CN116034635A - 带中间室的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的冷却系统。所述冷却系统包括限定流体室的壳体，并且所述壳体包括蒸发表面，所述蒸发表面被配置成与所述流体室内的液体流体以及与耦接到所述壳体的电子部件热连通，其中所述蒸发表面被配置成将热能从所述电子部件传递到所述液体流体，使得所述液体流体在所述流体室内转变为蒸气流体，并且所述壳体包括冷凝表面，所述冷凝表面被配置成从所述蒸气流体吸收热能，使得所述蒸气流体在所述流体室内冷凝成所述液体流体。所述冷却系统还包括耦接到所述壳体的外表面的排热系统，其中所述排热系统被配置成从所述冷凝表面吸收热能。

Description

带中间室的冷却系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年8月11日提交的名称为“HEAT SINK WITH INTERMEDIATECHAMBER”的美国临时专利申请号63/064,311的优先权和权益，该美国临时专利申请出于所有目的据此以引用方式全文并入。

背景技术

此部分旨在向读者介绍可与下文描述的本公开的各个方面相关的技术的各个方面。此论述被认为有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各个方面。因此，应理解，应鉴于此来阅读这些陈述，而不是作为对现有技术的认可。

产生热量的电子器件可使用多种流体(诸如空气、制冷剂、水和乙二醇)中的任一种例如结合多种热交换器(例如，盘管、壳管、圆形管板翅片、微通道、散热器、热管和/或翅片式热交换器)来冷却。除了其它因素(诸如成本、热交换器尺寸和效率)之外，热交换器设计可基于待移除的热量的量。散热器是与小型电子部件一起利用的常见类型的热交换器，因为散热器可具有相对紧凑的设计和低成本。许多散热器利用翅片来进行对流冷却。然而，通常用于形成散热器的金属材料可能不具有足够的导热性能以实现热扩散，同时使得电子部件能够以期望的效率水平操作。

用于冷却电子器件的其它热交换器解决方案包括热管，这些热管引导冷却流体流穿过经由传导实现从电子部件的热扩散的管或管道。通常，冷却流体通过毛细管效应流过管或管道，毛细管效应可以由热管的内表面上的吸液芯结构生成。然而，热管解决方案可能由于作用在冷却流体上的摩擦力和剪切力而受到限制，这可能会减少由热管从电子部件移除的热量的量。

发明内容

下文阐述对本文所公开的某些实施例的概括。应当理解，所呈现的这些方面仅用于向读者提供这些实施例的简要概括，并且这些方面不旨在限制本公开的范围。事实上，本公开可以涵盖下文可能未阐述的各个方面。

在一个实施例中，一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的冷却系统包括限定流体室的壳体，并且该壳体包括蒸发表面，该蒸发表面被配置成与该流体室内的液体流体以及与耦接到该壳体的电子部件热连通，其中该蒸发表面被配置成将热能从该电子部件传递到该液体流体，使得该液体流体在该流体室内转变为蒸气流体，并且该壳体包括冷凝表面，该冷凝表面被配置成从该蒸气流体吸收热能，使得该蒸气流体在该流体室内冷凝成该液体流体。该冷却系统还包括耦接到该壳体的外表面的排热系统，其中该排热系统被配置成从该冷凝表面吸收热能。

在另一个实施例中，一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的冷却系统包括排热系统和壳体，该壳体限定被配置成在其中容纳流体的流体室。该壳体包括第一表面和第二表面，该第一表面被配置成与耦接到该壳体的电子部件热连通，其中该第一表面被配置成将热能从该电子部件传递到该流体以使该流体在该壳体内汽化，该第二表面与该排热系统热连通，其中该第二表面被配置成将热能从该流体传递到该排热系统以使该流体在该壳体内冷凝。

在另外的实施例中，一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统包括被配置成在该HVAC&R系统的操作期间生成热量的电子部件和耦接到该电子部件的冷却系统。该冷却系统包括壳体以及挡板，该壳体限定：被配置成容纳液体流体的流体室；该壳体的蒸发表面，该蒸发表面与该电子部件热连通，其中该蒸发表面被配置成将热能从该电子部件传递到该流体室中的该液体流体，以使该液体流体汽化成蒸气流体；该壳体的冷凝表面，该冷凝表面被配置成与该冷却系统的排热系统热连通，其中该冷凝表面被配置成将热能从该蒸气流体传递到该排热系统，以使该蒸气流体冷凝成该液体流体，该挡板设置在该壳体内并且被配置成将该蒸气流体从该蒸发表面引导朝向该冷凝表面。

附图说明

在阅读以下详细描述并且参考附图之后可以更好地理解本公开的各个方面，在附图中：

图1是根据本公开的一方面的在商业环境中可利用加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的建筑物的实施例的透视图；

图2是根据本公开的一方面的蒸气压缩系统实施例的透视图；

图3是根据本公开的一方面的蒸气压缩系统的实施例的示意图；

图4是根据本公开的一方面的蒸气压缩系统的实施例的示意图；

图5是根据本公开的一方面的带有中间流体室的冷却系统的实施例的示意性透视图；

图6是根据本公开的一方面的带有中间流体室的冷却系统的实施例的示意性横截面侧视图；

图7是根据本公开的各方面的冷却系统的实施例的示意图，该冷却系统包括被配置成冷却电子部件的制冷回路；

图8是根据本公开的一方面的热交换器的实施例的透视图，该热交换器被配置成冷却电子部件；

图9是根据本公开的一方面的热交换器的实施例的透视图，该热交换器耦接到电子部件并且被配置成冷却该电子部件；

图10是根据本公开的一方面的冷却系统的实施例的示意图，该冷却系统包括被配置成冷却耦接到电子部件的中间流体室的制冷回路；并且

图11是根据本公开的一方面的冷却系统的实施例的示意图，该冷却系统包括被配置成冷却耦接到电子部件的热管的制冷回路。

具体实施方式

以下将描述本公开的一个或多个具体实施例。这些所描述实施例是当前公开的技术的实例。另外，在努力提供这些实施例的简洁描述的过程中，说明书中可能未描述实际实施方案的某些特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，要制定大量实施方案特定的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守与系统相关和与商业相关的约束条件，这些约束条件可能根据实施方案的不同而不同。此外，应了解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的普通技术人员来说不过是设计、制造和生产的例行任务。

