CN115493430A - 带有校准旁路的双程热交换器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于冷却发热基板和/或加热热传递流体的带有校准旁路的双程热交换器。热交换器具有第一外板壁和第二外板壁以及在热交换器的厚度尺寸上位于外板壁之间并且与外板壁间隔开的中间板壁，并且在同一端有入口端口和出口端口。输入流动通路限定在第一外板壁和中间板壁之间，而返回流动通路限定在第二外板壁和中间板壁之间。第一流体流动通路和第二流体流动通路呈U型流动，叠置布置。至少一个旁路开口在输入流动通路和返回流动通路之间延伸通过中间板壁，并构造成允许热传递流体旁路的一部分通过输入流动通路和返回流动通路的一些部分。

Description

带有校准旁路的双程热交换器
技术领域
本公开涉及用于冷却发热基板和/或用于加热热传递流体的热交换器，例如用于均匀冷却沿热交换器的流体流动路径布置的一个或多个发热基板，其中热传递流体在热交换器中两次穿过。
背景技术
由一个或多个平坦冷却板构成的热交换器是已知的，用于冷却车辆用的发热基板。例如，在电动汽车和混合动力汽车中，冷却板用于冷却电池单体和电力电子装置。由这些发热基板产生的热能必须消散以防止它们过热、损坏和/或性能受损。
冷却板通常包括定向成沿着入口端口与出口端口之间的流体流动路径的一个或多个内部流体流动通路。一个或多个发热基板布置成与冷却板的相对的外表面中的一个或两个进行热接触，并且由发热基板产生的热量在热传递流体从入口端口到出口端口循环时被传递到热传递流体中。因此，热传递流体的温度在入口处比在出口处低，结果是，最接近出口端口的发热基板(一个或多个)的温度可能高于最接近入口端口的发热基板(一个或多个)的温度。这种温差的大小是作用于热交换器性能的限制因素。
在热交换器设计中，热传递性能与压降是平衡的。例如，将冷却翅片、湍流器或其他增强装置提供到冷却剂流动通路中可以改善热传递性能，但也可能增加压降。有对如下的双程热交换器的需要，即该双程热交换器在不显著增加热交换器的成本或复杂性的情况下，提供改善热性能和/或减少压降。
发明内容
在一实施例中，热交换器具有沿纵向轴线间隔开的第一端和一个第二端。该热交换器包括第一外板壁；第二外板壁；位于第一外板壁和第二外板壁之间并沿热交换器的厚度尺寸间隔开的中间板壁。
热交换器进一步包括第一流体流动通路，其用于热传递流体在第一外板壁和中间板壁之间流动；以及第二流体流动通路，其用于热传递流体在第二外板壁和中间板壁之间流动。第一流体流动通路和第二流体流动通路沿厚度尺寸彼此叠置布置。
热交换器进一步包括入口端口，其构造成用于将热传递流体输入到第一流体流动通路中；以及出口端口，其构造成将热传递流体从第二流体流动通路排放。入口端口和出口端口两者定位靠近热交换器的第一端，并且沿横向轴线间隔开。
热交换器进一步包括一个或多个歧管开口，歧管开口靠近热交换器的第二端，其中一个或多个歧管开口构造成允许热传递流体靠近第二端在第一流体流动通路和第二流体流动通路之间流动。
热交换器进一步包括至少一个旁路开口，旁路开口在热交换器的第一端和至少一个歧管开口之间延伸通过中间板壁，并且构造成允许热传递流体的一部分旁路通过第一流体流动通路和第二流体流动通路的一些部分。
在一个方面，热交换器进一步包括至少一个冷却区，其中每个冷却区限定在第一流体流动通路和第二流体流动通路之一的内部，并且构造成接收从热交换器外部的一个或多个发热基板通过第一外板壁和第二外板壁之一传递的热量。
在一个方面，至少一个冷却区中的每一个在形状和面积上至少大致对应于发热基板之一。
在一个方面，至少一个冷却区中的每一个冷却区包括一个或多个通道元件，通道元件构造成提供用于从外板壁到热传递流体的热传递的导管、在热传递流体中产生湍流，和/或为第一流体流动通路或第二流体流动通路提供结构支持。
在一个方面，在若干冷却区中的至少一个冷却区中的一个或多个通道元件包括与中间板壁以及第一外板壁和第二外板壁之一接触的波纹式翅片。
在一个方面，若干冷却区中的至少一个冷却区中的一个或多个通道元件包括一个或多个突起，每个突起包括从中间板壁或外板壁之一延伸到流体流动通路之一中的肋或凹窝。
在一个方面，多个冷却区沿着从入口端口延伸到出口端口并且包括第一流体流动通路和第二流体流动通路的连续流体流动路径间隔开。在一个方面，若干冷却区中的每一个冷却区具有上游端和相对的下游端，上游端适于接收沿流体流动路径流动的热传递流体，下游端适于沿流体流动路径排放热传递流体。在一个方面，热交换器进一步包括多个歧管空间，歧管空间包括至少一个中间歧管空间，每个歧管空间被限定在一个冷却区的上游端和一个紧邻的冷却区的下游端之间。在一个方面，至少一个旁路开口位于中间歧管空间之一处。
在一个方面，多个旁路开口位于中间歧管空间中的一个或多个处，并沿横向轴线间隔开。
在一个方面，旁路开口中的一个或多个位于冷却区之一内。
在一个方面，在冷却区中的一个或多个旁路开口被冷却区中的通道元件部分地阻挡，其中通道元件包括波纹式翅片。
在一个方面，旁路开口中的一个或多个定位靠近入口端口和出口端口，以允许存在用于流体从第一流体流动通路流动到第二流体流动通路，而不经过任何冷却区的直接导管。
在一个方面，多个冷却区位于第二流体流动通路中。
在一个方面，第一流体流动通路包括一个或多个通道元件，每个通道元件包括与中间板壁和第一外板壁接触的支承元件。在一个方面，每个支承件具有沿纵向轴线间隔开的相对的两端。
在一个方面，热交换器进一步包括在支承元件中的至少一个的相对两端处的孔，使得支承元件在第一流体流动通路中限定敞开端部式流动通道。
在一个方面，旁路开口中的一个或多个设置在敞开端部式流动通道之一内部，使得流过敞开端部式流动通道的热传递流体的一部分分流到第二流体流动通路。
在一个方面，中间板壁是复合壁结构，包括第一浮凸板和第二浮凸板的基本平坦的中间部分，中间部分面对面地层压在一起。
在一个方面，第一浮凸板和第二浮凸板中的每一个浮凸板的平坦的中间部分由直立的侧壁围绕，侧壁终止在向外延伸的、平面的、周缘的密封凸缘中，凸缘沿着浮凸板的外周边密封到外板壁之一的内表面。
在一个方面，至少一个旁路开口在第一浮凸板和第二浮凸板的平坦中间部分中包括对齐的孔。
