CN114072628A - 热管理装置和方法 - Google Patents

Abstract

一方面，本文描述了热管理装置。在一些实施例中，所述热管理装置是热管理板，所述热管理板包括限定内部体积的外表面和安置在所述内部体积内的热管理材料。另外，所述板包含填充口。所述填充口(当处于开放配置时)在所述板的所述内部体积与外部环境之间提供流体连通。所述板的所述外表面包含前侧、后侧和至少四个拐角。所述填充口安置在所述外表面的所述拐角中的一个拐角处。所述板可以具有大体上多面体形状，并且所述板的特定形状不受特别限制。

Description

热管理装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2019年4月5日提交的美国临时专利申请序列号62/829,691的优先权，所述美国临时专利申请特此以全文引用的方式并入。

技术领域

本公开涉及用于管理温度的装置和方法，并且具体地涉及用于冷却或维持室或储存空间的期望温度的装置和方法。

背景技术

近年来，企业主寻求降低与管理或维持内部空间或建筑物，如数据中心、储存室、冷冻室、冷藏室或其它储存空间的温度相关联的能耗和成本。出于此目的，已经实施了各种装置和系统。然而，许多现有装置和系统存在一个或多个缺点。例如，一些装置和系统仅解决储存空间与室外温度之间的隔热问题。另外，许多装置和系统需要在室或其它空间内进行永久和/或昂贵的安装。例如，许多系统依赖于需要持续的电能使用和/或复杂且昂贵的空气处理系统的活动温度管理方法和系统。因此，许多现有装置和系统无法快速收回其初始成本和/或需要对其使用的空间进行大量改装或翻新。安装和使用一些先前装置和系统的高昂成本和/或工作量也会阻碍此类装置和系统在企业中的广泛采用。因此，需要用于管理室或其它空间的温度的经过改进的装置和方法。

发明内容

一方面，本文描述了热管理装置，与先前热能管理装置相比，所述热管理装置在一些情况下可以提供一个或多个优点。例如，在一些实施例中，本文所描述的热能管理装置可以用于为内部空间或建筑物，如数据中心、电信(telecommunications/telecom)机房、数据存储或其它储存室、冷冻室、冷藏室或其它储存空间提供热能管理(例如，冷却或其它温度维持)，包含以模块化、有成本效益且易于安装的方式。

在一些实施例中，本文所描述的热管理装置包括板或面板，或者具有板或面板的形式或形状。所述板或面板包括限定内部或内体积的外表面。所述热管理板可以进一步包括安置在所述内部体积内的热管理材料以及与所述板的所述内部体积和外部环境流体连通的填充口。在一些实施例中，所述板具有大体上多面体形状。例如，在一些情况下，所述板的外表面具有前侧、后侧和至少四个拐角。在一些优选实施例中，所述板的所述填充口安置在所述外表面的所述拐角中的一个拐角处。

另外，在一些情况下，所述板的前侧和所述后侧各自独立地具有小于40英寸的总长度和小于80英寸的总宽度。在一些情况下，所述前侧和所述后侧可以独立地具有介于12英寸与24英寸之间的总长度以及介于20英寸与40英寸之间的总宽度。进一步地，在一些实施例中，所述板的厚度或平均厚度可以小于6英寸、小于3英寸或小于2英寸。

在一些实施例中，所述外表面进一步包括一个或多个突起，所述一个或多个突起从所述后侧沿正交方向延伸。所述一个或多个突起可以在所述后侧与邻近表面之间形成间隙，所述间隙可操作以通风或以其它方式允许空气流动或提供邻近所述板的所述后侧的间隙。在仍另外的实施例中，所述外表面可以进一步包括一个或多个通道、通孔或穿孔，所述一个或多个通道、通孔或穿孔从所述前侧延伸到所述后侧并将所述前侧连接到所述后侧。

另外，在一些情况下，所述热管理板填充有热管理材料。例如，热管理材料可以包含相变材料(PCM)。在一些情况下，至少97％的所述内部体积被所述热管理材料占据。在其它情况下，所述热管理材料占所述板的70-95体积％。在一些实施例中，所述热管理材料的相变温度介于-50℃与150℃之间，相变温度介于-10℃与10℃之间、介于0℃与10℃之间、介于2℃与8℃之间、介于20℃与50℃之间、介于20℃与30℃之间或介于50℃与90℃之间。

在仍另外的实施例中，所述板可以进一步包括帽，在一些情况下，所述帽是卡扣式帽或旋拧式帽。在一些实施例中，所述帽的表面与所述板的上述外表面对齐，以隐藏所述拐角填充口。在其它实施例中，所述板进一步包括通风机，在一些情况下，所述通风机定位在通道、通孔或穿孔内。在一些情况下，所述通风机是热电供电或太阳能供电的。

另一方面，本文描述了管理温度的方法和/或冷却方法。如本文所描述的任何一个或多个装置可以用于本文所描述的任何一种或多种管理温度的方法或冷却方法中。在一些实施例中，描述了冷却数据中心、电信机房或数据存储室(或其它空间)的方法。在一些实施例中，所述方法包括在数据中心或数据存储室(或其它空间)的内部安置一个或多个如本文所描述的热管理装置。在另外的实施例中，所述方法包含定位所述一个或多个装置，使得所述装置的后表面面对数据中心或室或其它空间的壁(例如，所述装置的背部面对离装置最近的壁)，并使所述一个或多个装置从壁悬吊或悬挂下来。在一些情况下，所述一个或多个装置从定位在壁上的安装机构(如导轨或一组平行导轨)悬吊下来、附接到所述安装机构、卡扣到所述安装机构或滑入所述安装机构中。

在另一个实施例中，本文描述了冷却托板、箱子、运货箱或容器的方法。在一些情况下，所述方法包括提供一个或多个如本文所描述的热管理装置，并将所述一个或多个装置定位在所述托板(或箱子、运货箱或其它容器)的内部空间中，如在所述托板(或箱子、运货箱或其它容器)的底部上。在一些情况下，所述方法进一步包括提供通风机并将所述通风机定位在所述托板的所述内部空间中。在一些情况下，所述通风机定位在所述一个或多个装置的通道内。

在下面的详细描述中更详细地描述了这些和其它实施例。

附图说明

图1A是根据第一示例实施例的热管理板的前侧的透视图。

图1B是根据第一示例实施例的热管理板的侧视图。

图1C是根据第一示例实施例的热管理板的后侧的透视图。

图1D是根据第一示例实施例的热管理板的后侧的侧视图。

图1E是根据第一示例实施例的热管理板的侧视图。

图1F是根据第一示例实施例的热管理板的侧视图。

图1G是根据第一示例实施例的热管理板的顶部平面图。

图1H是根据第一示例实施例的热管理板的底视图。

图1I是根据第一示例实施例的热管理板的填充口的透视图。

图1J是根据第一示例实施例的热管理板的填充口的透视图。

图2A是根据第二示例实施例的热管理板的前侧的透视图。

图2B是根据第二示例实施例的热管理板的后侧的透视图。

图2C是根据第二示例实施例的热管理板的内部或内体积的剖切透视图。

图3A是根据第三示例实施例的热管理板的后侧的透视图。

图3B是根据第三示例实施例的热管理板的内部或内体积的剖切透视图。

图4A是根据第四示例实施例的热管理板的后侧的透视图。

图4B是根据第四示例实施例的热管理板的内部或内体积的剖切透视图。

图5A是根据第五示例实施例的热管理板的前侧的透视图。

图5B是根据第五示例实施例的热管理板的填充口的剖切透视图。

图5C是根据第五示例实施例的热管理板的内部或内体积的剖切透视图。

图6是根据第六示例实施例的热管理板的堆叠的透视图。

图7A是根据本文所描述的一个实施例的热管理板的帽的透视图。

图7B是根据本文所描述的一个实施例的热管理板的帽的透视图。

图7C是根据本文所描述的一个实施例的热管理板的帽的侧视图。

图7D是根据本文所描述的一个实施例的热管理板的帽的底视图。

图7E是根据本文所描述的一个实施例的定位在热管理板的填充口上方的帽的侧视图。

具体实施方式

通过参考以下详细描述和附图，可以更容易地理解本文所描述的实施例。然而，本文所描述的装置和方法不限于在详细描述、实例和附图中呈现的特定实施例。应当认识到，这些实施例仅仅是对本发明的原理的说明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，许多修改和改编对于本领域技术人员来说将是显而易见的。