在介绍本公开的各种实施例的元件时，冠词“一(a/an)”和“所述(该)”旨在意味着存在一个或多个所述元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在为包含性的且意味着可存在除所列元件之外的额外元件。另外，应理解，对本公开的“一个实施例”或“实施例”的参考并非旨在解释为排除同样并入有所叙述特征的额外实施例的存在。

加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统可用于对建筑物、住宅或其它合适结构内的空间进行热调节。例如，HVAC&R系统可包括蒸气压缩系统，该蒸气压缩系统在传热流体(诸如制冷剂)与待调节流体(诸如空气或水)之间传递热能。蒸气压缩系统可包含冷凝器和蒸发器，该冷凝器和蒸发器经由导管彼此流体耦接。压缩机可用于使流体循环通过导管，并且从而实现冷凝器与蒸发器之间的热能传递。

在许多情况下，HVAC&R系统的压缩机可由电机驱动。电机可通信地耦接到控制系统，该控制系统可包括变速驱动器(VSD)。每个VSD可包括可产生相对高的热通量(例如，1兆瓦每平方米(MW/m²))的多个电子部件，诸如印刷电路板。为了有效地操作这些电子部件，可利用冷却系统来移除来自于电子部件并且由其生成的热量以避免电子部件过热。典型的冷却系统包括液冷式和风冷式配置，它们分别经由液体流和空气流从电子部件排出热量。例如，液冷式冷却系统可包括使流体循环通过与电子部件热连通的管的热管。风冷式冷却系统可包括迫使空气流穿过电子部件的表面的风扇和/或附接到电子部件的散热器。因此，不同的冷却系统可用于冷却VSD内的单独的电子部件。遗憾的是，常规的冷却系统具有与尺寸、冷却能力和/或成本相关的缺点。

本公开的实施例涉及改进的冷却系统，该冷却系统包括流体室和排热系统(例如，散热器)，诸如翅片。例如，改进的冷却系统可包括耦接到电子部件的流体室，该流体室使电子部件与设置在流体室中的流体(例如，HVAC&R系统的制冷剂、专用或隔离的制冷剂、水等)热连通。另外，排热系统可以与流体热连通以冷却流体。在某些实施例中，排热系统(例如，散热器)可包括耦接到流体室的一部分的翅片，以使流体与流体室外部(例如，翅片周围)的空气或其它流体流热连通。在一些实施例中，可迫使空气流过翅片(例如，经由风扇)以促进流体的冷却并因此增加由冷却系统的流体提供的冷却量。流体室可包括蒸发表面(例如，其与电子部件热连通)和冷凝表面(例如，其与翅片热连通)。这样，流体室内的流体可以在蒸发表面处从电子部件吸收热量(例如，热能)。当流体吸收热量时，流体可蒸发并且在流体室内流动朝向冷凝表面。具体地，液体流体可经由蒸发表面从电子部件吸收热量，蒸发成蒸气流体，并且在流体室内上升以流动朝向冷凝表面。蒸气流体可接触冷凝表面以将热量从蒸气流体传递到翅片，并且从而冷凝回液体流体。另外，翅片可以将热量传递到外部空气(例如，流体室周围的空气)，从而从冷却系统排出热量。翅片可经由自然或强制对流将热量传递到外部空气。因此，与传统的冷却系统相比，改进的冷却系统可利用传导和对流两者来改进电子部件的冷却。

在附加或另选的实施例中，冷却系统可包括不同的排热系统，该排热系统被配置成冷却流体室内的流体。举例来说，冷却系统可包括可以使附加流体(例如，制冷剂、水)循环的制冷系统(例如，蒸气压缩系统、制冷回路、风冷式冷却器)。制冷系统可冷却附加流体并且使附加流体与流体室中的流体热连通，诸如在冷凝表面处。以这种方式，冷却系统可以为流体室中的流体提供与由翅片或其它散热器提供的冷却相比附加或另选的冷却。

现在转向图式，图1是用于典型商业环境的建筑物12中的加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统10的环境的实施例的透视图。HVAC&R系统10可包括蒸气压缩系统14(例如，冷却器、热泵、空气处理单元、空气调节器、制冷器、冷冻机)，该蒸气压缩系统供应可用于冷却建筑物12的冷却液体。HVAC&R系统10还可以包含用于供应温热液体以加热建筑物12的锅炉16和使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。空气分配系统还可包括空气返回管道18、空气供应管道20和/或空气处理器22。在一些实施例中，空气处理器22可以包含热交换器，该热交换器通过管道24与锅炉16和蒸气压缩系统14连接。根据HVAC&R系统10的操作模式，空气处理器22中的热交换器可以接收来自锅炉16的加热液体或来自蒸气压缩系统14的冷却液体。HVAC&R系统10被示出为在建筑物12的每个楼层上具有单独的空气处理器，但在其它实施例中，HVAC&R系统10可以包含空气处理器22和/或可以在楼层之间共享的其它组件。