在一个方面，第一外板壁和第二外板壁包括基本平坦的板，板平行并且沿热交换器的厚度尺寸间隔开。在一个方面，第一外板壁和第二外板壁比第一浮凸板和第二浮凸板厚。在一个方面，外板壁中的至少一个具有足够平坦的外表面以维持与发热基板的平坦表面的紧密接触。
在一个方面，入口端口和出口端口两者设置在第一外板壁中。
附图说明
现在将参考附图，仅通过举例的方式来描述本发明，附图中：
图1是根据一实施例的热交换器的第一立体图；
图2是图1的热交换器的第二立体图，从相对侧观察；
图3是图1的热交换器的分解图；
图4是第一浮凸板的放大立体图，其如图3相同定向；
图5是第二浮凸板的立体图，其如图3相同定向；
图6是第二浮凸板的相对的立体图，在其平坦的中间部分上布置有多个波纹式翅片；
图7是沿图2的线7-7’截取的纵向截面；
图8是沿图2的线8-8’截取的纵向截面；
图9是沿图2的线9-9’截取的横向截面图；
图10是图1的热交换器的波纹式翅片件的立体图；
图11是根据替代实施例的波纹式翅片件的平面图；
图12是根据另一替代实施例的波纹式翅片件的平面图；
图13是示出修改后的第一浮凸板和第二浮凸板的一些部分的平面图；以及
图14是说明流体穿过本文所公开的热交换器的路线的示意图。
具体实施方式
本文描述的示例性实施例涉及用于将热量从一个或多个发热基板传递到液体热传递流体的热交换器，发热基板位于热交换器外部，液体热传递流体流过热交换器内部的一个或多个流体流动通路。在一些实施例中，本文所述的热交换器可用于冷却一个或多个发热基板，诸如用于电池或混合动力电动车辆的电力电子基板。这些电力电子基板可以包括晶体管、电阻器、电容器、场效应晶体管(FETS)、隔离栅双极晶体管(IGBT)、电力逆变器、直流到直流转换器、直流到交流转换器，或这些的组合。然而，本文所述的热交换器可用于冷却通常车辆或电动车辆中的其他发热基板，诸如电池单元。
在其他实施例中，本文所述的热交换器可用于生成加热的流体流，其中一个或多个发热基板包括一个或多个电加热器。这种流体加热装置可结合到用于通常车辆或电动车辆的主动预热系统中。
就一般结构而言，本文所述的热交换器10包括第一外板壁12和第二外板壁14和中间板壁16，其中中间板壁16夹在外板壁12、14之间并且沿热交换器10的厚度尺寸(z轴)上与之间隔开。第一外板壁12和第二外板壁14具有内部表面和外部表面，其中第一外板壁12和第二外板壁14的内部表面朝向彼此。中间板壁16与外板壁12、14的内表面之间的空间限定用于热传递流体的流动的第一流体流动通路18和第二流体流动通路20，流体流动通路18、20布置成彼此叠置(沿z轴)，如图7和8所示。
热交换器10包括入口端口22和出口端口24，两个端口都定位成靠近热交换器10的第一端26。入口端口22和出口端口24各自与流体流动通路18、20之一流体连通。如图8所示，入口端口22与第一流体流动通路18流体连通，该第一流体流动通路18限定在中间板壁16与第一外板壁12之间。入口端口22构造成将热传递流体输入到第一流体流动通路18中，而第一流体流动通路18构造成直接从入口端口22接收热传递流体。因此，第一流体流动通路18在此也被称为“输入流动通路”。
同样地，如图7所示，出口端口24与第二流体流动通路20流体连通，该第二流体流动通路20限定在中间板壁16与第二外板壁14之间。出口端口24构造成从第二流体流动通路20排放热传递流体。第二流体流动通路20构造成将热传递流体直接返回到出口端口24，并且在此也被称为“回流通路”。
两个流体流动通路18、20都在热交换器10的第一端26和其相对的第二端28之间延伸，第一端26和第二端28沿y轴间隔开。一个或多个歧管开口30设在第二端28处或靠近第二端28，该一个或多个歧管开口30延伸通过或围绕中间板壁16。一个或多个歧管开口30允许热传递流体在热交换器10的第二端28处或附近从输入流动通路18流到返回流动通路20。因此，连续流动路径32(图7和8)限定成从入口端口22到出口端口24，延伸经过输入流动通路18、歧管开口(一个或多个)30和返回流动通路20。
在本实施例中，存在单个歧管开口30，其呈宽度恒定(沿y轴)的槽的形式，并且其长度(沿x轴)延伸横向跨越流体流动通路18、20的基本上整个宽度。然而，一个或多个歧管开口30可以替代地包括可变长度和/或可变宽度的单个开口，或者相同面积或不同面积的多个离散开口，沿热交换器10的横向尺寸间隔开。
因为流体流动路径32从热交换器10的第一端26延伸到第二端28，并且再回到第一端26，所以热传递流体随着从入口端口22到出口端口24循环，有效地沿着热交换器10的长度(y轴)进行了两次传递。因此，热交换器10是"双程"热交换器的示例。
此外，热传递流体在相反的方向上流过流体流动通路18、20，并且因此，流体流动通路18、20呈“U流”布置。在这方面，流动在输入流动通路18中的流体的方向是从第一端26到第二端28，而流动在返回通道20中的流体的方向是从第二端28到第一端26。然而，可以理解的是，流动在每个流体流动通路18、20中的流体的方向可以是相反的，并且端口24和22分别为入口和出口。
在本实施例中，第一外板壁12和第二外板壁14包括基本平坦的板，这些板是平行的，沿z轴间隔开，并且可以具有相同的尺寸和形状。中间板壁16是复合板结构，包括第一浮凸板34和第二浮凸板36的基本平坦的中间部分38、40，中间部分面对面地层压在一起。图4-6中示出了各个浮凸板34、36的放大图。中间部分38、40由直立的侧壁42、44环围，侧壁42、44封围流体流动通路18、20的侧(沿y轴)和端部(沿x轴)。直立的侧壁42、44的顶部沿z轴与中间部分38、40间隔开，并且终止于向外延伸的、平面的、周缘的密封凸缘46、48，这些凸缘46、48沿浮凸板34、36的外周边密封到相应的外板壁12、14的内表面。
在本实施例中，外板壁12、14和浮凸板34、36具有基本相同的外周面积。然而，由于周缘密封凸缘46、48的存在，包括层压中间部分38、40的中间板壁16的面积小于外板壁12、14中每一个的面积。因此，沿热交换器10的侧(y轴)和两端(x轴)，在周缘密封凸缘46、48之间存在间隙50，这些间隙50在流体流动通路18、20外部。