另外，本文所公开的所有范围都应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，“1.0到10.0”的所陈述范围应被视为包含以最小值1.0或更大开始并以最大值10.0或更小结束的任何和所有子范围，例如1.0到5.3、或4.7到10.0、或3.6到7.9。类似地，应理解，“1到10”的所陈述范围应被视为包含以最小值1或更大开始并以最大值10或更小结束的任何和所有子范围，例如1到6、2到10、3到5或7到9。

除非另有明确说明，否则本文中公开的所有范围也应视为包含所述范围的端点。例如，“介于5与10之间”或“从5与10”或“5-10”的范围通常应视为包含端点5和10。

进一步地，当结合量或数量使用短语“至多”时，应理解，所述量至少是可检测的量或数量。例如，以“至多”指定量的量存在的材料可以以可检测的量存在，并且至多包含指定量。

I.热管理装置

一方面，本文描述了热管理装置。在一些实施例中，所述热管理装置是热管理板，所述热管理板(或面板)包括限定内部体积的外表面和安置在所述内部体积内的热管理材料。另外，所述板包含填充口。所述填充口(当处于开放配置时，与封闭或密封配置相反)在所述板的所述内部体积与外部环境之间提供流体连通。所述板的所述外表面包含前侧、后侧和至少四个拐角。所述填充口安置在所述外表面的所述拐角中的一个拐角处。所述板可以具有大体上多面体形状，并且所述板的特定形状不受特别限制。

例如，在一些实施例中，板的横截面可以是大体上正方形或矩形的(例如，使得板是相对短或“平坦”的矩形圆柱体)。此外，在某些优选实施例中，板具有相对高的表面积与体积比。例如，在一些情况下，板的表面积与体积比(例如，以cm²/cm³为单位)为至少1∶2、至少1∶3、至少1∶4、至少1∶5、至少1∶10、至少1∶20、至少1∶50或至少1∶100。在一些实施例中，板的表面积与体积比介于约1∶3与1∶100之间、介于约1∶3与1∶50之间、介于约1∶5与1∶100之间、介于约1∶5与1∶50之间或介于约1∶10与约1∶100之间。类似地，在一些情况下，与板的平均长度和平均宽度相比，板的平均厚度可能相对较小。例如，在一些实施例中，板的平均长度和平均宽度是板的平均厚度的至少5倍、至少10倍、至少20倍或至少50倍。在一些情况下，板的平均长度和平均宽度是板的平均厚度的5-100、5-50、5-20、10-100或10-50倍。

此外，在一些优选实施方案中，所述板的外表面进一步包括一个或多个突起。所述突起从板的后侧在正交或基本上正交(例如，正交15度内、10度内或5度内)方向上延伸。如本文进一步描述的，在一些情况下，所述一个或多个突起被配置成或可操作以在板的后侧与邻近表面(如安置板所抵靠的壁或与板堆叠的另一个板)之间形成间隙。因此，所述突起可以用作间隔件。

另外，在一些特别优选的实施例中，所述板的外表面进一步包括一个或多个通道，所述一个或多个通道从所述前侧延伸到所述后侧并将所述前侧连接到所述后侧。这些通道也可以被描述为板的通孔或穿孔。

进一步地，在一些优选实施例中，本文所描述的板进一步包括帽。更具体地，此类帽可以覆盖、封围或“完满”安置填充口的拐角。因此，在一些情况下，例如，所述帽的表面与所述板的所述外表面对齐，以隐藏所述拐角填充口。

下文提供了关于本文所描述的装置的配置、操作和使用的另外的细节，包含参考附图和具体实例和实施方案。简而言之，参考附图，图1A-1J展示了在本文中描述的热管理板100的示例实施例。如图1A、1B和其它示例实施例所示，热管理板100包括限定内部体积(未标记)的外表面101。外表面101可以是包围或限定内部体积或空间的外皮或壳或中空外壳。在一些情况下，至少90％的所述内部体积被所述热管理材料占据。在其它情况下，至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的内部体积被热管理材料占据。在其它实施例中，热管理材料占据板100的50-100％、60-100％、70-100％、80-100％、90-100％、90-99％、90-98％、95-100％或95-98％的内部体积。如本文进一步描述的，具有本文所描述的结构的热管理板可以比其它容器更大程度和/或更容易地填充有热管理材料。

热管理板100的外表面101包含前侧102、后侧103和至少四个拐角104。在一些情况下，板的拐角104是修圆的，而在其它情况下，角104不是修圆的。例如，在一些情况下，四个拐角104中的任何一个或多个都可以是尖拐角，而在其它情况下，四个拐角中的任何一个或多个都可以是平坦化或成角度或“截断”拐角105。在一些实施例中，平坦化或成角度的拐角105与板100的每个相应邻近边缘106形成大小相等的角。例如，在一些情况下，平坦化拐角105与板100的每个边缘106形成45度角。此外，平坦化拐角105在板的yz平面上提供对应于板的厚度或深度D3的平坦表面。

在一些实施例中，外表面101可操作以促进外部环境与内部体积之间的热传递，或外部环境与安置在内部体积内的热管理材料之间的热传递。例如，在一些实施例中，外表面可以包括一种或多种促进热传递的材料(如热交换材料或导热材料)或由其形成。可以使用任何可操作以允许从板到外部环境的热交换的材料。适用于形成本文所描述的板或面板的材料的一些非限制性实例包含聚合物或塑料材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或聚醚醚酮)、金属或金属混合物或金属合金(如铝)和复合材料(如复合纤维或玻璃纤维)。应当理解，在一些优选实施例中，形成或用于形成板的外表面的材料通常可以形成或限定板的整个主体或板的基本上整个主体。另外，用于形成外表面(或板的整个主体或基本上整个主体)的材料可能不透气或不透水和/或不易燃或耐火。此外，在一些情况下，用于形成外表面(或板的整个主体或基本上整个主体)的材料不导电，或者具有低电导率或最小电导率，使得所述材料被视为电绝缘体而不是电导体。例如，如果板放置在使用敏感和/或昂贵电子装置的室或空间(如容置计算机系统、电信硬件和相关联的组件的电信机房、数据室或数据中心)中，则使用非导电材料形成本文所描述的板100的外表面101可能是特别理想的。

进一步地，在一些情况下，上述导热材料可以分散在非导热材料或较不导热的材料内。在一些实施例中，例如，导热材料包括油漆、油墨或颜料、或分散在油漆、油墨或颜料中的金属。此外，油漆、油墨或颜料可以用于在板的外表面上形成设计或装饰性特征。

另外，形成外表面(或板的整个主体或基本上整个主体)的材料可以具有与本公开的目标不一致的任何厚度。在一些实施例中，基于期望的机械强度和/或热导率选择厚度。例如，在一些情况下，形成外表面(或板的整个主体或基本上整个主体)的材料的平均厚度小于20mm、小于10mm、小于5mm、小于3mm或小于1mm。在一些实施例中，平均厚度介于1与20mm之间、介于1与15mm之间、介于1与10mm之间、介于1与5mm之间、介于1与3mm之间、介于3mm与10mm之间、介于3mm与5mm之间或介于5mm与10mm之间。

此外，在一些实施例中，板100的外表面101可以具有一个或多个特征，如连接外表面101的前侧102和后侧103的平坦、修圆、外圆角或斜面的边缘106。如图1所示，热管理板100的其它特征可以包含一个或多个凹入区域107、突起108和/或通道109。在一些情况下，存在于热管理板100的前侧102上的一个或多个特征也存在于热管理板100的后侧103上。在其它情况下，前侧102可以包含板100的后侧103缺少的一个或多个特征，反之亦然。

在某些优选实施例中，板100(或其较大的平面表面)的形状是大体上矩形的(尽管拐角可以是修圆的)。在图1B所示的示例实施例中，热管理板100具有宽度D1和长度D2。D1和D2可以具有与本公开的目标不一致的任何值和比率，并且D1和D2的大小不受特别限制。在一些情况下，宽度D1小于80英寸，并且长度D2小于40英寸。在其它实施例中，宽度D1介于20英寸与40英寸之间，并且长度D2介于12英寸与24英寸之间。进一步地，在一些情况下，板100的前侧102和后侧103可以独立地具有小于80英寸的宽度D1和小于40英寸的长度D2。在其它情况下，前侧102和后侧103可以独立地具有介于20英寸与40英寸之间的宽度D1以及介于12英寸与24英寸之间的长度D2。此外，还应理解，唯一拐角105可以位于图1B的实施例中所示的位置以外的位置。例如，相对于D1和D2，唯一拐角105可以定位在图1B中定位的三个拐角104中的一个拐角的位置。