图2和图3示出了可用于HVAC&R系统10中的蒸气压缩系统14的实施例。蒸气压缩系统14可以使制冷剂循环通过以压缩机32开始的回路。回路还可包含冷凝器34、膨胀阀或装置36以及液体冷却器或蒸发器38。蒸气压缩系统14可以进一步包含控制面板40，该控制面板具有模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和/或接口板48。

可以在蒸气压缩系统14中用作制冷剂的流体的一些实例是：基于氢氟烃(HFC)的制冷剂，例如R-410A、R-407、R-134a，氢氟烯烃(HFO)，“天然”制冷剂，如氨(NH₃)、R-717、二氧化碳(CO₂)、R-744，或基于烃的制冷剂，水蒸气或任何其它合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以被配置成有效地利用在一个大气压下标准沸点为约19摄氏度(66华氏度)的制冷剂，相对于如R-134a等中压制冷剂，其也被称为低压制冷剂。如本文所使用，“标准沸点”可指在一个大气压下测量的沸点温度。

在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以使用变速驱动器(VSD)52、电机50、压缩机32、冷凝器34、膨胀阀或装置36和/或蒸发器38中的一个或多个。电机50可以驱动压缩机32并且可以由变速驱动器(VSD)52供电。VSD 52从交流(AC)电源接收具有特定固定线电压和固定线频率的AC电力，并向电机50提供具有可变电压和频率的电力。在其它实施例中，电机50可直接由AC或直流(DC)电源供电。电机50可包括可以由VSD供电或直接由AC或DC电源供电的任何类型的电机，诸如开关磁阻电机、感应电机、电子换向永磁电机或另一种合适的电机。

压缩机32压缩制冷剂蒸气并通过排放通道将该蒸气递送到冷凝器34。在一些实施例中，压缩机32可以是离心式压缩机。由压缩机32递送到冷凝器34的制冷剂蒸气可以将热量传递到冷凝器34中的冷却流体(例如，水或空气)。由于与冷却流体进行的热传递，制冷剂蒸气可以在冷凝器34中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂可以通过膨胀装置36流向蒸发器38。在图3的例示的实施例中，冷凝器34是水冷式的并且包含连接到冷却塔56的管束54，该冷却塔将冷却流体供应到冷凝器34。

递送到蒸发器38的液体制冷剂可以从另一种冷却流体吸收热量，该冷却流体可以是或可以不是冷凝器34中使用的相同冷却流体。蒸发器38中的液体制冷剂可以经历从液体制冷剂到制冷剂蒸气的相变。如图3的例示的实施例中所展示，蒸发器38可包含管束58，该管束具有连接到冷却负载62的供应管线60S和回流管线60R。蒸发器38的冷却流体(例如，水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其它合适的流体)通过回流管线60R进入蒸发器38并且通过供应管线60S离开蒸发器38。蒸发器38可以通过与制冷剂的热传递降低管束58中的冷却流体的温度。蒸发器38中的管束58可包括多个管和/或多个管束。在任何情况下，蒸气制冷剂离开蒸发器38并且通过吸入管线返回到压缩机32以完成循环。

图4为具有并入在冷凝器34与膨胀装置36之间的中间回路64的蒸气压缩系统14的实施例的示意图。中间回路64可以具有与冷凝器34直接流体连接的入口管线68。在其它实施例中，入口管线68可以间接地与冷凝器34流体耦接。如图4的例示的实施例中所展示，入口管线68包含定位于中间容器70上游的第一膨胀装置66。在一些实施例中，中间容器70可为闪蒸罐(例如，闪蒸中间冷却器)。在其它实施例中，中间容器70可以被配置成热交换器或“表面节能器”在图4的例示的实施例中，中间容器70用作闪蒸罐，并且第一膨胀装置66被配置成降低(例如，膨胀)从冷凝器34接收到的液体制冷剂的压力。在膨胀过程期间，液体的一部分可以汽化，并且因此中间容器70可以用于将蒸气与从第一膨胀装置66接收到的液体分离。

另外，由于液体制冷剂在进入中间容器70时经历的压降(例如，由于在进入中间容器70时经历的体积的快速增加)，中间容器70可以提供液体制冷剂的进一步膨胀。中间容器70中的蒸气可以由压缩机32通过压缩机32的吸入管线74吸入。在其它实施例中，中间容器中的蒸气可以被抽吸到压缩机32的中间级(例如，非吸入级)。由于在膨胀装置66和/或中间容器70中膨胀，在中间容器70中收集的液体的焓可以低于离开冷凝器34的液体制冷剂的焓。然后，来自中间容器70的液体可以在管线72中流过第二膨胀装置36到达蒸发器38。

应了解，本文所述的任何特征都可以与蒸气压缩系统14的实施例或任何其它合适的HVAC&R系统结合。如上所述，各种电子部件可位于VSD 52内。事实上，HVAC&R系统10的其它部分也可包括电子部件，诸如HVAC&R系统10的控制器。根据本实施例，包括改进的冷却系统以从HVAC&R系统10的电子部件移除热量并且从HVAC&R系统10排出由电子部件生成的热量。

例如，图5是冷却系统100的实施例的示意图，该冷却系统具有排热系统101和与排热系统101热连通的流体室108(例如，中间流体室、器皿、容器、罐等)。在例示的实施例中，排热系统101包括耦接(例如，热耦接)到流体室108的翅片110(例如，散热器)。冷却系统100被配置成从HVAC&R系统10的电子部件112(诸如上述VSD 52的电子部件)移除热量。流体室108通常由被配置成在其中容纳流体106的容器、外壳或其它壳体105限定。如下所述，在一些实施例中，流体106可以是制冷剂。壳体105和/或流体室108包括在壳体105上或由壳体形成(例如，在流体室108的内部)的蒸发表面102和冷凝表面104。翅片110设置在壳体105的与冷凝表面104相对的外表面111上。虽然冷凝表面104和翅片110被示出在冷却系统100的特定侧面(例如，壳体105的特定侧面)上，但是应理解，冷凝表面104和翅片110可定位冷却系统100的任何其它合适的侧面上。例如，在一些实施例中，冷凝表面104和/或翅片110可设置在冷却系统100(例如，壳体105)的与蒸发表面102相对的侧面上，诸如冷却系统100的顶部侧面或上部侧面上。

