃至约20℃、约0℃至约15℃、约-5℃至约15℃、约-5℃至约10℃或约-5℃至约5℃的范围内。在一个示例中,该方法可以将诸如电子元器件(例如,服务器机房、cpu和/或gpu)之类的热源的温度保持在大约40℃至约50℃的温度。

冷却系统可以通过吸收或不吸收来自热源的热量以冷却或保持热源的温度。冷却接口可以吸收热能。冷却接口可包括一个或多个热交换单元。冷却接口可以包括至少1、2、3、4、6、8、10、15、20或更多个热交换单元。热交换单元可以包括将热量从热源传递到液态冷却剂的一个或多个吸热器、散热器或散热片。热交换单元可以包括具有高导热系数的材料,例如诸如金属(例如,铜、铝、铁、钢等)、非金属导体(例如,石墨或硅)、传热流体、或其任何组合。热交换单元可与热能来源(例如,热源)邻接设置。热交换单元可以是冷却接口的一体部件,或者可以是可分离部件。热交换单元可以与待冷却的对象(例如,热能来源)直接接触。可替换地或另外地,热交换单元可以与待冷却的对象间接接触(例如,可以与与对象接触的导热材料或流体接触)。在一个示例中,热交换单元与吸热器接触,该吸热器与热能来源接触。

热交换单元可以包括一个或多个腔室、通道或散热片。热交换单元的至少一个表面可以具有散热片、凹槽和/或柱。热交换单元可以产生与热源热连通的液态冷却剂的薄层。腔室可以是密封的,使得冷却剂可以分别通过冷却剂入口和冷却剂出口进入和离开腔室。冷却剂的薄层可以提高冷却效率。在一个示例中,热交换单元包括腔室。该腔室可以是薄腔室,使得液态冷却剂形成冷却剂的薄层。冷却剂可平行于腔室的长尺寸流动。冷却剂可在腔室的一侧为液相(例如,靠近冷却接口入口),在腔室的另一侧为汽相(例如,靠近冷却接口出口)。在另一个示例中,腔室可以不是薄腔室。腔室可被被配置成使得液态冷却剂能够聚集在该腔室中。液态冷却剂池可设置在热交换单元的与热能来源邻接的一侧上。可替换地或另外地,热能来源可以设置在液态冷却剂池中。腔室可具有将液态冷却剂引导或提供至腔室的冷却剂入口。腔室可具有将液态和/或蒸汽冷却剂引导出腔室的冷却剂出口。冷却剂出口可以设置在液态冷却剂的液位之下、液态冷却剂的液位之处或液态冷却剂的液位之上。在一个示例中,冷却剂出口设置在液态冷却剂的液位之上,使得仅蒸汽冷却剂穿过冷却剂出口。腔室可以具有本文其他地方描述的任何构造或尺寸。

冷却接口(例如,蒸发器设备)还可以包括一个或多个散热片。散热片可以延伸到冷却接口中,使得散热片与冷却剂接触。散热片可以与液态冷却剂、蒸汽冷却剂或液态和蒸汽冷却剂两者接触。散热片可以是热交换单元的一体部件(例如,连接到热交换单元,和/或热交换单元与散热片由单一材料形成)。可替换地或另外地,散热片可以与热交换单元分离或由与热交换单元分离的材料形成。在一个示例中,散热片从热交换单元的表面延伸到热交换单元的腔室中以与冷却剂接触。冷却接口可以包括至少1、2、4、6、8、10、12、15、20、35、30、40、50、60、80、100或更多个散热片。散热片可以被设置成使得散热片的长尺寸(例如,散热片的高度)基本垂直于或垂直于与待冷却对象热接触的热交换单元的表面。散热片可以包括任何形状。例如,散热片可以是竖直安装的板、柱、杆、锥、金字塔状件或用于热传递的任何其他形状。散热片可以是相同的形状,或者冷却单元内的散热片可以是多种形状。散热片可以具有光滑的表面,或者可以包括隆起以增加散热片的表面积。散热片可以具有本文其他各处所述的任何构造或尺寸。