在一些实施例中，如图1F所示，板100的深度D3可以小于6英寸、小于5英寸、小于4英寸、小于3英寸、小于2英寸、小于1英寸或小于0.5英寸。在其它实施例中，深度D3可以介于0.3英寸与6英寸之间、介于0.3英寸与5英寸之间、介于0.3英寸与4英寸之间、介于0.3英寸与3英寸之间、介于0.5英寸与3英寸之间或介于0.5英寸与1英寸之间。其它厚度也是可能的。

在图1A和图1B所示的示例实施例中，与在某些其它实施例(但不是所有实施例)中一样，外表面101可以包括一个或多个凹入区域107。例如，凹入区域107可以是板100的外表面101的任何区域，所述区域相比于板的边缘106凹入、凹陷、下沉或降低(而不形成通孔、穿孔或通道109)。在一些情况下，相对于板的总内部体积，一个或多个凹入区域107可以增加板的总表面积。因此，在其它情况下，凹入区域可以进一步提高板100的热输送性能。在一些实施例中，凹入区域107可以位于较大的凹入区域内。例如，在一些情况下，如在图1和1B中，凹入区域107可以表现为具有平坦化底部的伪通道。在其它实施例中，凹入区域107是前侧102或后侧103的与边缘106相比凹入、凹陷、下沉或降低的整个区域，并且第二凹入区域107(如图1A和图1B的伪通道)定位在较大的凹入区域107内，并且与较大的凹入区域107相比甚至进一步凹入、凹陷、下沉或降低。然而，如本文进一步描述的，应当理解，如图1所示的凹入区域107可以用通道(如通道109)替换。类似地，图1中的通道109可以部分地或完全地“填充”，以形成其它凹入区域107或非凹入区域。以这种方式，本文所描述的实施例可以在通道或通孔的数量和布置方面提供模块化和通用性。

在图1C所示的示例实施例中，外表面101可以进一步包括从外表面101延伸的突起108。在一些情况下，外表面101的突起108可以从板100的后侧103沿正交或基本上正交的方向延伸，如图1E到1H所示。在其它情况下，突起108可以从板的前侧延伸。然而，应当理解，在一些情况下，出于此原因，突起108延伸的一侧被定义为板的后侧。如图1E到1H所展示的，突起108的深度D4可以与板深度D3分开且不同。例如，在一些实施例中，突起深度D4小于2英寸、小于1英寸或小于0.5英寸。在一些情况下，突起深度D4介于0.25英寸与2英寸之间、介于0.25英寸与1英寸之间、介于0.25英寸与0.5英寸之间或介于0.5英寸与1英寸之间。

在一些实施方案中，外表面101的突起108是外表面的固体延伸部。例如，突起108可以仅从外表面101形成，使得与外表面101的非突起区域相比，突起108处的外表面101的厚度更大。在其它实施例中，外表面101的突起108可以由内部体积反映，使得外表面101的厚度在从非突起区域到突起区域的过渡期间保持相同(并且使得内部体积延伸到例如与突起的深度相对应的程度)。此外，本文所描述的突起可以与外表面(或例如与如可以通过注塑成型工艺提供的整个主体或基本上整个主体)一体地形成。可替代地，突起可以由附接到板的外表面的单独材料形成。

在图1的示例实施例中，如在其它优选示例实施例中一样，外表面101可以进一步包括一个或多个通道、通孔或穿孔109。例如，图1A、1B、1C和1D展示了从前侧102延伸到后侧103并将前侧102连接到后侧103的通道109。如上所述，存在于热板100中的一个或多个通道109可以增加热板100的表面积或(从前侧到后侧)“通过”热板的气流。通道的存在、数量和尺寸也可以基于板的期望储热能力来选择(例如，如由安置在板的内部体积内的热管理材料的体积或质量确定的，其中对于给定尺寸的板，由于可用热管理材料填充的较小的总内部体积，较大的总通道体积对应于较小的热管理材料的总体积)。通道109可以具有与本公开的目标不一致的任何形状。例如，在一些情况下，通道具有大体上圆形、椭圆形或长方形的形状(例如，在从板的前侧或后侧观察时的截面形状)。形状也可以是具有尖锐或修圆拐角的多边形形状。进一步地，在一些实施例中，通道109(或通道的“侧壁”)可以具有连接外表面101的前侧102和后侧103的笔直、修圆、斜面或外圆角边缘。例如，图1A展示了修圆边缘通道109的示例实施例。例如，图5B和5C中展示了斜面边缘。另外，在一些实施例中，通道109具有与板的厚度(距离D3)相对应的平均厚度或深度(从板的前侧到板的后侧测量)，包含如上所描述的。此外，通道可以在对应于板的主平面(图1中的x和y方向)的正交方向上具有任何尺寸，这与本公开的目标不一致。例如，在一些情况下，所述一个或多个通道在平面方向(x和y)中的一个或两个方向上的尺寸(如平均尺寸)为至多10英寸、至多8英寸、至多6英寸、至多4英寸或至多2英寸。在其它情况下，所述一个或多个通道在平面方向中的一个或两个方向上的尺寸(例如，平均尺寸)小于6英寸、小于4英寸、小于2英寸或小于1英寸。应当理解，通道的尺寸不受特别限制。

另外，在图1的示例实施例中，如在其它优选示例实施例中一样，本文所描述的热管理板100进一步包括填充口110，所述填充口具有与板100的内部体积和板100的外部环境流体连通的开口111。在一些情况下，填充口的形状是大体上圆柱形的。然而，也可以使用其它形状。在优选实施例中，填充口110安置在外表面101的拐角104或105之一处。在一些实施例中，填充口110被定位成使得在填充板100的内部体积的过程期间，空气间隙的体积减小或最小化。换句话说，通过安置在拐角104或105处，在填充过程期间存在的空气间隙被最小化和/或消除。例如，在一些情况下，填充口110安置在平坦化拐角105处。安置在平坦化拐角105上的填充口110定位在板100的外表面101的对应于板100的板深度D3和yz平面的区域上。因此，在填充板100的内部体积的过程期间存在的空气间隙被消除或最小化到外表面101在平坦化拐角105处的表面积尺寸或更小。在一些实施例中，填充口110进一步包括出气口(例如，图1中靠近填充口110的较小圆柱体)。出气口可操作以允许置换的空气在通过填充口110填充热管理板100的同时排出内部体积。在其它情况下，板100不包含用于释放如上文所描述的置换的空气的出气口。

在一些情况下，填充口开口111是大体上圆形的。在其它情况下，开口111的形状可以是椭圆形或多边形的。在图1的示例实施例中，但不一定是其它实施例，开口111的平面通常与平坦化拐角105的yz平面或平坦化拐角105处的外表面101平行。在一些实施例中，填充口开口111的表面积小于或等于平坦化拐角105处的外表面101的表面积。

在图1I和1J的一个示例实施例中，但不一定是其它实施例，填充口110被定位成使得穿过填充口开口111并沿着填充口110的中心向下定位的轴向向量与板100的假想尖拐角相交。例如，在一些情况下，穿过填充口开口111并沿着填充口110的中心向下定位的轴向向量与板100的对应于板100的边缘106以及宽度D1和长度D2的x轴和y轴中的每一个形成45度角。然而，如果需要，填充口110和填充口开口111可以具有相对于xy平面、xz平面或yz平面的其它朝向。在某些优选实施例中，填充口110和填充口开口111的轴向向量(或“长方向”或“填充方向”)位于xy平面内或基本上位于xy平面内(例如，形成10度或更小的角、或5度或更小的角)。应进一步理解，填充口的填充方向可以对应于与填充口开口的平面正交的方向，或者对应于材料(如热管理材料)流入填充口和填充口开口中的方向。

图2A、2B和2C展示了热管理板100(2)的第二示例实施例。第二示例实施例与第一示例实施例的不同之处在于凹入区域107以及包含脊部201(如下文进一步描述的)。然而在第一示例实施例中，几乎整个前侧102由矩形凹入区域107形成，所述矩形凹入区域另外具有表现为伪通道的另外的凹入区域107，在第二示例实施例中，后侧103包括两个三角形凹入区域107，从而使脊部201跨板100沿对角线从平坦化拐角105延伸到相对拐角104。脊部具有所谓的从平坦化拐角105沿对角线延伸到相对拐角104的“长”尺寸(d1)以及两个所谓的“短”尺寸(其中术语“长”和“短”彼此相对)。短尺寸对应于z方向上的脊部厚度(所述方向或尺寸可以被称为d2)和xy平面中的脊部宽度(所述方向或尺寸可以被称为d3)。因此，脊部具有沿其长度由d2×d3定义的横截面积。如下文进一步描述的，脊部201是中空的，因为其形成或限定板100的整体内部或内部体积的一部分。此外，在图2的实施例中，脊部的内部体积与填充口110流体连通。