在例示的实施例中，壳体105形成为大致限定流体室108的矩形盒或器皿(例如，矩形棱柱)并且可以由金属材料(诸如铜、铝、钢或另一合适的金属)形成。在其它实施例中，壳体105可具有任何其它合适的形状或轮廓。例如，壳体105和/或流体室108可以是球形、立方形、圆柱形、三角形、梯形、六边形或任何其它类型的形状。在任何情况下，可基于流体室108内要保持的目标流体压力、基于由电子部件112排出的预期热密度、HVAC&R系统10的尺寸约束条件、容纳在流体室108内的流体106的类型、容纳在流体室108内的流体106的量、或其它操作参数来选取和/或选择壳体105的尺寸、内部体积和/或形状。事实上，可选择流体室108和/或壳体105的尺寸以使流体106能够在流体室108的体积(例如，连续体积、开放体积)内循环(例如，在冷凝表面104与蒸发表面102之间循环)以冷却电子部件112而无需结合某些附加特征(诸如毛细结构(例如，吸液芯)、导管等)，以引导流体室108内的流体106(例如，液体流体)。因此，由流体106提供的冷却量可以不受在流体106在流体室108内(例如，在壳体105的体积内)的循环期间施加到流体106上的摩擦力或剪切力的限制。

壳体105可以是封闭的(例如，密封的)器皿以阻止流体106从流体室108内流到壳体105周围的环境。应了解，流体室108内的流体106的隔离使冷却系统100能够在不利用附加功率(例如，为用于使流体106在流体室108内循环的泵供电)的情况下操作。在一些实施例中，壳体105可包括充注端口113以选择性地使流体106流入流体室108中(例如，以用流体106填充流体室108和/或以其它方式调节流体室108内流体106的量)。例如，充注端口113可位于壳体105的不包括冷凝表面104和/或翅片110的侧面上。也可选择充注端口113的位置以使流体室108能够至少部分地被流体106填充(例如，以阻止流体106经由充注端口113不期望地流出流体室108)，使得流体106(例如，呈液态的流体106)遮盖、覆盖和/或完全接触蒸发表面102的整个或基本上整个表面积。

在一些实施例中，流体室108最初可经由充注端口113被流体106填充，并且充注端口113此后可被钎焊或以其它方式机械地密封关闭以阻止流体106流出流体室108。在其它实施例中，充注端口113可包括密封元件(诸如阀或塞子)，以使将来能够选择性地进入流体室108(例如，壳体105的内部体积)。以这种方式，充注端口113可用于例如用附加流体106周期性地填充流体室108和/或以其它方式调节流体室108内流体106的量。此外，壳体105可包括观察镜(未示出)以观察并监测流体室108内流体106的量，例如，以在向流体室108添加流体106时确定是否应该添加附加流体106和/或是否应该关闭或密封充注端口113。

在一个或多个实施例中，壳体105和/或流体室108可包括泄压装置115(例如，泄压阀)。泄压装置115可以是阀、盘或任何其它类型的泄压装置，其被配置成使流体106能够自动从流体室108排放，诸如当流体室108内流体106的压力达到或超过某个压力阈值(例如，阈值压力值)时。例如，泄压装置115可包括设置在壳体105的侧面或表面(例如，壳体105的顶表面和/或不包括冷凝表面104和/或翅片110的侧表面)上的爆破盘。在此类实施例中，当流体室108内的压力超过预定阈值时，爆破盘可致动(例如，爆破)，从而使流体106能够从流体室108排放并且降低流体室108内的压力。换句话讲，泄压装置115可流体耦接到或暴露于流体室108(例如，壳体105的内部体积)并且还流体耦接到或暴露于壳体105周围的环境。结果，当泄压装置115被致动时，流体室108变得经由泄压装置115流体耦接到壳体105周围的环境，从而使流体106能够流出流体室108以便降低流体室108内的压力。

流体室108中的流体106可以是任何合适类型的流体，诸如水、乙二醇、酒精、R-1233zd、R-123、R-1234ze、R-1234yf、R-134a、R-410A、R-32，或用于HVAC&R系统中和/或用于热传递的另一合适类型的制冷剂。在冷却系统100的操作期间，流体106可以在各种状态(诸如液态、气态或蒸气态、两相态等)之间交替。流体室108内的流体106可基于流体106的操作参数(诸如沸点温度和/或压力)来选择。附加地或另选地，可基于由电子部件112生成的热量的目标或预期量，并且基于壳体105和/或流体室108的一个或多个参数(诸如壳体105和/或流体室108的尺寸、形状和/或材料)来选择流体106。在一些情况下，可以在流体室108中利用在相对低温和/或相对低压下蒸发(例如，沸腾)的流体。事实上，可选择流体106的类型和/或量，以便当流体106在冷却系统100的操作期间用于传递热量时，实现流体106的基本上均匀的压力。在任何情况下，在冷却系统100的操作期间，流体106可以在流体室108内在各种相(例如，液体和蒸气)之间反复转变。