沿热交换器10的相对侧的间隙50中的每一个可以用纵向间隔块52填充，该间隔块52在第一端26和第二端28之间纵向延伸，并具有足够的高度(沿z轴)以接合并基本填充沿热交换器10的侧在周缘密封凸缘46、48之间的间隙50。如图9所示，每个间隔块52具有足够的宽度(沿x轴)以基本填充外板壁12、14(和/或密封凸缘46、48)的外周边缘与浮凸板34、36的直立侧壁42、44之间的横向空间。间隔块52沿热交换器10的边缘提供结构支承，并且也提供用于放置安装孔54的方便区域，安装孔54延伸通过外板壁12、14、密封凸缘46、48和间隔块52。
浮凸板34、36还包括定位在热交换器的第一端26处的浮凸肋35、37。浮凸肋35、37具有顶表面，这些顶表面与浮凸板34、36的平坦中间部分40、42共面，并且这些顶表面如图7所示彼此接合，以在热交换器10的第一端26处提供结构支承。
可以理解的是，并非在所有的实施例中都需要间隔块52和/或浮凸肋35、37，并且在所有的实施例中安装孔54也不一定需要沿热交换器10的边缘。例如，在一些实施例中，流体流动通路18、20的外边缘可更接近于外板壁12、14的外周边缘，使得可以不需要沿热交换器10的外边缘提供额外的支持。
一个或多个发热基板2可以直接安装在外板壁12、14中的一个或两个的外表面上。图中只示出了发热基板2的矩形轮廓。基板2的结构细节为了方便起见已经省略，并且对于热交换器10的描述也是不必要的。如图1所示，热交换器10具有面积基本相等的沿第二外板壁14提供的三个发热基板2。如图2所示，沿第一外板壁12的外表面没有发热基板。然而，发热基板2的数量、尺寸、位置和冷却要求是可变的。例如，在其他实施例中，发热基板2可仅沿第一外板壁12提供，或者一个或多个发热基板2可沿两个外板壁12、14提供。如图1所示，发热基板2沿y轴间隔开。此外，发热基板2沿x轴的宽度与流体流动通路18、20的宽度基本相同。
为了最大化与发热基板2亲密接触，一个或两个外板壁12、14需要相对较高的平整度，至少沿其外表面，并且因此通常比浮凸板34、36厚。外板壁12、14和浮凸板34、36可以包括铝合金并且可以通过钎焊结合在一起。从图7至图9的截面可以看出，外板壁12、14比浮凸板34、36厚。
此外，热交换器10的入口端口和出口端口22、24两者都设置成通过第一外板壁12，并且横向地(沿x轴)彼此间隔开。因此，第二外板壁14没有穿孔和障碍物，以最大化可用与发热基板2热交换的面积。然而，这布置不是必需的。在一些实施例中，外板壁12、14中的每一个可包括端口22、24之一。替代地，两个端口22、24可以设置在第二外板壁14中。
入口端口22和出口端口24设有用于连接到车辆的流体循环系统的导管(未示出)的相应的入口配件56和出口配件58。本实施例中的配件56、58是从第一外板壁12的外表面垂直地(沿z轴)突伸的直管。然而，配件56、58不一定是直的，并且也不一定配件56、58两者都从第一外板壁12突伸，这取决于具体应用。例如，一个或两个端口22、24和一个或两个配件56、58可以替代地设在第二外板壁14中/上。也可以将入口端口22和出口端口24沿热交换器10的边缘提供。例如，入口端口和出口端口22、24两者都可以定位成沿第一端26，并且配件56、58包括从热交换器10的边缘沿y轴突伸的“侧入式”配件。侧入式配件的示例在以下文件中描述，即，共同转让的美国专利号10,475,724，题为“用于双侧冷却的热交换器(HEATEXCHANGERS FOR DUAL-SIDED COOLING)”；以及美国公开号2019/0277578 A1，题为“带有集成电加热元件和多流体流动通路的热交换器(HEAT EXCHANGERS WITH INTEGATEDELECTRICAL HEATING ELEMENTS AND WITH MULTIPLE FLUID FLOW PASSAGES)”，其中每一件都通过参考以其全部内容结合到本文。
在图示的热交换器10中，由于输入流动通路18位于第一外板壁12与中间板壁16之间，因此入口端口22只是由通过第一外板壁12的单个开口限定。然而，由于返回流动通路20位于中间板壁16与相对的第二外板壁14之间，因此出口端口24由多个对齐的开口限定。如图所示，出口端口24由三个对齐的开口限定：在第一外板壁12中(图3)；在第一浮凸板34的周缘凸缘46中(图4)；以及在第二浮凸板36的中间部分40中(图5)。此外，如图5所示，第二浮凸板36中的端口24的开口由带有环形密封面47的凸起浮凸45环绕。如图7所示，凸起的浮凸45具有足够的高度(z轴)使得环形密封面47密封地接合第一浮凸板34的周缘凸缘46，以将出口端口24与第一流体流动通路18密封。
在此描述和示出的热交换器10的结构只是示例性的，并且可以理解的是，其他结构也是可能的。例如，外板壁12、14不是包括平板，而是包括成对浮凸外板的平坦部分，并且单个中间板16封围在浮凸外板之间。这种三层结构的示例在上述美国专利号10,475,724以及以下文件中描述，即，共同转让的美国公开号2021/0025655A1，题为“用于电池热管理的具有内部歧管的三层热交换器(THREE-LAYER HEAT EXCHANGER WITH INTERNAL MANIFOLDFOR BATTERY THERMAL MANAGEMENT)”；以及美国专利号10,601,093，题为“用于电池热管理应用的逆流式热交换器(COUNTER-FLOW HEAT EXCHANGER FOR BATTERY THERMALMANAGEMENT APPLICATIONS)”，其中每一件都通过参考以其全部内容结合到本文。
目前已经描述了热交换器10的一般结构，下文将描述校准的旁路。
一个或多个冷却区60限定成在入口端口22和出口端口24之间沿着连续流体流动路径32。每个冷却区60都限定在第一流体流动通路18和第二流体流动通路20之一中。冷却区60限定特定的区域，在这些区域中，热量可以从热交换器10外部的一个或多个发热基板2传递到热交换器10内部的流过流体流动通路18、20中的一个或两个的热传递流体。
热交换器10包括三个冷却区60，每个冷却区至少大致在形状和面积上对应于三个发热基板2之一，如图7-9所示。因为所有三个发热基板2都与第二外板壁14的外表面热接触，三个冷却区60位于返回流动通路20中，即，在外板壁14和中间板壁16之间。然而，其他实施例可包括与第一外板壁12的外表面热接触的一个或多个发热基板2，在这种情况下，输入流动通路18将限定一个或多个冷却区60。