与第一示例实施例进一步对比，并且如图2A和2B所展示的，第二示例实施例缺少突起108、伪通道和包括出气口的填充口110。例如，在一些实施例中，热管理板不具有突起108和/或不具有出气口。板100(2)的前侧102和后侧103包括各种尺寸的通道109，所述通道均匀地跨整个板100(2)定位并且定位在凹入区域107内。图2C展示了板100(2)的内部体积的透视图。

如图2C所示，凹入区域107的内部体积比非凹入区域的内部体积薄。例如，边缘106处和穿过脊部201的内部体积(在z方向或d2方向上)比凹入区域107的内部体积厚。在一些优选实施例中，脊部的厚度(d2)和/或脊部的横截面(从板的前部到板的后部，对应于d2×d3)至少与板或面板的任何其它部分的厚度或横截面一样大。也就是说，脊部的横截面或脊部的内部体积与板的整体内部体积的其它区域(如在凹入区域内或通孔周围的区域)相比可能相对较大。因此，与流入或流经内部体积的其它区域(如通孔周围的区域)的材料的进入或移动相比，脊部的相对较大的尺寸或横截面积可以增加流入或流经脊部的材料的进入或移动的便利性。在一些情况下，脊部的平均厚度(d2)和/或沿脊部的长度(d1)的脊部平均横截面积(d2×d3)为板整体的平均厚度或平均横截面积的至少1.5倍。在一些情况下，脊部的平均厚度和/或平均横截面积为板整体的平均厚度或平均横截面积的至少2倍、至少3倍、至少5倍或至少10倍。在一些实施例中，脊部的平均厚度和/或平均横截面积是板整体的平均厚度或平均横截面积的1.5到15倍、1.5到10倍、1.5到5倍、2到15倍、2到10倍、2到5倍、3到15倍、3到10倍、3到5倍、5到15倍或5到10倍。此外，在一些优选实施例中，脊部具有如上所述的尺寸，并且填充口和填充口开口的轴向向量(或“长方向”或“填充方向”向量)位于xy平面内或基本上位于xy平面内，并且与限定脊部的长尺寸(d1)的向量对齐或平行、或基本上对齐或平行(例如，在10度以内或在5度以内平行)。因此，在一些实施例中，填充口的填充方向或长方向或轴向方向与脊部的长轴的方向相同。不受理论的束缚，据信具有此类结构的板或面板可以比在一些其它情况下更有效地填充有热管理材料。

图3A和3B展示了热管理板100(3)的第三示例实施例，所述第三示例实施例与第一示例实施例或第二示例实施例的不同之处在于包含具有圆形和更小的单一形状和尺寸的通道109。除图2C之外并且类似于图2C，图3B展示了热管理板100(3)的内部体积，其中凹入区域107的内部体积比非凹入区域的内部体积薄。例如，边缘106处的内部体积比凹入区域107的内部体积厚。与图2C相比，图3B展示了由于较小尺寸的通道109而产生的较大量的内部体积。

图4A和4B展示了热管理板100(4)的第四示例实施例，所述第四示例实施例与第一示例实施例、第二示例实施例或第三示例实施例的不同之处在于包含具有在后侧103上表现为凹槽的凹入区域107和定位在非凹入区域内的通道109。如图4B所示，凹入区域107或凹槽被定位为通道107之间的行，并且为板100(4)提供更大的表面积与体积比。

图5A、5B和5C展示了热管理板100(5)的第五示例实施例，所述第五示例实施例与第一示例实施例、第二示例实施例、第三示例实施例或第四示例实施例的不同之处在于包含具有与对应于长度D2的边缘106平行定位的填充口110和与对应于宽度D1的相对边缘106平行定位的填充口开口111。图5B提供了填充口110的示例实施例的放大透视图，所述填充口被定位成使得延伸穿过填充口开口111并沿着填充口110的中心向下的轴向向量基本上平行于板100(5)的对应于板100(5)的长度D2的方向的y轴。另外，与先前的示例实施例不同，热管理板100(5)的第五示例实施例缺少任何凹入区域107。例如，在一些实施例中，热管理板不具有凹入区域107。因此，如图5C所示，跨板100(5)的内部体积在整个板100(5)中基本上均匀，并且跨外表面101的板D3的厚度或深度相对均匀，除了通道109所在的位置之外。

图6展示了热管理板100(6)的堆叠的第六示例实施例，其中多个热管理板邻近定位或以前后朝向堆叠。仅出于说明目的，示出了第一示例实施例的热管理板100，所述热管理板具有从后侧103延伸的突起108。应当理解，从第一板的后侧103延伸的突起108与邻近第二板100的前侧102接触，并且第一板的突起108不与邻近第二板100的通道109对齐。此外，突起108可操作以在每个板100(6)和/或邻近表面(如壁)之间形成一个或多个间隙113。在一些实施例中，呈前后朝向的邻近板之间的间隙113可以由一个或多个凹入区域107形成。例如，当具有一个或多个凹入区域107的第一板的前侧102或后侧103以前后朝向抵靠表面(如壁或第二板)定位时，第一板的一个或多个凹入区域107防止第一板的前侧102或后侧103完全与壁或第二板齐平，并且因此可以形成间隙113。

在一些实施例中，本文所描述的热板的间隙113可操作以使第一板的前侧102或后侧103通风。在一些情况下，其中第一板100与第二板接触，第二板的前侧102或后侧103也可以通过间隙113通风。例如，由第一板100的外表面101和邻近表面上的凹入区域107和/或突起108形成的间隙113可以通过凹入区域107中存在的一个或多个通道109通风。在另一个实例中，由第一板100的外表面101和邻近表面上的一个或多个突起108形成的间隙113可以通过间隙113的一侧和/或外表面101上存在的一个或多个通道109通风。在一些情况下，间隙113的平均深度小于或等于突起深度D4。例如，间隙的平均深度可以小于6英寸、小于5英寸、小于4英寸、小于3英寸、小于2英寸或小于1英寸。在其它实施例中，间隙可以介于0.25英寸与6英寸之间、介于0.5英寸与6英寸之间、介于1英寸与6英寸之间、介于1英寸与5英寸之间、介于0.5英寸与4英寸之间、介于0.5英寸与3英寸之间、介于0.25英寸与5英寸之间、介于0.25英寸与4英寸之间、介于0.25英寸与3英寸之间或介于0.25英寸与2英寸之间。

在一些实施例中，本文所描述的板或面板进一步包括帽。如图7A-7E所示，在一些实施例中，帽可以是卡扣式帽，所述卡扣式帽具有可固定的隆起部701，所述可固定的脊部允许帽卡扣到定位在填充口110上方的固定位置。在一些优选实施例中，定位在填充口110上方的帽覆盖和/或隐藏填充口110。在一些情况下，帽覆盖和/或隐藏填充口110和出气口两者。例如，当帽的表面牢固地定位在填充口110上方时，所述表面可以与板100的外表面101对齐以隐藏拐角填充口110，从而产生与板100的其它拐角类似的完整修圆或尖拐角104并且因此隐藏平坦化拐角105。在其它实施例中，帽可以是扭合式或旋拧式帽，所述扭合式或旋合式帽的螺纹与填充口110上存在的螺纹对齐。在一些实施例中，帽可以进一步包括密封件、封闭件或垫圈，以从外部环境安全地密封或封闭填充口开口111，并防止安置在板100内的内含物或材料泄漏或以其它方式排出。在仍其它情况下，填充口开口111可以以另一种方式封闭。此外，在一些实施例中，可以在帽与板的其它部分之间安置粘合剂。也就是说，本文所描述的帽可以使用粘合剂、单独地或与卡扣式封闭件、旋拧式封闭件、密封件或垫圈组合粘附在填充口上方。

参考附图，应当理解，除了附图中所描绘的示例实施例中所展示的那些组合之外，本文所描述的板或面板可以进一步包含特征的其它组合或排列。例如，本文所描述的板或面板可以包括如本文所描述的脊部与本文所描述的任何填充口、填充口开口、或独特或成角度的拐角的组合以及与本文所描述的任何帽的组合。在一些实施方案中，本文所描述的板或面板还可以包含任何数量、尺寸或形状的通道或通孔与本文所描述的任何脊部、填充口、填充口开口、独特或成角度的拐角或帽的组合。