如上所述，壳体105和/或流体室108包括在壳体105的侧面114(例如，底表面)上的蒸发表面102。蒸发表面102部分地或完全地与流体室108内的流体106接触。以这种方式，经由蒸发表面102实现电子部件112与流体106之间的热连通。更具体地，壳体105和/或流体室108被布置或配置成使得流体室108内的液相流体106(例如，在流体室108内形成液体池107)可部分地或完全地覆盖与电子部件112(例如，通过传导)热连接的蒸发表面102。为此，蒸发表面102形成或定位在流体室108的底部或下部部分(例如，相对于重力)。电子部件112可以在侧面114上耦接(例如，安装)到壳体105并且可设置在流体室108的外部。

在一些实施例中，蒸发表面102包括铜或另一种导电材料。事实上，在一些实施例中，蒸发表面102可包括与壳体105的其它部分不同的材料。此外，蒸发表面102可以用纹理、凹槽、翅片、空腔、孔隙或促进电子部件112与流体106之间的热传递的其它类型的表面增强特征来增强。例如，蒸发表面102可相对于电子部件112密封并且可以是多孔的(例如，包括一个或多个孔)以实现电子部件112与液体流体106之间的一些直接接触。以这种方式，由于液体流体106可直接与电子部件112交换热量，而不是通过蒸发表面102传递所有热量，因此减小了电子部件112与液体流体106之间的热传递阻力。

在操作中，蒸发表面102将热量从电子部件112传递到流体106，从而使流体106温度升高、蒸发并且从液体转变为气态。然后，蒸气流体106可以在方向116(例如，向上的方向，相对于重力)上从蒸发表面102以及从邻近蒸发表面102的收集在流体室108内的液体池107流动。事实上，蒸气流体106可以在方向116上流动(例如，在流体室108内上升)，因为蒸气流体106的密度低，并且因此与流体室108的底部处的液体池107中的液体流体106相比，蒸气流体是有浮力的。

如上所述，流体室108邻近电子部件112。即，壳体105和电子部件112耦接到(例如，安装到、固定到)彼此。电子部件112可以是HVAC&R系统10的产生或散发热量的任何类型的电子装置。例如，电子部件112可以是VSD 52或其部件(例如，微处理器或控制板)。在其它实施例中，电子部件112可以是电源面板、控制面板、固态起动器和/或其它装置或系统。在任何情况下，电子部件112与流体室108的蒸发表面102接触。例如，蒸发表面102可位于壳体105的侧面114(例如，底部侧面)上，其中液体流体106由于重力作用而收集在该侧面。在一些实施例中，壳体105可包括开口126，该开口被配置成接纳电子部件112或与其流体连通(例如，直接流体连通)。例如，电子部件112可安装到壳体105，使得电子部件112与开口126对齐(例如，重叠布置)。在此类实施例中，当电子部件112与流体室108内的流体106(例如，液体流体)直接接触时，电子部件112的至少一部分可形成蒸发表面102的部分或全部。

另外，壳体105和/或流体室108包括设置在壳体105的侧面118(例如，横向侧面)上的冷凝表面104。然而，冷凝表面104和/或附加冷凝表面也可位于壳体105的另一个表面上，诸如顶表面。在一个或多个实施例中，冷凝表面104不在与蒸发表面102相同的侧面114上。冷凝表面104可以比蒸发表面102更大(例如，具有更大的表面积)以实现流体106与冷却系统100的翅片110之间的增加的热传递。当流体106(例如，蒸气流体)接触冷凝表面104并且将热量传递到冷凝表面104(并且因此传递到翅片110)时，蒸气流体106可冷凝成液体流体106。例如，当热量从流体106传递到冷凝表面104时，蒸气流体106可接触冷凝表面104并且转变为液相，从而增加流体106的密度。在一些实施例中，已经冷凝的流体106可收集在冷凝表面104上并且可以沿冷凝表面104流动。事实上，由于液体流体106的增加的密度和赋予液体流体106的重力，液体流体106可以在与方向116相反的方向117上流动。在一些实施例中，冷凝表面104可包括纹理、凹槽、翅片、空腔、孔隙和/或可增强流体106与冷凝表面104之间的热传递的任何其它类型的表面特征。例如，冷凝表面104可包括翅片或凹槽，其被布置成用作排放通道，这些排放通道将在冷凝表面104上冷凝的流体106重新引导朝向流体室108和/或壳体105的基部部分120(例如，下部区域、液体流体部分)。

如上所述，冷却系统100的排热系统101可包括翅片110，这些翅片设置在壳体105的与暴露于流体室108的冷凝表面104相对的外表面111上。翅片110可具有任何合适的几何形状，诸如平面、矩形、三角形、偏置条、销钉、螺柱、环形、波浪形、百叶窗式、穿孔和/或从外表面111延伸的任何其它类型的突起部和/或延伸部。在一些实施例中，翅片110由与壳体105相同的材料形成。在其它实施例中，翅片110可包括与壳体105不同的材料(例如，比壳体105的材料具有更高的热导率的材料)。因为翅片110定位在与冷凝表面104相对的外表面111上，所以翅片110可以从冷凝表面104吸收热量(例如，从流体106传递到冷凝表面104的热量)。强制对流或自然对流可用于将从流体106和冷凝表面104吸收的热量经由翅片110传递到壳体105外部的外部空气。例如，风扇148或其它空气移动装置可迫使空气通过、穿过和/或朝向翅片110，以经由强制对流增强从翅片110到外部空气的热传递。在一些实施例中，风扇148可迫使空气在方向116上(例如，向上)穿过翅片110，以实现在冷凝表面104上冷凝并经由重力流动朝向液体池107的液体流体106的过冷。在此类布置中，从翅片110吸收热量的空气在其流过翅片110时可增加浮力，从而促进空气在方向116上的更有效的流动。