散热片可以被设置成使得来自冷却剂入口的流体可以围绕并环绕散热片流动。散热片的至少一部分可以与液态冷却剂接触。例如,散热片的下部(例如,靠近待冷却的对象的部分)可以与液态冷却剂接触。散热片的至少一部分可以与蒸汽冷却剂接触。例如,散热片的上部(例如,离待冷却的对象最远的部分)可以与蒸汽冷却剂接触。液态冷却剂可以聚集在散热片的下部周围。热交换单元可以将热能从待冷却的对象传递到散热片。散热片可以将热能传递给冷却剂。当冷却剂接触散热片时,冷却剂可以蒸发而形成蒸汽冷却剂。蒸汽冷却剂可沿着散热片的长尺寸流动(例如,远离与待冷却对象热接触的热交换单元的表面)到冷却剂出口。散热片可被成形和/或设置成使流体分布在整个冷却接口中。例如,散热片可以被设置成使得散热片之间的间隙能够使冷却剂流动。散热片可以间隔开,使得毛细作用引导冷却剂离开液态冷却剂池和待冷却的对象。当冷却剂沿着散热片流动时,冷却剂可以经历从液态到蒸汽冷却剂的相变。

在一个示例中,冷却接口包括散热片并且不包括多孔单元。在另一个示例中,冷却接口包括多孔单元并且不包括散热片。在另一个示例中,冷却单元包括多孔单元和散热片。散热片可以与热交换单元(例如,散热器或吸热器)热接触或连接。冷却接口还可以包括一个或多个多孔单元。该一个或多个多孔单元可以设置在散热片之间、包裹在散热片周围,或者以其他方式与散热片接触或紧密靠近。在一个示例中,散热片是柱或销,并且多孔单元包裹在散热片周围(例如,是围绕散热片的护套)。在另一个示例中,散热片是垂直于热交换单元的表面设置的板,并且多孔单元设置在板之间(例如,多孔单元的层与散热片交替)。在一个示例中,多孔单元的长度和高度尺寸大于散热片的长度和高度尺寸(例如,多孔单元在一个或多个维度上延伸超过散热片)。多孔单元可沿散热片的高度和长度吸取(例如,通过毛细作用)冷却剂。随着冷却剂沿着散热片的高度前进,冷却剂可以经历从液态到蒸汽的相变。

在一个示例中,冷却接口不具有散热片,并且多孔单元与热交换单元(例如,散热器)接触。系统可以包括或不包括多孔单元。在没有多孔单元的系统中,成核位点可以出现在热交换单元的表面上,这进而会降低热传递和冷却的速率。在具有多孔单元的系统中,多孔单元可以与热交换单元直接地、部分或完全地接触。成核可以优选地发生在多孔单元中,使得形成蒸汽并将其引导离开热交换单元的表面,从而提高了热传递和冷却的速率。

在一个示例中,发热对象(例如,热能来源)与冷却剂直接接触(例如,浸入在冷却剂中或被冷却剂包围)。冷却接口可以围绕发热对象密封,使得系统是闭环系统(例如,从周围环境紧密密封)。系统可以包括或不包括多孔单元。在没有多孔单元的系统中,成核位点可以发生在发热对象的表面上,这进而会降低热传递和冷却的速率。在具有多孔单元的系统中,多孔单元可以与发热对象直接地、部分地或完全地接触。成核可以优选地发生在多孔单元中,使得形成蒸汽并引导其离开发热对象的表面,从而提高热传递和冷却的速率。多孔单元可以沿着发热对象的表面引导液态冷却剂,以及引导蒸汽冷却剂离开发热对象。