本文所描述的板还可以包括或包含一个或多个另外的组件，所述一个或多个另外的组件可以促进热管理功能或可以提供辅助功能。例如，在一些实施例中，板包括至少一个通风机，所述至少一个通风机将气流从外部环境引导到热管理材料和/或从热管理材料引导到外部环境。在一些优选实施例中，所述通风机定位在通道、通孔或穿孔109内。与一个或多个凹入区域107、一个或多个通道109和/或一个或多个间隙113配合的通风机可以促进安置在一个或多个板100的内部体积内的热管理材料与外部环境之间的热传递。

在一些情况下，板包括多个通风机。在一些此类实例中，板100可以包括沿顺时针方向旋转的第一通风机(或多个通风机)和沿逆时针方向旋转的第二通风机(或多个通风机)。此外，第一通风机和第二通风机(或多个通风机)可以定位在板100中或所述板上，以协同地将气流从外部环境引导到热管理材料，并从热管理材料引导回外部环境。此外，板100可以包括或包含用于为通风机供电的电源。例如，板100可以包括或包含为通风机供电的光伏电池。此类光伏电池可以放置在板100的外表面101上，并且可以是刚性或柔性光伏电池。在其它实施例中，通风机是热电供电的。此外，在一些情况下，本文所描述的板100的热电通风机使用由板提供或从板散发、或由外部环境内的热源提供或由外部环境中的“过剩”环境热提供的热能。以这种方式，此类热电通风机可以进一步通过板100协助有效热管理，特别是用于冷却应用。可以使用一个或多个通风机和一个或多个电源(如光伏电池)的任何组合或子组合。

在一些实施例中，本文所描述的板可以进一步包括安装机构或安装支架，如安装轨道或安装销钉或安装导轨。安装支架可以与板100的一个或多个特征可逆地附接和/或介接。例如，在一些情况下，安装支架可以具有一个或多个凹槽，以将板100的一个或多个突起108牢固地紧固到安装支架。在一些情况下，突起可以滑动、扭曲或卡扣到一个或多个凹槽中。在另一个实例中，安装支架可以具有穿透板100的一个或多个通道109的销钉或臂延伸部，由此由销钉固定一个或多个板100和/或使所述一个或多个板从所述销钉悬吊下来。在仍其它实施方案中，安装机构包括两个或更多个平行导轨。此类导轨可以间隔大约对应于板的长度或宽度(例如，对应于距离D1或D2)的距离。此外，导轨可以包含一个或多个结构(如一个或多个凹槽、隆起部和/或唇部)，所述一个或多个结构可以保持“卡扣”到结构中(如位于两个平行导轨之间)的板。也就是说，板可以“卡扣到”顶部导轨和基本上平行于所述顶部导轨的底部导轨。因此，可以使用两个导轨组将板固定到位。在一些实施例中，此类导轨附接到室(如数据中心或温度由板管理的其它室)的壁(例如，使用钉子、螺钉或其它机械紧固件)。此外，在一些实施方案中，一组导轨被配置成以并排配置(与堆叠配置或“前后”配置相反)保持多个板，其中每个板基本上抵靠导轨所附接的壁齐平。在一些情况下，板的突起在板与壁之间形成空间，即使当板安置在导轨中也是如此。此外，在仍其它实施方案中，可以使用多于两个平行导轨来安装多个板。例如，在一些情况下，使用至少三个平行导轨，并且中间导轨用作第一“行”板(第一“组”平行导轨)的顶部导轨，并且还同时用作第一行上方的第二“行”板(第二“组”平行导轨)的底部导轨。

如本文所描述的，板可以包括安置在板的内部体积内的热管理材料。在一些优选实施例中，热管理材料包括或是相变材料(PCM)。如本领域普通技术人员所理解的，PCM可以在经历相变(如固态与液态之间，或固态与凝胶态之间)的过程中储存或释放热能。例如，PCM可以从外部环境中吸收热能(例如，由室中的设备或其它热源，如数据中心产生)，并且使用热能进行相变(例如，熔融事件)，而不会增加温度。所吸收的热能在PCM内作为潜热“储存”。以这种方式，可以降低外部环境的温度(与没有PCM时的温度相比)。在稍后时间(例如，在夜间或当环境内的热源产生较少的过剩热能时)，PCM可以通过经历与之前相反的相变(例如，冻结事件)来释放所储存的热能(以潜热的形式)。以这种方式，PCM可以被“重新装载”以进行另一个热能吸收循环(例如，在白天或当环境内的热源产生相对大量的过剩热时)。

与本公开的目标不一致的任何PCM可以用于本文所描述的装置或方法中。此外，可以基于特定最终用途或应用的相关操作温度范围选择在特定实例中使用的PCM(或PCM的组合)。例如，在一些情况下，PCM的相变温度处于适合于冷却或有助于维持住宅或商业建筑物或其部分中的期望温度或设定点的范围内。在一些此类情况下，建筑物或其部分是电信机房、数据中心或数据室或阁楼。在其它实施例中，建筑物或其部分是冷藏室、仓库或其它空间，或者是冷冻室。在其它情况下，PCM具有适合于所谓废热的热能管理的相变温度。在一些实施例中，PCM的相变温度处于下表1的范围中的一个范围内。

表1：PCM的相变温度范围(在1atm的压力下)。

相变温度范围
	450-550℃
300-550℃
	70-100℃
60-80℃
	40-50℃
25-40℃
	25-30℃
20-30℃
	20-25℃
18-25℃
	16-23℃
16-18℃
	15-20℃
6-8℃
	2-10℃
2-8℃
	-40到-10℃

此外，在某些实施例中，可能期望或甚至优选的是，PCM或PCM的混合物的相变温度处于室或外部环境内部的期望设定点温度处或接近所述期望设定点温度。可以使用任何期望的室温或外部温度以及相关联的相变温度。例如，在一些实施例中，相变温度在1atm下介于约15℃与约32℃之间，如在1atm下介于约17℃与约30℃之间、介于约19℃与约28℃之间，或在1atm下介于约21℃与约26℃之间。进一步地，在一些情况下，相变温度在1atm下介于约17℃与约32℃之间，如在1atm下介于约19℃与约32℃之间，在1atm下介于约21℃与约32℃之间，在1atm下介于约23℃与约32℃之间，或在1atm下介于约25℃与约32℃之间。此外，在一些实施例中，相变温度在1atm下介于约15℃与约30℃之间，如在1atm下介于约15℃与约28℃之间，在1atm下介于约15℃与约26℃之间，或在1atm下介于约15℃与约24℃之间。

如本文进一步描述的，可以基于期望应用来选择特定范围。例如，可能尤其期望相变温度为20-25℃的PCM辅助冷却数据中心，而可能尤其期望相变温度为6-8℃的PCM维持冷藏空间的温度。作为另一个非限制性实例，相变介于-40℃与-10℃之间的PCM可以优选用于商业冷冻冷却。

进一步地，本文所描述的装置或方法的PCM可以使用与本公开的目标不一致的任何相变来吸收或释放能量。例如，在一些实施例中，本文所描述的PCM的相变包括PCM的固相与液相之间的转变，或者PCM的固相与中间相之间的转变。在一些情况下，中间相是凝胶相。因此，在一些情况下，PCM经历固体-凝胶转变。

此外，在一些情况下，PCM或PCM的混合物的相变焓为至少约50kJ/kg或至少约100kJ/kg。在其它实施例中，PCM或PCM的混合物的相变焓为至少约150kJ/kg、至少约200kJ/kg、至少约300kJ/kg或至少约350kJ/kg。在一些情况下，PCM或PCM的混合物的相变焓介于约50kJ/kg与约350kJ/kg之间、介于约100kJ/kg与约350kJ/kg之间、介于约100kJ/kg与约220kJ/kg之间或介于100kJ/kg与约250kJ/kg之间。

另外，本文所描述的装置或方法的PCM可以具有与本公开的目标不一致的任何组成。在一些实施例中，例如，PCM包括无机组合物。在其它情况下，PCM包括有机组合物。在一些情况下，PCM包括水合盐。合适的水合盐包含但不限于CaCl₂ 6H₂O、Ca(NO₃)₂ 3H₂O、NaSO₄10H₂O、Na(NO₃)₂ 6H₂O、Zn(NO₃)₂ 2H₂O、FeCl₃ 2H₂O、Co(NO₃)₂ 6H₂O、Ni(NO₃)₂ 6H₂O、MnCl₂4H₂O、CH₃COONa 3H₂O、LiC₂H₃O₂ 2H₂O、MgCl₂ 4H₂O、NaOH H₂O、Cd(NO₃)₂ 4H₂O、Cd(NO₃)₂ 1H₂O、Fe(NO₃)₂ 6H₂O、NaAl(SO₄)₂ 12H₂O、FeSO₄ 7H₂O、Na₃PO₄ 12H₂O、Na₂B₄O₇ 10H₂O、Na₃PO₄ 12H₂O、LiCH₃COO 2H₂O和/或其混合物。