在热交换器10包括多个冷却区60的情况下，冷却区60沿流体流动路径32间隔开，对应于发热基板2之间的间隔，并且在图6-8中标记为60A、60B和60C。如图6所示，每个冷却区60具有上游端62和相对的下游端64。上游端62适合在热传递流体沿流体流动路径32流动时接纳该热传递流体，而下游端64适合沿流体流动路径32排放该热传递流体。例如，最靠近入口端口22的冷却区60A从入口端口22(经过输入流动通路18和歧管开口30)接收相对冷的热传递流体，并且将其排放到中间的冷却区60B。
最接近出口端口24的冷却区60C从中间冷却区60B接收相对温暖的热传递流体并且将其排放到出口端口24。因此，在热交换器10包括多个呈串联布置的类似冷却区60的情况下，在流体穿过每个连续的冷却区60时，热量加入到流体中，使得热传递流体在沿流体流动路径32从入口端口22流到出口端口24时该热传递流体的温度增加。
流体流动通路18、20中的一个或两个设有在本文和附图中一般被称为“通道元件65”的特征。通道元件65一般占据流体流动通路18、20的至少一部分，在中间板壁16与相应的外板壁12、14之间延伸。每个通道元件65执行一个或多个功能，诸如提供结构支持；提供用于从外板壁12、14到流过流体流动通路18、20的热传递流体的热传递的导管；在热传递流体中产生湍流以增强热传递；提供旁路流动路径；和/或定位其他通道元件，如下文进一步描述。由任何具体的通道元件65执行的具体功能(一个或多个)在某种程度上取决于其结构，以及它沿流动路径32相对于发热基板(一个或多个)2定位在何处。
例如，通道元件65可以包括延伸到流体流动通路18、20中的一个或两个流体流动通路的突起。这些通道元件65可以与板壁12、14、16中的一个或多个一体形成，也可以包括插入到流体流动通路18、20中的片或板。这种突起可以采取凹窝、肋、翅片或湍流器的形式。
在本实施例中，每个冷却区60包括一个或多个通道元件65，其主要功能是将热量从发热基板(一个或多个)2传递到流动路径32，具体是指返回流动通路20内部的热传递流体。
冷却区60中的通道元件65包括一个或多个波纹式翅片件66。每个波纹式翅片件66与中间板壁16以及与第二外板壁14的内表面接触，在返回流动通路20的整个高度(z轴)上延伸，并且为从第二外板壁14的外表面到流过返回流动通路20的热传递流体的热传导提供连续路径。在一些实施例中，每个波纹式翅片件66可以冶金地粘接到第二外板壁14和/或中间板壁16以增强热传递。波纹式翅片(一个或多个)66还通过增加返回流动通路20内部的热传递表面积，以及通过增加热传递流体的湍流来提供增强的热传递。波纹式翅片(一个或多个)66也可以为它们所在处的流体流动通路18、20提供结构支持。
热交换器10构造成在冷却区60的外部纵向边缘(沿x轴)与侧壁42、44在热交换器10的第一端和第二端26、28之间纵向延伸的部分之间最小化旁路流动。这样的旁路流动损害热交换器的性能，因为它对流体提供从入口端口22到出口端口24而不穿过冷却区60的直接路径。在本实施例中，在图9中示出了在第二浮凸板36的侧壁44与冷却区60的波纹式翅片件66的外侧纵向边缘之间的相对狭窄的旁路流动通路68期望的是波纹式翅片件66尽可能靠近侧壁44延伸，以最小化经过通路68的旁路流动。
如图6-8所示，沿流动路径32提供多个歧管空间70。这些歧管空间70允许在每个冷却区60的上游和下游，即在每个冷却区60的上游端62和下游端64处进行流体分配和/或流体混合。歧管空间字母数字地标记为70A、70B、70C和70D，以在它们彼此之间区分。歧管空间70A位于入口端口22与冷却区60A最靠近它的上游端62之间，在此也称为“入口歧管空间”。另一个歧管空间70D位于出口端口24与冷却区60C最靠近它的上的下游端64之间，在此也称为“出口歧管空间”。
热交换器10还可以包括至少一个中间歧管空间70，每个都位于冷却区60的下游端64和紧邻的冷却区60的上游端62之间。。因为热交换器10包括三个冷却区60，所以在本实施例中，有两个中间的歧管空间70B、70C。在带有n个冷却区60的热交换器10中，可以有多达n-1个中间歧管空间70。本实施例中的中间歧管空间70B、70C包括至少大致对应于在相邻的发热基板2之间和/或在相邻的波纹式翅片件66之间的空间的间隙。
热交换器10的歧管空间70对应于其中对热传递流体热传递减少的区域，并且不包括其他通道元件65，或者可以包括通道元件65，其提供的流动阻力比冷却区60中的波纹式翅片件66小。在本实施例中，至少中间歧管空间70B、70C和出口歧管空间70D包括热传递流体可以不受阻碍地流过的基本空的空间。
热交换器10进一步包括至少一个旁路开口72，旁路开口72在输入流动通路18和返回流动通路20之间延伸通过中间板壁16。每个旁路开口72位于第一端26和至少一个歧管开口30之间，以允许热传递流体从相对高压的输入流动通路18到相对低压的返回流动通路20的分流。至少一个旁路开口72构造成允许部分热传递流体的一部分从第一流体流动通路18流到第二流体流动通路20，而不穿过至少一个歧管开口30。热传递流体流过至少一个旁路开口72的部分(一部分或多部分)因此，旁路通过第一流体流动通路18和第二流体流动通路20的部分，并且可部分或完全地旁路通过冷却区60中的一个或多个。在这方面，热传递流体流过旁路开口72中的任何一个开口的一部分旁路通过输入流动通路18位于旁路开口72和至少一个歧管开口30之间的部分，也旁路通过返回流动通路20位于旁路开口72和至少一个歧管开口30之间的部分，包括任何冷却区60位于旁路开口72和至少一个歧管开口30之间的部分。
在大多数情况下，流过旁路开口72的热传递流体相对冷，并且注入到返回流动通路20的其中热传递流体的温度更高的一区域中。旁路开口72的位置和面积可以选择成以将相对冷的热传递流体递送到返回流动通路20的较热区域中，以改善返回流动通路20中，以及整个第二外板壁14和发热基板2的外表面的温度均匀性。通常地，提供旁路流动通过开口72可降低通过热交换器10的整体压降，因为流体中的一些通常旁路通过一个或多个冷却区60的至少一部分。由于由波纹式翅片件66的存在导致的流动限制的缘故，这些冷却区60的压降相对高。