系统可以包括单个控制器或多个控制器。例如,系统的每个部件(例如,冷凝器、入口截止阀、出口截止阀、流动发生器等)都可以各自与单个控制器通信,或者单个控制器可以控制系统的多于一个部件。在一个示例中,控制器可以控制入口截止阀和出口截止阀。控制器可以单独(例如,一个阀的打开/关闭状态不影响另一个阀)或同时(例如,一个阀的打开/关闭状态用于确定或影响另一个阀的打开/关闭状态)控制截止阀中的每一个。

该方法可用于冷却任何类型的热源。例如,冷却系统可以用于冷却服务器机房或服务器群、中央处理器(cpu)、图形处理器(gpu)或其他任何产生热量的电子元器件(例如,计算机或任何其他电子设备)。

冷却接口可以与热源直接或间接接触。可通过设置使得冷却接口与热源直接或间接接触(例如,通过热导体)来冷却热源。

出口和/或入口截止阀可以是机械或电动阀。出口和/或入口截止阀可以由控制单元控制或可以受物理控制(例如,通过液态冷却剂液位)。出口和/或入口截止阀可以是自调节的。在一个示例中,该系统包括出口截止阀,并且该出口截止阀是将冷却接口的压力保持在一定范围内从而保持接口内的冷却剂的量的泄压阀。在另一个示例中,该系统还包括入口截止阀,该入口截止阀是浮子阀,其设计成当冷却接口单元内的液态冷却剂达到预定的液位/量时防止液态冷却剂进入相关的冷却接口。例如,当液位低于阈值体积或水平时,该浮子阀可以处于打开位置,并使得液态冷却剂能够流动到冷却接口内。当液位达到阈值体积或水平时,浮子阀可以处于关闭接口,并防止液态冷却剂流入冷却接口。使用泄压阀和/或浮子阀可以减少使用流动发生器以使冷却剂连续地流过冷却系统,这可以减少维护成本和冗余的流动发生器。

每个出口和/或入口截止阀可以与单个冷却接口流体连通。可替换地或附加地,每个出口和/或入口截止阀可以与多于一个冷却接口流体连通。出口和/或入口截止阀可以与至少2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个冷却接口流体连通。出口和/或截止阀可以被成组地控制或者可以被单独地控制,以使得流体能够进入冷却接口。例如,出口截止阀可以是可独立可寻址的。

冷却系统可以具有单个冷却接口或多个冷却接口。冷却系统可以具有至少2、3、4、6、8、10、20、40、60、80、100或更多个冷却接口。冷却系统可以包括配置为并联或串联连接的冷却接口。冷却系统可包括以串联配置连接的至少一行或一组2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。可替换地或附加地,冷却系统可具有并联连接的至少一行或一组2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。在一个示例中,冷却系统包括串联以及并联连接的至少一行或一组2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。可以将系统的冷却接口分组,使得单个出口和/或入口截止阀控制液态冷却剂向该冷却接口组的流动。冷却系统可以具有多个冷却接口组,每个冷却接口组与单个出口和/或入口截止阀流体连通。一组冷却接口可以包括至少2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个冷却接口。冷却系统可包括至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50组或更多组冷却接口。

冷却系统可以被设置为空的(例如,没有任何冷却剂),并且该方法可以包括在安装冷却系统之后向系统中添加冷却剂。冷却剂可以包括乙醇、水、乙二醇、盐溶液或其任意组合。冷却剂或冷却介质可以在小于或等于约1atm并且在小于50℃的温度下蒸发。冷却剂可以在小于或等于约1atm的压力和约0℃至约40℃、约0℃至约30℃、约0℃至约20℃、约0℃至约10℃、约5℃至约25℃、约10℃至约25℃、约15℃至约25℃或约5℃至约20℃的温度下蒸发。冷却剂或冷却介质可以在25℃和约0atm至约1atm、约0atm至约0.8atm、约0atm至约0.5atm、约0atm至约0.3atm或约0atm至约0.1atm的压力下汽化。