在其它实施例中，PCM包括脂肪酸。在一些实施例中，脂肪酸可以具有C4到C28脂肪族烃尾。进一步地，在一些实施例中，烃尾是饱和的。可替代地，在其它实施例中，烃尾是不饱和的。在一些实施例中，烃尾可以是支链的或直链的。适用于本文所描述的一些实施例的脂肪酸的非限制性实例包含辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、木蜡酸和蜡酸。在一些实施例中，本文所描述的PCM包括组合、混合物或多种不同的脂肪酸。出于本文中的参考目的，应当理解，被描述为“Cn”物种(例如，“C4”物种或“C28”物种)的化学物种是确切包含“n”个碳原子的所鉴定类型的物种。因此，C4到C28脂肪族烃尾是指包含4到28个碳原子的烃尾。

在一些实施例中，PCM包括脂肪酸的烷基酯。可以使用与本公开的目标不一致的任何烷基酯。例如，在一些实施例中，烷基酯包括本文所描述的脂肪酸的甲基酯、乙基酯、异丙基酯、丁基酯或己基酯。在其它实施例中，烷基酯包括C2到C6酯烷基主链或C6到C12酯烷基主链。在一些实施例中，烷基酯包括C12到C28酯烷基主链。进一步地，在一些实施例中，PCM包括脂肪酸的组合、混合物或多种不同的烷基酯。适用于本文所描述的一些实施例中的脂肪酸的烷基酯的非限制性实例包含月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、棕榈油酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、二十二碳己酸甲酯(methyl docosahexanoate)、二十碳五烯酸甲酯(methyl ecosapentanoate)、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯、硬脂酸乙酯、棕榈油酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯、二十二碳己酸乙酯、二十碳五烯酸乙酯、月桂酸异丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、硬脂酸异丙酯、棕榈油酸异丙酯、油酸异丙酯、亚油酸异丙酯、二十二碳己酸异丙酯、二十碳五烯酸异丙酯、月桂酸丁酯、肉豆蔻酸丁酯、棕榈酸丁酯、硬脂酸丁酯、棕榈油酸丁酯、油酸丁酯、亚油酸丁酯、二十二碳己酸丁酯、二十碳五烯酸丁酯、月桂酸己酯、肉豆蔻酸己酯、棕榈酸己酯、硬脂酸己酯、棕榈油酸己酯、油酸己酯、亚油酸己酯、二十二碳己酸己酯和二十碳五烯酸己酯。

在一些实施例中，PCM包括脂肪醇。可以使用与本公开的目标不一致的任何脂肪醇。例如，在一些实施例中，脂肪醇可以具有C4到C28脂肪族烃尾。进一步地，在一些实施例中，烃尾是饱和的。可替代地，在其它实施例中，烃尾是不饱和的。烃尾也可以是支链的或直链的。适用于本文所描述的一些实施例中的脂肪醇的非限制性实例包含辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、月桂醇、十三醇、肉豆蔻醇、十五醇、鲸蜡醇、十七醇、硬脂醇、十九醇、花生醇、二十一烷醇(heneicosyl alcohol)、二十二醇、二十四烷醇(lignoceryl alcohol)、蜡醇(cerylalcohol)和二十九烷醇(montanyl alcohol)。在一些实施例中，PCM包括组合、混合物或多种不同的脂肪醇。

在一些实施例中，PCM包括脂肪碳酸酯、磺酸酯或膦酸酯。可以使用与本公开的目标不一致的任何脂肪碳酸酯、磺酸酯或膦酸酯。在一些实施例中，PCM包括C4到C28烷基碳酸酯、磺酸酯或膦酸酯。在一些实施例中，PCM包括C4到C28烯基碳酸酯、磺酸酯或膦酸酯。在一些实施例中，PCM包括组合、混合物或多种不同的脂肪碳酸酯、磺酸酯或膦酸酯。另外，本文所描述的脂肪碳酸酯可以具有本文所描述的两个烷基或烯基或本文所描述的仅一个烷基或烯基。

此外，在一些实施例中，PCM包括石蜡。可以使用与本公开的目标不一致的任何石蜡。在一些实施例中，PCM包括正十二烷、正十三烷、正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、正二十五烷、正二十六烷、正二十七烷、正二十八烷、正二十九烷、正三十烷、正三十一烷、正三十二烷、正三十三烷和/或其混合物。

另外，在一些实施例中，PCM包括聚合物材料。可以使用与本公开的目标不一致的任何聚合物材料。用于在本文所描述的一些实施例中使用的合适的聚合物材料的非限制性实例包含热塑性聚合物(例如，聚(乙烯基乙基醚)、聚(乙烯基正丁基醚)和聚氯丙烯)、聚乙二醇(例如，

聚乙二醇400、

聚乙二醇600、

聚乙二醇1000、

聚乙二醇1500、

聚乙二醇4600、

聚乙二醇8000和

聚乙二醇14,000)和聚烯烃(例如，轻度交联的聚乙烯和/或高密度聚乙烯)。

适用于本文所描述的一些实施例中的相变材料的另外的非限制性实例包含可以从相变能源解决方案公司(Phase Change Energy Solutions，北卡罗来纳州阿什伯勒)获得的BioPCM材料，如BioPCM-(-8)、BioPCM-(-6)、BioPCM-(-4)、BioPCM-(-2)、BioPCM-4、BioPCM-6、BioPCM 08、BioPCM-Q12、BioPCM-Q15、BioPCM-Q18、BioPCM-Q20、BioPCM-Q21、BioPCM-Q23、BioPCM-Q25、BioPCM-Q27、BioPCM-Q30、BioPCM-Q32、BioPCM-Q35、BioPCM-Q37、BioPCM-Q42、BioPCM-Q49、BioPCM-55、BioPCM-60、BioPCM-62、BioPCM-65、BioPCM-69等等。

应进一步理解，本文所描述的装置可以包括多种不同的PCM，包含不同类型的不同PCM。可以使用与本公开的目标不一致的不同PCM的任何混合物或组合。在一些实施例中，例如，热管理板或面板包括一种或多种脂肪酸和一种或多种脂肪醇。进一步地，如上文所描述的，在一些情况下，基于PCM的混合物的期望的相变温度和/或潜热选择多种不同的PCM。

此外，在一些情况下，PCM或PCM的组合或混合物不包括冰，或基本上不由冰组成，或不由冰组成。也就是说，在一些优选实施例中，冰不用作本文所描述的装置的PCM或热管理材料。应理解，“冰”是水冰。

进一步地，在一些实施例中，本文所描述的PCM的一个或多个特性可以通过包含一种或多种添加剂来修改。本文所描述的此类添加剂可以与PCM混合和/或安置在本文所描述的装置中。在一些实施例中，添加剂包括热导率调制器。在一些实施例中，热导率调制器增加PCM的热导率。在一些实施例中，热导率调制器包括碳，包含石墨碳。在一些实施例中，热导率调制器包括炭黑和/或碳纳米颗粒。在一些实施例中，碳纳米颗粒包括碳纳米管和/或富勒烯。在一些实施例中，热导率调制器包括石墨基质结构。在其它实施例中，热导率调制器包括离子液体。在一些实施例中，热导率调制器包括金属，包含纯金属或金属的组合、混合物或合金。可以使用与本公开的目标不一致的任何金属。在一些实施例中，金属包括过渡金属，如银或铜。在一些实施例中，金属包括来自周期表的第13族或第14族的元素。在一些实施例中，金属包括铝。在一些实施例中，热导率调制器包括分散在由PCM形成的基质内的金属填料。在一些实施例中，热导率调制器包括金属基质结构或笼状结构、金属管、金属板和/或金属刨花。进一步地，在一些实施例中，热导率调制器包括金属氧化物。可以使用与本公开的目标不一致的任何金属氧化物。在一些实施例中，金属氧化物包括过渡金属氧化物。在一些实施例中，金属氧化物包括氧化铝。

在其它实施例中，添加剂包括成核剂。在一些实施例中，成核剂可以帮助避免过冷，特别是对于包括精细分布相的PCM，如脂肪醇、石蜡醇、胺和石蜡。可以使用与本公开的目标不一致的任何成核剂。