这些旁路开口72中的至少一些在第一浮凸板34和第二浮凸板36的平坦中间部分38、40中包括对齐的孔74、76。旁路开口72中的至少一个的位置与歧管空间70的位置重合，使得歧管空间70中的一个或多个通过一个或多个旁路开口72与输入流动通路18直接流体连通。在一些实施例中，多个歧管空间70通过一个或多个旁路开口72与输入流动通路18直接流体连通。在一些实施例中，相邻冷却区60之间的中间歧管空间70B、70C中的每一个都通过一个或多个旁路开口72与输入流动通路18直接流体连通。
在本实施例中，中间歧管空间70B、70C中的每一个通过以横向行(沿x轴)布置的多个间隔开的旁路开口72与输入流动通路18直接流体连通。旁路开口72的每一行的位置对应于中间歧管空间70B、70C之一的位置。在中间歧管空间处的旁路开口72中的大部分由对齐的圆形孔74、76来限定。然而，圆形旁路开口72中的一些或全部可以由细长的横向槽取代。
在通道元件65包括一个或多个波纹式翅片件66的情况下，如在本实施例中，热交换器10可包括一个或多个定位元件78。定位元件78的主要功能是确保波纹式翅片件66A、66B、66C在返回流动通路20内以及相对于发热基板2的正确位置。这些定位元件78是如上所述的通道元件65的进一步示例。每个定位元件78在冷却区60的上游端62或下游端64处延伸到返回流动通路20中，以邻抵波纹式翅片件66的上游边缘或下游边缘。至少一个定位元件78可以设在每个冷却区60的上游端62和下游端64中每一个处。在图示的实施例中，每个定位元件78从中间板16(具体是第二浮凸板36的中间部分40)延伸，并且包括局部变形，诸如肋或凹窝。位于中间歧管空间70B、70C处的定位元件78可以在纵向尺寸(y轴)上伸长，以邻抵两个相邻的波纹式翅片件66。
定位元件78可以选择性地包括孔80。例如，在本实施例中，定位元件78包括纵向延伸的肋，并且在其两端处设有孔80。在一些实施例中，定位元件78的孔80可以与第一浮凸板34中的孔74或其他开口对齐以提供附加的旁路开口72，如下文所述。替代地，一些定位元件78没有与第一浮凸板34中的孔74对齐，并且没有旁路功能。例如，在本实施例中，在冷却区60C的下游端64处最靠近出口端口22的定位元件78没有与在第一浮凸板34中的孔74对齐，在冷却区60A的上游端72处的两个定位元件78也没有对齐。
如图4和7-9所示，输入流动通路18包括呈一个或多个支承元件82形式的通道元件65。这些支承部件82包括多个细长的纵向延伸的肋，标记为82A、82B、82C。每个支承元件82在输入流动通路18的整个高度(沿z轴)上延伸，并且接触中间板壁16和第一外板壁12。在热交换器10中，支承元件82的主要功能是为输入流动通路18提供结构支承。然而，在一个或多个发热基板2沿第一外板壁12的外表面设置的实施例中，这些支承元件82也可以增强从发热基板2到流过输入流动通路18的热传递流体的热传递。在这样的实施例中，输入流动通路18由支承元件82占据的部分将限定一个或多个附加的冷却区60。
虽然流动通路18、20中的每一个只提供一种类型的通道元件65以增强热传递，即在输入流动通路18中的支承元件82和在返回流动通路20中的波纹式翅片件66，但这不是必须的。相反，流动通路18、20中的任一个或两个可包括两种或多种不同类型的通道元件65以增强热传递，这取决于沿第一外板壁12和第二外板壁14定位的发热基板2的冷却要求。例如，可以在流动通路18、20中的任一个或两个中提供波纹式翅片件66和支承元件82的组合。
支承元件82中的一个或多个可包括孔84以允许流体流过支承元件82。例如，本实施例中的每个支承元件82都具有纵向地间隔开(沿y轴)的相对的两端，并且在相对的两端处设有孔84。因此，流量通过输入流动通路18的一些穿过支承元件82中的每一个，进入靠近入口端口22的孔84并且离开靠近歧管开口30的孔84。因此，本实施例中的每个支承元件82都限定位于输入流动通路18内的敞开端部式流动通道86。
在中间板壁16的层压结构中，支承元件82形成在第一浮凸板34的平坦中间部分38中。因此，如图9所示，每个中间板壁16限定多个封围的流动通道86。每个流动通道86都具有顶壁和侧壁和底壁，顶壁和侧壁由在第一浮凸板34的平坦中间部分38中的支承元件82限定，底壁由第二浮凸板36的平坦中间部分40限定。
旁路开口72中的一个或多个可以设置在封围的流动通道86内部，使得热传递流体流过相对高压的流动通道86的一部分流入到相对低压的返回流动通路20中。在本实施例的层压中间板壁16中，这些旁路开口72包括与封围的流动通道86的内部对齐的第二浮凸板36的孔76和/或80。这在图7-9中示出。如上述的旁路开口72，在封围的流动通道86内部的每个旁路开口72的位置可对应于歧管空间70的位置，以提供从输入流动通路18到歧管空间70中的一个或多个的额外的旁路流动。在图示的实施例中，这些封围的流动通道86中的每一个包括沿其长度方向的两个旁路开口72，每个旁路开口包括定位在支承元件的流动通道86内部的孔76或80，并且与中间歧管空间70B、70C中的一个直接连通。
旁路开口72的存在对入口端口22和出口端口24之间的总压降有影响。在这方面，与输入流动通路18相比，由于在冷却区60中存在波纹式翅片件66和/或其他通道元件65，流过返回流动通路20的流动阻力更大。由波纹式翅片件66造成的流动阻力在入口端口18和出口端口20之间的总压降中占了大的比例，在某些情况下大于50％。因此，与缺少旁路开口72的相同热交换器相比，允许热传递流体的一部分旁路通过一个或多个冷却区60将带来通过热交换器10的总压降的减少。通过热交换器10的总压降随着通过旁路开口72的流体流量的增加而减少。总压降的减少可以是显著的，并且允许人们在一个或多个冷却区60中增加波纹式翅片件66或其他通道元件65的密度/性能，以降低发热基板2的温度。出于平衡压降和/或温度的原因，可以期望的是在不同的冷却区60中提供不同密度和/或性能的波纹式翅片件66。然而，出于可制造性的原因，可以更期望的是在不同的冷却区60中提供相同的波纹式翅片件66。