由系统消散的热量可以取决于所使用的冷却剂、冷却剂的流速、热交换单元的面积以及冷却剂与热源之间的温差。冷却系统可以耗散大于或等于约50瓦/平方厘米(w/cm2)、75w/cm2、100w/cm2、125w/cm2、150w/cm2、200w/cm2、250w/cm2、300w/cm2、400w/cm2、500w/cm2或更多的热量。热源和冷却剂之间的温差可以大于或等于约1℃、3℃、5℃、7℃、10℃、15℃、20℃、30℃、40℃、50℃或更大。热源和冷却剂之间的温差可以小于或等于约50℃、40℃、30℃、20℃、15℃、10℃、7℃、5℃、3℃、1℃或更小。

本文所描述的冷却系统和方法可以用于冷却任何类型的热源。例如,冷却系统可以用于冷却服务器机房或服务器群、中央处理器(cpu)、图形处理器(gpu)或其他任何产生热量的电子元器件(例如,计算机或任何其他电子设备)。冷却系统可以用于冷却电池(例如,用于电动车辆的高容量电池)。冷却系统可以用于冷却三维打印和其他制造过程中的部件。

计算机控制系统

本公开提供了被编程为实现本公开的方法的计算机控制系统。图6示出了被编程为或以其他方式被配置成监测和控制温度的计算机系统601。计算机系统601可以调节本公开的方法和系统的各个方面,例如控制通过冷却系统的冷却剂的流动以调节温度。计算机系统601可以是用户的电子设备或相对于电子设备来说位于远程的计算机系统。该电子设备可以是移动电子设备。

计算机系统601包括中央处理单元(cpu,在本文中也称为“处理器”和“计算机处理器”)605,其可以是单核或多核处理器,或者是用于并行处理的多个处理器。计算机系统601还包括存储器或存储单元610(例如,随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元615(例如,硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口620(例如,网络适配器)以及诸如高速缓存、其他存储器、数据存储器和/或电子显示适配器之类的外围设备625。存储器610、存储单元615、接口620和外围设备625通过诸如主板之类的通信总线(实心线)与cpu605通信。存储单元615可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据存储库)。可以借助通信接口620将计算机系统601可操作地联接到计算机网络(“网络”)630。网络630可以是因特网、互联网和/或外联网,或者与因特网通信的内联网和/或外联网。在某些情况下,网络630是电信网络和/或数据网络。网络630可以包括一个或多个计算机服务器,其能够进行诸如云计算之类的分布式计算。在某些情况下,网络630可以借助计算机系统601实现对等网络,该对等网络可以使与计算机系统601联接的设备能够充当客户端或服务器。

cpu605可以执行一系列机器可读指令,该指令可以以程序或软件实现。该指令可以存储在诸如存储器610之类的的存储单元中。该指令可以提供给cpu605,随后可进行编程或以其他方式配置cpu605以实施本公开的方法。由cpu605执行的操作的示例可以包括获取、解码、执行和写回。

cpu605可以是诸如集成电路之类的电路的一部分。电路中可以包括系统601的一个或多个其他部件。在某些情况下,该电路是专用集成电路(asic)。

存储单元615可以存储诸如驱动、库和保存的程序之类的文件。存储单元615可以存储用户数据,例如用户偏好和用户程序。在某些情况下,计算机系统601可以包括位于计算机系统601外部的一个或多个附加数据存储单元(例如位于通过内联网或因特网与计算机系统601通信的远程服务器上)。

计算机系统601可以通过网络630与一个或多个远程计算机系统通信。例如,计算机系统601可以与用户的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如,便携式pc)、平板计算机或平板电脑(例如,ipad、galaxytab)、电话、智能电话(例如,iphone、支持android的设备、)或个人数字助理。用户可以通过网络630访问计算机系统601。