在其它情况下，添加剂包括阻燃或耐火材料。

本文所描述的热管理板或面板可以以与本公开的目标不一致的任何方式制成。在一些情况下，例如，塑料或金属板或面板是通过模塑或铸造制成的，如通过注塑成型制成。如本领域普通技术人员容易理解的，也可以使用本文所描述的其它制造面板或板的方法。类似地，本文所描述的用热管理材料(如PCM)填充板或面板的方式不受特别限制。在一些情况下，使用重量分析法。在其它情况下，将加压PCM注入到本文所描述的板或面板的填充口中。

II.温度管理方法

另一方面，本文描述了管理温度的方法。如上文第I节所描述的，所述装置中的任何一个或多个装置可以用于如本文所描述的任何一种或多种管理温度的方法中。例如，装置可以是热管理板，所述热管理板具有上文第I节中描述的特征中的任何一个或多个特征。

在一些实施例中，本文描述了管理室或空间(如数据中心、数据存储室、冷冻室、冷藏仓库或其它空间)的温度的方法。此类室或空间可以包含与本公开的目标不一致的任何室或空间。电信机房、数据中心或数据存储室例如具有至少三个壁、地板和天花板，并且包括安置在室内的电子装置，如电子服务器和/或电子存储硬件。在一些实施例中，一种管理室或空间的温度的方法包括在室内部安置如上文所描述的一个或多个热管理板或面板。另外，在一些情况下，将板或面板安置在室中包括定位板或面板，使得一个或多个板的后侧面对室的壁或室的天花板。进一步地，在一些情况下，一个或多个板从壁或天花板悬吊下来、悬挂下来，安装在所述壁或天花板上，或附接到所述壁或天花板，如果需要，包含以上文第I节所描述的方式。

例如，在一些实施例中，所述一个或多个板从壁上的安装机构或安装支架，如安装轨道或安装销钉悬吊下来。例如，具有带有被配置成收容所述一个或多个板的一个或多个特征或结构(如边缘或突起)的凹槽的轨道的安装支架可以定位在壁上，并且一个或多个板通过安装轨道从安装支架悬吊下来。将所述一个或多个板的一个或多个特征或结构与轨道接合将所述一个或多个板牢固地紧固到安装支架上，并使所述一个或多个板100从壁悬吊下来、悬挂下来或附接所述一个或多个板。在另一个实例中，具有被配置成穿透本文所描述的一个或多个通道的一个或多个销钉的安装支架可以定位在壁上，并且所述一个或多个板通过所述一个或多个销钉从安装支架悬吊下来。将所述一个或多个板的一个或多个特征(如通道)与销钉接合使所述一个或多个板从安装支架牢固地悬吊下来，并使所述一个或多个板从所述壁悬吊下来。

在一些情况下，多个板安置在所述室，并且所述多个板以前后朝向定位。例如，在一些情况下，多个板可以以前后朝向邻近地定位在相同的一个或多个销钉上，以生成板的堆叠。在一些情况下，在室中安置以前后朝向定位的多个板堆叠。如上文第I节所描述的，也可以以侧对侧配置布置多个板。

在一些实施例中，方法进一步包括提供至少一个通风机，所述至少一个通风机将气流从室引导到热管理材料和/或从热管理材料引导到外部环境。在一些优选实施例中，所述通风机定位在通道、通孔或穿孔内。与一个或多个凹入区域、一个或多个通道和/或一个或多个间隙配合的通风机可以促进安置在板的内部体积内的热管理材料与外部环境(例如，安置板的室)之间的热传递。

在一些情况下，本文所描述的方法包括提供多个通风机。在一些此类实例中，板可以包括沿顺时针方向旋转的第一通风机(或多个通风机)和沿逆时针方向旋转的第二通风机(或多个通风机)。此外，第一通风机和第二通风机(或多个通风机)可以定位在板中或所述板上，以协同地将气流从外部环境引导到热管理材料，并从热管理材料引导回外部环境。此外，板可以包括或包含为通风机供电的构件。例如，板可以包括或包含为通风机供电的光伏电池。此类光伏电池可以放置在板的外表面上，并且可以是刚性或柔性光伏电池。在其它实施例中，通风机是热电供电的。此外，在一些情况下，本文所描述的板的热电通风机使用由板提供或从板散发、或由外部环境内的热源提供或由外部环境中的“过剩”环境热提供的热能。以这种方式，此类热电通风机可以进一步通过板协助有效热管理，特别是用于冷却应用。可以使用一个或多个通风机和一个或多个电源(如光伏电池)的任何组合或子组合。

在另外的实施例中，管理室温度的方法包括将室温度维持在介于约-50℃与50℃之间。在一些情况下，方法包括将室的温度维持在介于约-10℃与0℃之间、介于约0℃与10℃之间、介于约17℃与25℃之间、介于约20℃与25℃之间、或介于约20℃与30℃之间。本文所描述的方法可以进一步包括将室温度维持在所期望的设定点温度(或在所期望的设定点温度的1℃内、2℃内或3℃内)或上述第I节(包含表1)中所描述的温度范围内。

另外，在一些情况下，本文所描述的方法进一步包括通过将相变材料暴露于室的高于相变材料的相变温度的环境温度(例如，可能是由于电信设备或其它电子设备的正常操作或安置在室中的其它热源或由于室与室的较温暖的外部环境之间的热交换而引起的)来将安置在室(例如，电信机房、数据室或数据中心、或冷冻室或冷藏室)中的本文所描述的板或面板(或本文所描述的多个板或面板)的相变材料的相从第一相改变为第二相，并且随后通过使用室的HVAC系统冷却室来将相变材料恢复到第一相。进一步地，在一些实施例中，HVAC系统由安置在室的内部的恒温器激活或停用。

类似地，本文所描述的方法可以进一步包括通过将相变材料暴露于室中的低于相变材料的相变温度的环境温度来将安置在室中的板或面板(或多个板或面板)的热管理材料(如相变材料)的相从第一相改变为第二相，并且随后通过用室的HVAC(加热、通风和空调)系统加热室来将相变材料恢复到第一相。

在另一个实施例中，本文描述了一种冷却或管理托板或运送容器的温度的方法。托板或运送容器可以是任何适合于支撑或容纳货物的托板或容器，尤其是用于运输货物的托板或容器。在一些情况下，一种冷却托板或容器的方法包括提供一个或多个如上文第I节所描述的热管理板，并将所述一个或多个板定位在托盘或容器的内部空间中。在一些实施例中，所述一个或多个板安置在托板或容器的底部或沿着托板或容器的壁安置。一个或多个板也可以放置在置于托板或容器上或内部的货物项部。

应进一步理解，在特定情况下，放置在板或面板内部的热管理材料(例如，PCM)可以基于与托板或运送容器相关联的特定货物或产品的期望设定点或维持温度来选择。例如，在一些情况下，相变温度在20-25℃的范围内的PCM可以用于帮助将货物或产品的温度维持在20-25℃的范围内。本文所描述的方法还可以包括将托板或运送容器内的货物或产品的温度维持在本文所描述的其它范围内。

应进一步注意到，在一些情况下，板或面板的尺寸被选择成与托板或运送容器的尺寸相匹配，或者是托板或运送容器的尺寸的整体部分。例如，在一些情况下，板或面板的尺寸(尤其是x和y尺寸)与托板或运送容器的底部的x和y尺寸相同，或者是给定尺寸的一半、或三分之一或四分之一(例如，板或面板的x尺寸可以与托板或运送容器的x尺寸相匹配，而板或面板的y尺寸可以是托板或运送容器的y尺寸的一半)，使得两个板或面板可以轻松放置在托板或容器上或内，同时覆盖托板或容器的所有或基本上所有期望表面。

为了实现本公开的各种目标，已经描述了装置和方法的各种实施方案。应认识到，这些实施方案仅仅是对本公开的原理的说明。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，对本领域技术人员来说，其许多修改和改编将是显而易见的。例如，本文所描述的方法的单独步骤可以以与本公开的目标不一致的任何方式执行，并且可以使用本文所描述的装置的各种配置或改编。

本文所描述的装置和方法的一些特定的非限制性示例实施例如下：

实施例1.一种热管理板，其包括：

限定内部体积的外表面；

安置在所述内部体积内的热管理材料；以及

填充口，所述填充口与所述板的所述内部体积和外部环境流体连通，

其中所述外表面包含前侧、后侧和至少四个拐角；并且

其中所述填充口安置在所述外表面的所述拐角中的一个拐角处。

实施例2.根据实施例1所述的板，其中：

所述外表面包括或限定在所述板的所述前侧或所述后侧上的中空脊部，所述脊部具有一个长尺寸(d1)和两个短尺寸(d2，d3)以及内部体积；

沿着所述脊部的所述长尺寸(d1)，所述脊部的平均厚度(d2)和/或所述脊部的平均横截面积(d2×d3)为所述板整体的平均厚度和/或平均横截面积的至少1.5倍；

所述脊部的所述长尺寸(d1)沿对角线从所述填充口延伸到所述板的与所述填充口相对的拐角；

所述填充口与所述脊部的所述内部体积流体连通；并且

所述填充口的填充方向与所述脊部的所述长尺寸(d1)对准。

实施例3.根据实施例1或实施例2所述的板，其中至少97％的所述内部体积被所述热管理材料占据。

实施例4.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述外表面进一步包括或限定一个或多个突起，所述一个或多个突起从所述后侧沿正交方向延伸。