同样，提供旁路开口72以允许流体在一个或多个冷却区60处流动在输入流动通路18和返回流动通路20之间，允许对发热基板2温度平衡，如下文所述。与缺少旁路开口72的相同热交换器相比，在本实施例的热交换器10中的最靠近出口端口24的冷却区60相对较冷。通过校准旁路通过一个或多个冷却区36而流过各种旁路开口72的流体的多少，可以减少位于冷却板10不同区域中的发热基板2之间的温差。在本实施例中，这意味着与缺少旁路开口72的同等热交换器相比，在冷却区60A的顶部上最靠近入口端口22(沿流动路径32)的发热基板2将相对较热，而在冷却区60C顶部上最靠近出口端口24的发热基板2将相对较冷。理论上，旁路开口72存在与否不影响放入到冷却剂流中的能量，并且无论旁路开口72存在与否，冷却剂出口温度基本相同。
因此，通过校准流过相应冷却区60和旁路开口72的热传递流体的体积，可以最小化最靠近入口端口22的发热基板2和最靠近出口端口24的发热基板2之间的温差，因此提高热交换器10在给定压降下的性能。这种校准通过控制旁路开口72的数量、面积和位置进行。在这方面，附图示出，在冷却区60C上游最靠近出口端口24处对中间歧管空间70C提供旁路流动的成行旁路开口72的面积略微小于对中间歧管空间70B提供旁路流动的旁路开口72。这种校准可减少进入到紧邻于出口端口24的冷却区60C中的旁路流动，例如，在该处冷却区60C的热输入低于其他冷却区60A、60B中的一个或多个，和/或最靠近出口端口24的发热基板2能够承受比其他一个或多个发热基板2更高的温度。
从上文讨论中可以清楚的是，旁路开口72对流体温度和压降有影响。还可以看到，校准在热交换器10中的旁路流动的数量以及位置，和/或调节通道元件65的性能，允许人们降低发热基板2的最高温度，以及减少定位在热交换器10的不同区域上的发热基板2之间的温差。
在热交换器设计中，热传递性能与压降是平衡的。随着合理设计的热传递表面变得更高效，工作流体的压降也会增加。出于耐用性、性能均匀性等原因，通常偏好于将所有冷却区(以及对应的发热基板)保持为处在或大约相同的温度。在此描述的实施例允许对热交换器10的设计调整，使设计者有能力通过减少流过冷却区60的热传递流体的有效的量来调节冷却区60中的温度和流率以在统一的温度下或接近统一的温度运行，而在这种类型的常规冷却板中，冷却区60处于较低温度。经过特定冷却区60的流量的这种减少是通过提供一些流体经过一个或多个旁路开口72的低压降旁路来实现的。这降低针对特定冷却区60的压降和热交换器10的整体压降。随后可以通过改变通道元件65的设计，通过增加它们的热传递性能和它们的压降，来提高整个热交换器10的性能。因此，热交换器10的性能可以提高，而总压降保持与没有校准旁路的类似冷却板的总压降大致相同。
图10中孤立地示出了波纹式翅片件66的示例。每个波纹式翅片件66包括多个波纹，包括沿y轴纵向延伸的间隔侧壁88，并具有沿z轴限定的高度。相邻的侧壁88由适合与中间板壁16和外板壁12、14之一直接接触的顶壁和底壁90、92结合，并且中间板壁16和外板壁12、14之一可以用冶金方法粘合至侧壁88。在侧壁88之间是多个流体流动通道94。。流体流动通道94的侧由侧壁88限定，并且流体流动通道94的顶部和底部由波纹式翅片件66的顶壁和底壁90、92，以及中间板壁16或者外板壁12、14之一来限定。流体流动通道94的两端在冷却区60的上游端和下游端62、64处敞开。
图中所示的波纹式翅片件66在平面图中具有波浪形状，以最大程度地增加热传递表面积，并且在热传递流体中提供湍流。然而，该特定类型的波纹式翅片件66并不是必需的。在这方面，侧壁88可以是平坦的，可以是无孔的或者设有孔或百叶，侧壁88可以通过偏置部分中断；并且顶壁和底壁90、92可以是圆的或平坦的。例如，波纹式翅片件66可以包括偏离或倾斜的条带翅片，其示例在美国专利号Re,35,890(So)和美国专利号6,273,183(So等人)中描述。So和So等人的专利通过引用整体结合到本文。为了简化制造，所有的波纹式翅片件66在波纹的布置、形状和间隔方面都可以是相同的。在上文的温度平衡和压降的讨论中，提到通道元件65的密度/性能可以提高。在通道元件65包括波纹式翅片件66的情况下，可以通过减少侧壁88之间的间隔来提高性能，由此增加翅片件66的密度。增加翅片件66的密度也会增加其压降。
一些实施例不需要定位元件78，或可能需要较少的定位元件78。在这样的实施例中，波纹式翅片件66相对于彼此和发热基板2的正确定位可以通过在这些波纹式翅片件66之间提供连接来至少部分地确保。例如，如图11所示，波纹式翅片件66可以由较大的(例如较长的)翅片件96形成，并且通过冲压或相似的方式去除限定中间歧管空间70B、70C的部分以提供切口98。切口98没有延伸跨越较大的翅片件96的整个横向宽度，使得一个或多个狭窄的连接部分100保持在相邻的波纹式翅片件66之间。图示的示例包括在相邻的波纹式翅片件66之间的两个连接部分100，连接部分100定位成沿着较大的翅片件96的相对边缘。然而，一个或多个连接部分100可以定位在跨越片件96的宽度的任何位置处。
尽管图11中所示的较大的翅片件96包括切口98，但不需要在所有的实施例中都这样做。例如，如图12所示，可以完全消除一个或多个切口98，并且提供连续的翅片件96，其跨越两个或多个冷却区60，并且跨越它们之间的歧管空间70(用虚线表示)。在图12中，单个翅片件96没有切口98，并且无间断地连续延伸跨越所有冷却区60A、60B、60C和中间歧管空间70B、70C。这样的实施例完全消除了涉及形成切口98的制造步骤(一步或多步)。
通过允许翅片件96的波纹延伸跨越歧管空间70，在该歧管空间70中提供的任何旁路开口72将只与翅片件的与旁路开口72直接流动连通的那些流体流动通道94进行直接流体连通，即，具有其中限定旁路开口72的顶壁或底壁90、92的。这样的旁路开口72比起与敞开的歧管空间70连通的相同的旁路开口72将产生较少的旁路流动，然而，这可以通过增加在给定歧管空间70中的旁路开口72的数量和/或面积来至少部分补偿。替代地，连续翅片件96可以在其侧壁88中设有孔或百叶，或者如上所述，侧壁88可以通过偏置部分中断，在这种情况下将会有越过与旁路开口72直接流动连通的流体流动通道94的旁路流动的一些横向分布(沿x轴)。提供如图12所示的连续的翅片件96在一些实施例中可能是有利的，因为它可以简化制造并降低成本。