如本文所描述的方法可以通过存储在计算机系统601的电子存储单元上(例如,存储在存储器610或电子存储单元615上)的机器(例如,计算机处理器)可执行代码的方式来实现。可以以软件的形式提供机器可执行或机器可读代码。在使用期间,代码可以由处理器605执行。在某些情况下,可以从存储单元615检索代码并将其存储在存储器610中,以供处理器605随时访问。在某些情况下,可以不包括电子存储单元615,并且将机器可执行指令存储在存储器610中。

代码可以被预编译且被配置成与具有适于执行该代码的处理器的机器一起使用,或者可以在运行期间编译。可以以编程语言来提供代码,可以选择该编程语言以使代码能够以预编译或经过编译的方式执行。

可以以编程的方式实施本文中提供的诸如计算机系统601之类的系统和方法的方面。可以将技术的各个方面视为通常呈被实施或被体现为机器可读介质类型的机器(或处理器)可执行代码和/或相关联数据形式的“产品”或“制造品”。机器可执行代码可以存储在诸如存储器(例如,只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘之类的电子存储单元上。“存储”类型的介质可以包括计算机、处理器等的任何或所有有形的存储器或其相关模块,例如可以随时为软件编程提供非暂时性存储的各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等。软件的全部或部分有时可以通过因特网或各种其他电信网络进行通信。例如,这样的通信可以使得能够将软件从一个计算机或处理器加载到另一个计算机或处理器,例如从管理服务器或主机加载到应用服务器的计算机平台。因此,可以承载软件元素的另一种类型的介质包括光波、电波和电磁波,例如通过有线和光学陆地线路网络以及通过各种空中链路跨越本地设备之间的物理接口使用的光波、电波和电磁波。承载诸如有线或无线链路、光学链路等之类的波的物理元件也可以被视为承载软件的介质。如本文所使用,除非被限制为非暂时性有形“存储”介质,否则诸如计算机或机器“可读介质”之类的术语指的是参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。

因此,诸如计算机可执行代码之类的的机器可读介质可以采取多种形式,包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质例如包括光盘或磁盘、诸如任何计算机中的任何存储设备等、诸如可用于实现附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括诸如这种计算机平台的主存储器之类的动态存储器。有形的传输介质包括包含计算机系统内部总线的电线的同轴电缆、铜线和光纤。载波传输介质可以采用电或电磁信号、或诸如在射频(rf)和红外(ir)数据通信期间生成的声波或光波之类的形式。因此,计算机可读介质的常见形式包括例如:软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、cd-rom、dvd或dvd-rom、任何其他光学介质、打孔卡纸磁带、带孔样式的任何其他物理存储介质、ram、rom、prom和eprom、flash-eprom、任何其他存储芯片或盒带、用于传输数据或指令的载波、用于传输此类载波的电缆或链路或任何其他计算机可以从中读取编程代码和/或数据的介质。这些计算机可读介质的形式中的许多可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列传送给处理器以执行。

计算机系统601可以包括电子显示器635或者可以与该电子显示器通信,该电子显示器包括用于提供例如系统和温度信息的用户界面(ui)640。ui的示例包括但不限于图形用户界面(gui)和基于网络的用户界面。

本公开的方法和系统可以通过一种或多种算法来实现。可以在中央处理单元605执行时通过软件的方式来实现算法。上述算法可以例如调节系统或实现本文提供的方法。

尽管在此已经示出和描述了本发明的优选实施例,但是对于本领域技术人员而言明显的是,这些实施例仅以示例的方式提供。不意图通过说明书中提供的特定示例来限制本发明。尽管已经参考前述说明书描述了本发明,但是并不意味着本文中实施例的描述和说明以限制的意义来解释。在不脱离本发明的情况下,本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换。此外,应当理解,本发明的所有方面不限于本文所阐述的具体描述、配置或相对比例,其取决于各种条件和变量。应当理解,本文所述的本发明的实施例的各种替换方案可以用于实施本发明。因此,可以预期的是,本发明还将覆盖任何这样的替换、修改、变化或等同形式。本发明的范围意图由所附权利要求来进行限定,并且由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。

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