实施例5.根据实施例4所述的板，其中所述一个或多个突起被配置成在所述后侧与邻近表面之间形成间隙。

实施例6.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述外表面进一步包括一个或多个通道，所述一个或多个通道从所述前侧延伸到所述后侧并将所述前侧连接到所述后侧。

实施例7.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述板进一步包括帽。

实施例8.根据实施例7所述的板，其中所述帽是卡扣式帽。

实施例9.根据实施例7或实施例8所述的板，其中所述帽的表面与所述外表面对齐，以隐藏所述拐角填充口。

实施例10.根据前述实施例中任一项所述的板，其中按所述板的总重量计，所述热管理材料以70-90wt.％的量存在。

实施例11.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述热管理材料的相变温度介于-50℃与150℃之间。

实施例12.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述板进一步包括通风机。

实施例13.根据实施例12所述的板，其中所述通风机定位在从所述板的所述前侧延伸到所述后侧并将所述前侧连接到所述后侧的通道内。

实施例14.根据实施例12或13所述的板，其中所述通风机是太阳能供电或热电供电的。

实施例15.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述前侧和所述后侧的总长度小于40英寸，并且总宽度小于80英寸。

实施例16.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述前侧和所述后侧的总长度介于12英寸与24英寸之间，并且总宽度介于20英寸与40英寸之间。

实施例17.根据前述实施例中任一项所述的板，其中所述板的深度小于3英寸。

实施例18.一种管理室温度的方法，所述方法包括在所述室中安置一个或多个根据实施例1到17中任一项所述的板。

实施例19.根据实施例18所述的方法，其进一步包括：

定位所述一个或多个板，使得所述一个或多个板的后表面面对所述室的壁；以及

使所述一个或多个板从所述壁悬吊下来。

实施例20.根据实施例19所述的方法，其中所述一个或多个板从所述壁上的安装机构悬吊下来。

实施例21.根据实施例20所述的方法，其中所述安装机构包括平行导轨。

实施例22.根据实施例18到21中任一项所述的方法，其中多个板安置在所述室中，并且所述多个板以前后朝向定位。

实施例23.根据实施例18到21中任一项所述的方法，其中多个板安置在所述室中，并且所述多个板以并排朝向定位。

实施例24.根据实施例18到23中任一项所述的方法，其中所述室是电信机房、数据中心或数据存储室。

实施例25.根据实施例18到24中任一项所述的方法，其中所述室的期望平均温度介于15℃与30℃之间。

实施例26.根据实施例18到23中任一项所述的方法，其中所述室为冷藏室或冷冻室。

实施例27.根据实施例26所述的方法，其中所述室的期望平均温度介于-10℃与10℃之间。

实施例28.根据实施例18到27中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：

通过将所述热管理材料暴露于所述室的高于所述热管理材料的相变温度的环境温度下，将所述热管理材料的相从第一相改变为第二相；以及

通过使用所述室的HVAC系统冷却所述室，将所述热管理材料恢复到所述第一相。

实施例29.根据实施例28所述的方法，其中所述HVAC系统由安置在所述室的内部内的恒温器激活或停用。

实施例30.一种管理托板温度的方法，所述方法包括将一个或多个根据实施例1到17中任一项所述的板定位在所述托板的内部空间中。

实施例31.根据实施例30所述的方法，其中所述一个或多个板定位在所述托板的所述内部空间的底部上，沿着所述托板的所述内部空间的壁和/或在安置在所述托板的所述内部空间中的内含物的顶部上。

实施例32.根据实施例30或实施例31所述的方法，其中所述托板的平均期望温度介于-20℃与30℃之间。

Claims (32)

1.一种热管理板，其包括：

限定内部体积的外表面；

安置在所述内部体积内的相变材料；以及

填充口，所述填充口与所述板的所述内部体积和外部环境流体连通，

其中所述外表面包含前侧、后侧和至少四个拐角；并且

其中所述填充口安置在所述外表面的所述拐角中的一个拐角处。

2.根据权利要求1所述的板，其中：

所述外表面限定在所述板的所述前侧或所述后侧上的中空脊部，所述脊部具有一个长尺寸(d1)和两个短尺寸(d2，d3)以及内部体积；

沿着所述脊部的所述长尺寸(d1)，所述脊部的平均厚度(d2)为所述板整体的平均厚度的1.5到10倍；

所述脊部的所述长尺寸(d1)沿对角线从所述填充口延伸到所述板的与所述填充口相对的拐角；

所述填充口与所述脊部的所述内部体积流体连通；并且

所述填充口的填充方向与所述脊部的所述长尺寸(d1)对准。

3.根据权利要求1所述的板，其中至少97％的所述内部体积被所述相变材料占据。

4.根据权利要求1所述的板，其中所述外表面进一步包括一个或多个突起，所述一个或多个突起从所述板的所述后侧沿正交方向延伸。

5.根据权利要求4所述的板，其中所述一个或多个突起被配置成在所述板的所述后侧与邻近表面之间形成间隙。

6.根据权利要求1所述的板，其中所述外表面进一步包括一个或多个通道，所述一个或多个通道从所述前侧延伸到所述后侧并将所述前侧连接到所述后侧。

7.根据权利要求1所述的板，其中所述板进一步包括帽。

8.根据权利要求7所述的板，其中所述帽是卡扣式帽。

9.根据权利要求7所述的板，其中所述帽的表面与所述外表面对齐，以隐藏所述拐角填充口。

10.根据权利要求1所述的板，其中按所述板的总重量计，所述相变材料以70-90wt.％的量存在。

11.根据权利要求1所述的板，其中所述相变材料的相变温度介于-50℃与150℃之间。

12.根据权利要求1所述的板，其中所述板进一步包括通风机。

13.根据权利要求12所述的板，其中所述通风机定位在从所述板的所述前侧延伸到所述后侧并将所述前侧连接到所述后侧的通道内。

14.根据权利要求13所述的板，其中所述通风机是太阳能供电或热电供电的。

15.根据权利要求1所述的板，其中所述前侧和所述后侧的总长度小于40英寸，并且总宽度小于80英寸。

16.根据权利要求1所述的板，其中所述前侧和所述后侧的总长度介于12英寸与24英寸之间，并且总宽度介于20英寸与40英寸之间。

17.根据权利要求16所述的板，其中所述板的深度小于3英寸。

18.一种管理室温度的方法，所述方法包括：

在所述室中安置一个或多个根据权利要求1所述的板。

19.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括：

定位所述一个或多个板，使得所述一个或多个板的后表面面对所述室的壁；以及

使所述一个或多个板从所述壁悬吊下来。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个板从所述壁上的安装机构悬吊下来。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述安装机构包括平行导轨。

22.根据权利要求18所述的方法，其中多个板安置在所述室中，并且所述多个板以前后朝向定位。

23.根据权利要求18所述的方法，其中多个板安置在所述室中，并且所述多个板以并排朝向定位。

24.根据权利要求18所述的方法，其中所述室是数据中心、电信机房或数据存储室。

25.根据权利要求18所述的方法，其中所述室的期望平均温度介于15℃与30℃之间。

26.根据权利要求18所述的方法，其中所述室是冷藏室或冷冻室。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述室的期望平均温度介于-10℃与10℃之间。

28.根据权利要求18所述的方法，所述方法进一步包括：

通过将所述相变材料暴露于所述室的高于所述相变材料的相变温度的环境温度下，将所述相变材料的相从第一相改变为第二相；以及

通过使用所述室的HVAC系统冷却所述室，将所述相变材料恢复到所述第一相。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述HVAC系统由安置在所述室的内部内的恒温器激活或停用。

30.一种管理托板的温度的方法，所述方法包括：

将一个或多个根据权利要求1所述的板定位在所述托板的内部空间中。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述一个或多个板定位在所述托板的所述内部空间的底部上，沿着所述托板的所述内部空间的壁和/或在安置在所述托板的所述内部空间中的内含物的顶部上。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述托板的平均期望温度介于-20℃与30℃之间。

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