在另一个示例中，冷却系统100和/或排热系统101可定位成使得翅片110设置在HVAC&R系统10的空气流路径中(例如，HVAC&R系统10的另一空气流被引导通过的现有空气流路径)。举例来说，除了冷却系统100的翅片110之外，风扇148可被配置成引导空气穿过HVAC&R系统10的另一个装置，诸如另一个热交换器或电子部件。附加地或另选地，冷却系统100可包括围绕冷却系统100的一些或所有部件设置的护罩或壳体146。例如，护罩或壳体146可邻近翅片110设置并且可被配置成引导增加的或集中的空气流通过翅片110和/或在翅片之间流动，以增加冷却系统100的冷却能力。在其它实施例中，翅片110可定位在具有相对低温的环境中，诸如冷却系统100周围的周围环境。在此类实施例中，护罩或壳体146的一部分通常可在壳体105(例如，冷凝表面104)与翅片110之间和/或在电子部件112与翅片110之间延伸，使得翅片110设置在周围环境内，并且壳体105和/或电子部件112定位在护罩或壳体146内以保护壳体105和/或电子部件112免受环境影响。以这种方式，翅片110可经由自然对流将热量传递到环境。在其它实施例中，壳体146(例如，HVAC&R系统10的外壳或区段)可围绕冷却系统100，包括翅片110，并且可被配置成接收环境空气流、引导环境空气流穿过翅片110，并且从壳体146排放环境空气流。

转向图6，其示出了冷却系统100的实施例的横截面侧正视图。如例示的实施例所示，冷却系统100具有多边形形状或轮廓并且包括壳体105，该壳体限定流体室108并且具有冷凝表面104和蒸发表面102。在例示的实施例中，冷凝表面104和蒸发表面102相对于流体室108彼此相对设置，并且未示出电子部件112。冷却系统100还包括具有附接到壳体105的翅片110的排热系统101。图6的冷却系统100还包括设置在壳体105的流体室108内的多个第一挡板130和第二挡板132。挡板130、132可耦接到壳体105或以其它方式由壳体支撑，并且挡板130、132可引导或重新引导流体106在流体室108内的流动以促进由流体106提供的冷却。尽管挡板130、132在例示的冷却系统100中基本上是线性的，但是挡板130、132中的任一者在附加或另选的实施例中可具有不同的形状，诸如具有弯曲的和/或多段的轮廓。这些部件将在下面进一步详细描述。

多个第一挡板130可设置在流体室108内(例如，在壳体105内)，靠近冷凝表面104(例如，设置在流体室108的与容纳液体池107的下部部分相对的上部部分内)。如上所述，冷却系统100可通过经由蒸发表面102从电子部件112吸收的热量来蒸发流体106(例如，将液体流体转变为蒸气流体)。多个第一挡板130可被包括在流体室108中以将流体室108内的蒸气流体106流引导朝向冷凝表面104。即，多个第一挡板130可将蒸气流体106的流动方向从方向116重新引导到朝向冷凝表面104的方向133。多个第一挡板130可减少从蒸发表面102流走的蒸气流体106与在冷凝表面104处冷凝的液体流体106之间的混合量。多个第一挡板130可以是与壳体105相同的材料或任何其它合适的材料。

在一些实施例中，多个第一挡板130可包括成角度134(例如，相对于水平面、与冷凝表面104、与壳体105的另一个表面等成向下的角度)定位的板以将蒸气(例如，从壳体105的表面136)引导朝向冷凝表面104。在一些实施例中，多个第一挡板130的角度134可朝向冷凝表面104向下倾斜以促进与蒸气流体106混合或夹带在蒸气流体中的液体流体106的任何液滴朝向蒸发表面102流动(例如，经由重力)和/或减少蒸气流体106内液体流体106的夹带。在一些实施例中，多个第一挡板130可以从壳体105的一个或多个侧面(例如，横向侧面)耦接到流体室108和/或以其它方式延伸到流体室中。例如，流体室108可包括从壳体105的第一侧面138(例如，横向侧面)延伸到壳体105的与第一侧面138相对的第二侧面(例如，横向侧面)的多个第一挡板130。在某些实施例中，壳体105的表面136可以(例如，相对于竖直方向)成角度137定位以使蒸气流体106偏向多个第一挡板130并且促进将蒸气流体106引导朝向冷凝表面104。如上所述，液相与气相之间流体106的密度变化可驱动流体室108内的流体106(例如，在方向116、方向133、方向117和方向149上)的流动。因此，流体106可由于浮力、动量、表面张力、表面粘附力和/或重力而在流体室108内流动，而不被流体室108内的压差或毛细管力驱动。

冷却系统100还可包括设置在流体室108内的第二挡板132(例如，设置在与具有多个第一挡板130的上部部分相对的下部部分内)。第二挡板132可由与壳体105相同的材料或任何其它合适的材料形成。在一些实施例中，第二挡板132是沿与壳体105的冷凝表面104和/或壳体105的蒸发表面102共同的轴线延伸的板。例如，在例示的实施例中，第二挡板132布置在基本上竖直的方向上，类似于冷凝表面104。此外，第二挡板132可沿(例如，平行于)壳体105的两个相对侧面140、142(例如，横向侧面、竖直侧面)延伸。另外，第二挡板132可基本上横向于壳体105的底表面144并且可悬挂在底表面144上方(例如，相对于重力)。在其它实施例中，第二挡板132可相对于两个相对侧面140、142、冷凝表面104、底表面144和/或蒸发表面102成角度定位。此外，第二挡板132可以是在壳体105的第一侧面138与壳体105的与第一侧面138相对的第二侧面(未示出)之间延伸的板。在任何情况下，第二挡板132可使从冷凝表面104排放的液体流体106能够在流体室108中在底表面144附近积聚(例如，以形成液体池107)并且将流体106引导朝向蒸发表面102。更具体地，在底表面144附近收集的液体流体106可以在第二挡板132与侧面142之间积聚以产生经由冷凝表面104冷凝的液体流体106的柱或“堆”。然后，该流体106可以在方向149上从液体池107被引导朝向蒸发表面102(例如，经由形成在第二挡板132与底表面144之间的间隙或开口150)。如图6所示，第二挡板132使得能够将流体室108分离成主要容纳液体流体106(例如，经由冷凝表面104冷凝的流体106)的第一部分和主要容纳蒸气流体106(例如，经由蒸发表面102汽化的流体106)的第二部分。