同样，不是将旁路开口72只定位在歧管空间70处，而是可以将一个或多个旁路开口72定位在具有波纹式翅片件66的任何一个或多个冷却区60内。如上所述，这样的旁路开口72将会比定位在歧管空间70处的旁路开口产生更少的旁路流动，因为开口72将由翅片件66部分地阻挡。然而，在冷却区60内放置旁路开口72可用于将热传递流体针对性地递送到在冷却区60内的局部热点。例如，图4和图5示出了另外的旁路开口72'如何定位在对应于图6的冷却区60C的区域中，该另外的旁路开口72'在第一浮凸板和第二浮凸板34、36中包括对齐的开口74'和76'(用虚线表示)。在冷却区60内结合另外的旁路开口72'允许将少量的冷的热传递流体针对性地递送到发热基板2之一的冷却区60的作为局部"热点"的区域。
图13进一步说明了使用旁路开口来提供热点的定制冷却，并且根据本说明的控制热交换器的整体压降。在这方面，图13说明了第一浮凸板和第二浮凸板34、36的部分，除了下文提到的以外，基本上与图4和5所示的相同。
在图13中，虚线被用来示出发热基板2、冷却区60和最靠近出口端口24的波纹式翅片件66的大致轮廓。发热基板2的热点102的位置还在图13中用虚线指示，并且热点102代表相对高发热的局部区域。这个区域可以对应于包括一个或多个计算机芯片的发热部件的位置。
定位成在热点102紧邻的上游并且在冷却区60内的是穿过板36的开口76'。当第一浮凸板34叠置在第二浮凸板36顶上以形成中间板壁16时，板36的开口76'与第一浮凸板34的中间支承元件82的底侧对齐，并且与在支承元件82的端部处的孔84对齐。这个区域在图13中标记为开口74'。因此，当两块浮凸板36叠置时，开口74'和76'对齐以形成旁路开口72'，允许冷的热传递流体从输入流动通路18递送到冷却区60，在热点102紧邻的上游。开口72'、76'有足够的宽度，可以递送冷却流体跨越热点102的整个宽度，并且开口76'为此目的具有横向伸长的卵圆形。
除了在冷却区60内具有旁路开口72'外，图13的浮凸板34、36还包括开口74”和76”，它们对齐形成旁路开口72”。旁路开口72”的主要或唯一目的是控制或减少其中板34、36结合的热交换器的总压降。
在这方面，第一浮凸板34包括位于入口端口22和出口端口24附近的开口72”，入口端口的位置以虚线示出。第二浮凸板36包括同样位于入口端口22和出口端口24附近的开口76”。开口76”由位于冷却区60下游端处的定位元件78的孔80提供。然而，这不是必需的，并且开口76”可以简单地包括穿过第二浮凸板36的孔，类似于开口74”。
板34、36的开口74”和76”对齐，以形成旁路开口72”。该旁路开口72”位于入口端口和出口端口72”附近，并且在任何冷却区60外部。旁路开口72”因此对热传递流体从输入流动通路18流到返回流动通路20提供直接导管，而不需要经过任何冷却区60。因为流过旁路开口72”的流体基本上从入口端口22直接穿过到出口端口24，所以它将从任何发热基板2中吸收很少热量或不吸收热量。然而，通过减少流过热交换器的流体的量，旁路开口72”的存在将减少热交换器的整体压降，即入口端口22和出口端口24之间的压降。在一些实施例中，将不需要旁路开口72”。然而，当平衡热交换器的热性能和压降时，包括旁路开口72”可以是有用的。此外，可以通过改变旁路开口72”的尺寸来控制压降的程度，其中增加旁路开口72”的尺寸将增加旁路流动并减少整体压降。
图14和下文的讨论展示了如何用本文所述的热交换器来实现若干发热基板的温度平衡。图14是流程图，示出了引导通过如本文所述的热交换器的流体，并且示出了第一外板壁12和第二外板壁14、中间板壁16、输入流动通路18、返回流动通路20、入口端口22、出口端口24、歧管开口30、冷却区60和旁路开口72的位置。图14的热交换器具有由图14中的"n"个通道元件限定的"n"个冷却区，每个通道元件由矩形框表示。可以理解的是，通道元件可以是本文所述的任何通道元件65。
与每个冷却区/通道元件关联的是发热基板，即总共有"n"个发热基板。在图14中没有明确示出发热基板，然而，在图14中示出了"n"个发热基板中的每一个的温度"T*"，由发热基板中的每一个增加的热负荷"Q"。
字母"m"用于表示通过热交换器的流体流率，而字母"T"(不带星号)用于表示热交换器内的流体温度。此外，在图14中的"之"字形箭头代表了在发热基板和热交换器内部的热传递流体之间的热阻。
可以看到，在入口端口22和出口端口24两者处的流体流率都是"m"，即进入和离开热交换器的流体的量相同。入口端口22处的流体温度为T0，并且出口处的温度为Tn，其中Tn>T0。
通过旁路开口72的流体流率由mA和mB表示。旁路开口72分流了流体流动中的一部分，并且因此通过这些通道元件中的每一个的流体流率可以如以下方式计算：
m1＝m
m2＝m1–mA
m3＝m2–mB
热交换器内的热传递流体的温度可以如以下方式计算，其中Cp是热传递流体的比热：
T1＝T0+Q1/(m1 Cp)
T2＝T1+Q2/(m2 Cp)
T3＝T2+Q3/(m3 Cp)
Tn＝Tn-1+Qn/(m1 Cp)
Tn-1＝{[Tn-2+Qn-1/(m2 Cp)][m2]+mA T1}/m1
Tn-2＝{[Tn-3+Qn-2/(m3 Cp)][m3]+mB T2}/m2
例如，水的恒定Cp约为4200J/kg/K，而对于50/50乙二醇/水约为3600J/kg/K。
热交换器内的发热基板热传递液体的温度可以如以下方式计算：
Tn *＝Qn x热阻的函数(1/K,L,1/A,1/h,1/A表面,等)+(Tn+Tn-1)/2
变量mA和mB可以随后优化，以最小化发热基板的温度Tn *差异。如上所述，通过旁路开口72的流体的分流也减少了热交换器的整体压降。
尽管在本披露中描述了某些实施例，但其并不局限于此。相反，本公开包括可能落入下文的权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种具有沿纵向轴线间隔开的第一端和第二端的热交换器，所述热交换器包括：
第一外板壁；
第二外板壁；
中间板壁，所述中间板壁位于所述第一外板壁和第二外板壁之间，并沿所述热交换器的厚度尺寸与所述第一外板壁和第二外板壁间隔开；
第一流体流动通路，所述第一流体流动通路用于热传递流体在所述第一外板壁和所述中间板壁之间流动；