本文所述的冷却系统100的实施例可包括附加特征以实现电子部件112的更有效的冷却。例如，冷却系统100可包括温度和/或压力传感器152，其耦接到电子部件112、设置在流体室108内、耦接到翅片110或其任何组合。基于来自一个或多个传感器152的反馈，可控制HVAC&R系统10和/或冷却系统100的操作。例如，传感器152可被配置成检测流体106的操作参数(例如，温度、压力等)、蒸发表面102的温度、壳体105的温度，或冷却系统100的另一个部件的其它操作参数。HVAC&R系统10可包括控制器154(例如，控制面板40、电子控制器、自动化控制器)，该控制器可包括存储器156和处理电路158。存储器156可包括易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)、光驱、硬盘驱动器、固态驱动器或存储指令的任何其它非暂态计算机可读介质，这些指令在被执行时控制HVAC&R系统10和/或冷却系统100的操作。处理电路158(例如，微处理器)可被配置成执行存储在存储器156上的指令。作为示例，处理电路158可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个通用处理器或其任何组合。在一些实施例中，控制器154可基于由传感器152输出的反馈(例如，指示流体106、壳体105等的操作参数)来调节风扇148或其它装置的操作，以控制电子部件112的热交换或冷却的速率。事实上，在一些实施例中，HVAC&R系统10和/或冷却系统100的控制器(例如，控制器154)可基于传感器152反馈(诸如基于流体室108内的压力超过阈值水平或值)来暂停HVAC&R系统10或其部件的操作。传感器152反馈也可用于确定流体室108的充注水平(例如，容纳在流体室108内的流体106的量)。

应注意，排热系统101可包括除了或替代翅片110的特征。例如，排热系统101可包括制冷回路(例如，蒸气压缩系统)、冷却流体回路(例如，其被配置成使水、空气或乙二醇循环)、热虹吸管、热管，和/或被配置成能够冷却壳体105内的流体106的任何其它合适的系统。附加地或另选地，壳体105可包括部件(例如，热虹吸管、热管)的另一种布置，其被配置成被动地使流体106在电子部件102与排热系统101之间循环，以便将热量从电子部件102传递到排热系统101，从而冷却电子部件102。本文进一步讨论了结合本发明的用于冷却电子部件的技术的另选特征的各种实施例。

例如，本文所公开的技术也可用于具有一个或多个风冷式冷却器的实施例中。作为示例，图7是冷却系统100的实施例的示意图，该冷却系统利用使制冷剂循环以冷却电子部件228(例如，功率电子器件)的制冷系统198(例如，蒸气压缩系统14、制冷回路、热虹吸管)。在一些实施例中，制冷系统198也可使相同的制冷剂循环以冷却为冷却由制冷系统198服务的空间而供应的调节空气流和/或调节流体(例如，水)。即，制冷系统198可用于经由制冷剂冷却空间和电子部件228两者。因此，某些附加部件(例如，专用压缩机、专用泵、相关联的管道和布线)可不与冷却系统100结合以提供电子部件228的充分冷却，从而降低与冷却电子部件228相关联的复杂性和/或成本，诸如相对于其它常规的系统(例如，乙二醇冷却盘管连同相关联的泵、管道和布线)。在另外的实施例中，制冷系统198可以是用于冷却电子部件228的专用制冷系统(例如，与用于冷却空间的制冷系统流体分离)。

制冷系统198可包括冷凝器盘管232(例如，圆形管板翅片式冷凝器盘管、微通道式冷凝器盘管、壳管式热交换器)。例如，冷凝器盘管232可邻近电子部件228(例如，包括电子部件228的电气面板)定位以减少管道的长度或量和/或制冷剂在制冷系统198冷却电子部件228的操作期间的压降，从而改进制冷系统198和/或冷却系统100的有效制造和/或操作。在一些实施例中，在制冷系统198的操作期间，经由制冷系统198内的压差(例如，冷凝器盘管232上游的相对较高压力，冷凝器盘管232下游的相对较低压力)将制冷剂蒸气200从压缩机199的排放端或制冷系统198的泵驱动到冷凝器盘管232。制冷系统198内的压差可驱动制冷剂流动以冷却电子部件228，而压缩机199的操作能力(例如，加压)没有显著增加(例如，与压缩机199经由制冷系统198冷却另一种工作流体的操作相比)，从而减少与压缩机199的操作相关联的功率消耗。在其它实施例中，可省略压缩机199，并且制冷系统198可以是具有冷凝器盘管232的热虹吸管。在此类实施例中，可经由热虹吸效应或循环将制冷剂从冷凝器盘管232引导朝向电子部件228。在另外的实施例中，制冷系统198可包括被配置成在制冷系统198内生成制冷剂压差的其它部件，诸如节能器、闪蒸罐、其它热交换器等。

制冷剂蒸气200可进入冷凝器盘管232的第一集管202并且流过冷凝器盘管232的第一通路210以至少部分地冷凝成液体214。即，液体214可以是单相的或者可以是富含液体的两相制冷剂。例如，冷凝器盘管232可包括风扇215，该风扇被配置成引导空气流穿过第一通路210以冷却流过第一通路210的制冷剂蒸气200并且将制冷剂蒸气200冷凝成液体214。液体214从第一通路210流到第一蒸发器216(例如，热交换器、热管)，第一蒸发器与电子部件228热连通(例如，附接到电子部件)。液体214可经由第一蒸发器216从电子部件228吸收热量，从而冷却电子部件228并且加热液体214。例如，液体214可以在从电子部件228吸收热量时部分地汽化，从而形成第一两相制冷剂234(例如，富含液体的两相制冷剂234)。