第二流体流动通路，所述第二流体流动通路用于热传递流体在所述第二外板壁和所述中间板壁之间流动，其中所述第一流体流动通路和所述第二流体流动通路布置成沿所述厚度尺寸彼此叠置；
入口端口，所述入口端口构造成用于将热传递流体输入到所述第一流体流动通路中；
出口端口，所述出口端口构造成用于将热传递流体从所述第二流体流动通路排放，其中所述入口端口和所述出口端口两者定位成靠近所述热交换器的第一端，并且沿横向轴线间隔开；
一个或多个歧管开口，所述歧管开口靠近热交换器的第二端，其中一个或多个所述歧管开口构造成允许热传递流体靠近所述第二端在所述第一流体流动通路和所述第二流体流动通路之间流动；以及
至少一个旁路开口，所述旁路开口在所述热交换器的第一端和至少一个所述歧管开口之间延伸通过所述中间板壁，并且构造成允许热传递流体的一部分旁路通过所述第一流体流动通路和所述第二流体流动通路的一些部分。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，还包括：至少一个冷却区，其中每个所述冷却区限定在所述第一流体流动通路和所述第二流体流动通路之一的内部，并且构造成接收从所述热交换器外部的一个或多个发热基板通过所述第一外板壁和所述第二外板壁之一传递的热量。
3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，至少一个所述冷却区中的每一个冷却区在形状和面积上至少大致对应于所述发热基板之一。
4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，至少一个所述冷却区中的每一个冷却区包括一个或多个通道元件，所述通道元件构造成提供用于从外板壁到热传递流体的热传递的导管、在所述热传递流体中产生湍流，和/或为所述第一流体流动通路或所述第二流体流动通路提供结构支持。
5.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，在若干所述冷却区中的至少一个冷却区中的一个或多个所述通道元件包括与所述中间板壁以及所述第一外板壁和所述第二外板壁之一接触的波纹式翅片。
6.根据权利要求4所述的热交换器，其特征在于，若干所述冷却区中的至少一个冷却区中的一个或多个所述通道元件包括一个或多个突起，每个所述突起包括从所述中间板壁或外板壁之一延伸到流体流动通路之一中的肋或凹窝。
7.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，多个所述冷却区沿着从所述入口端口延伸到所述出口端口并且包括所述第一流体流动通路和所述第二流体流动通路的连续流体流动路径间隔开；
其中，若干所述冷却区中的每一个冷却区具有上游端和相对的下游端，所述上游端适于接收沿所述流体流动路径流动的热传递流体，所述下游端适于沿所述流体流动路径排放热传递流体；
其中，所述热交换器进一步包括多个歧管空间，所述歧管空间包括至少一个中间歧管空间，每个所述歧管空间被限定在一个所述冷却区的上游端和一个紧邻的冷却区的下游端之间；以及
其中，至少一个所述旁路开口位于所述中间歧管空间之一处。
8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，包括多个所述旁路开口，所述多个所述旁路开口位于所述中间歧管空间中的一个或多个处，并沿横向轴线间隔开。
9.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述旁路开口中的一个或多个位于所述冷却区之一内。
10.根据权利要求9所述的热交换器，其特征在于，在所述冷却区中的一个或多个所述旁路开口被所述冷却区中的通道元件部分地阻挡，其中所述通道元件包括波纹式翅片。
11.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述旁路开口中的一个或多个定位靠近所述入口端口和所述出口端口，以允许存在用于流体从所述第一流体流动通路流动到所述第二流体流动通路，而不经过任何冷却区的直接导管。
12.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述多个冷却区位于所述第二流体流动通路中。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其特征在于，所述第一流体流动通路包括一个或多个通道元件，每个所述通道元件包括与所述中间板壁和所述第一外板壁接触的支承元件；
其中，每个所述支承元件具有沿纵向轴线间隔开的相对的两端。
14.根据权利要求13所述的热交换器，其特征在于，还包括：孔，所述孔在所述支承元件中的至少一个的相对两端处，使得所述支承元件在所述第一流体流动通路中限定敞开端部式流动通道。
15.根据权利要求14所述的热交换器，其特征在于，所述旁路开口中的一个或多个设置在所述敞开端部式流动通道之一内部，使得流过所述敞开端部式流动通道的热传递流体的一部分分流到所述第二流体流动通路。
16.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述中间板壁是复合壁结构，包括第一浮凸板和第二浮凸板的基本平坦的中间部分，所述中间部分面对面地层压在一起。
17.根据权利要求16所述的热交换器，其特征在于，所述第一浮凸板和所述第二浮凸板中的每一个浮凸板的平坦的中间部分由直立的侧壁围绕，所述侧壁终止在向外延伸的、平面的、周缘的密封凸缘中，所述凸缘沿着所述浮凸板的外周边密封到所述外板壁之一的内表面。
18.根据权利要求17所述的热交换器，其特征在于，至少一个所述旁路开口在所述第一浮凸板和所述第二浮凸板的平坦中间部分中包括对齐的孔。
19.根据权利要求17所述的热交换器，其特征在于，所述第一外板壁和所述第二外板壁包括基本平坦的板，所述板平行并且沿所述热交换器的厚度尺寸间隔开；
其中，所述第一外板壁和所述第二外板壁比所述第一浮凸板和所述第二浮凸板厚；以及
其中，所述外板壁中的至少一个具有足够平坦的外表面以维持与发热基板的平坦表面的紧密接触。
20.根据权利要求19所述的热交换器，其特征在于，所述入口端口和所述出口端口两者设置在所述第一外板壁中。
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