第一两相制冷剂234从第一蒸发器216流到第二蒸发器218(例如，热交换器、热管)，第二蒸发器与被引导穿过第二蒸发器218的空气流226热连通。空气流226还可在包容或容纳电子部件228的壳体230(例如，电气壳体)内流动，使得电子部件228可以与制冷系统198的其它部件(例如，风扇215)分离或隔离。壳体230可保护或遮蔽电子部件228，使其与制冷系统198的某些部件隔开，以减少制冷系统198中的制冷剂流动对电子部件228的操作的潜在不期望影响。例如，蒸发器216、218可设置在壳体230内，并且压缩机199和/或冷凝器盘管232可设置在壳体230外部。第一两相制冷剂234可经由第二蒸发器218从空气流226吸收热量，从而冷却空气流226并且加热第一两相制冷剂234。空气流226可用于冷却壳体230内的电子部件228和/或其它电子部件，诸如其它功率电子器件。第一两相制冷剂234的加热可进一步使制冷剂汽化并形成第二两相制冷剂220(例如，富含蒸气的两相制冷剂220)。

第二两相制冷剂220从第二蒸发器218流过冷凝器盘管232的第二通路212。在第二通路212中，两相制冷剂220冷凝形成过冷液体222。举例来说，风扇215和/或附加风扇可引导空气流穿过第二通路212以冷却流过第二通路212的第二两相制冷剂220。然后，过冷液体222可离开冷凝器盘管232并且流动朝向制冷系统198的其它部件。在一些实施例中，冷凝器盘管232可相对于电子部件228定位(例如，在共同高度，在更高的高度)以实现期望的制冷剂流动，诸如在低负载条件期间。例如，冷凝器盘管232可相对于第一蒸发器216和/或电子部件232物理地抬升，使得液体214经由重力从第一通路210流向第一蒸发器216和电子部件228，并且可比液体214浮力更大的第二两相制冷剂220可更容易地从第二蒸发器218流向冷凝器盘管232的第二通路212。

在某些实施例中，过冷液体222可被引导以冷却其它部件(例如，被引导到与用于冷却空间的调节流体和/或空气流热连通的热交换器)，从而加热过冷液体222并使其汽化。然后，汽化制冷剂可被引导回到制冷系统198的压缩机199以用于加压并排放到第一通路210(例如，作为制冷剂蒸气200)。在附加或另选的实施例中，可省略压缩机199，并且蒸气制冷剂可作为制冷剂蒸气200被循环回到冷凝器盘管232。制冷系统198可包括附加冷凝器盘管，其也可用于冷却其它部件，诸如通过使用由制冷系统198循环的附加制冷剂流。举例来说，由制冷系统198循环的制冷剂总量或制冷剂流的一部分可用于冷却电子部件228，并且由制冷系统198循环的制冷剂总量的剩余部分可用于冷却其它部件。因此，离开冷凝器盘管232的过冷液体222可被引导以在进一步循环通过制冷系统198之前与离开或通过制冷系统198的附加冷凝器的制冷剂流结合，诸如用于吸入压缩机199中或吸入冷凝器盘管232的第一通路210中。

在例示的实施例中，冷凝器盘管232的第一集管202包括第一挡板206，并且冷凝器盘管232的第二集管204包括第二挡板208，这些挡板各自被配置成当制冷剂流过第一集管202和第二集管204时，分离流过第一通路210和第二通路212的制冷剂。虽然例示的冷却系统100具有针对制冷剂的串联流动布置，但是可利用其它布置或配置，诸如平行流动布置(例如，制冷剂从第一通路210以平行流动方式流过蒸发器216、218)或沿例示的串联流动布置在与所示方向相反的方向上引导制冷剂的流动布置。另外，冷却系统100可包括其它部件，诸如用于通风目的的附加风扇(例如，定位在壳体230内，邻近通路210、212定位)，用于冷凝器盘管232的附加通路等，以促进用于冷却电子部件228的制冷系统198的操作。

在某些实施例中，冷却系统100可利用单独的制冷剂流(诸如用于电子部件的每个子组的专用制冷剂流)来冷却各种电子部件。例如，冷却系统100(例如，制冷系统198)可包括被配置成冷却相应的电子部件的单独的蒸发器(例如，热交换器、热管)，并且蒸发器中的每个蒸发器可被配置成接收单独的制冷剂流，诸如来自相同冷凝器盘管232(例如，相同冷凝器盘管232的相同或不同通路)的制冷剂流(例如，平行的制冷剂流)和/或来自不同冷凝器盘管的制冷剂流。在每个蒸发器被配置成从不同冷凝器盘管接收制冷剂流的实施例中，单独的风扇可用于冷却相应冷凝器盘管内的制冷剂流(例如，制冷剂蒸气200)，并且冷却系统100的控制系统可被配置成操作(例如，独立地操作)相应风扇中的每个风扇以冷却制冷剂流并且使制冷剂流能够向电子部件提供期望的冷却。因此，冷却系统100可使用多个制冷剂流来提供对电子部件的充分冷却。

此外，冷却系统100可包括彼此流体分离的多个制冷系统198(例如，可独立地操作的蒸气压缩系统、热虹吸管等)。每个制冷系统198可操作以冷却其相关联的电子部件228。在一些实施例中，制冷系统198的子组可包括共同或共享电子部件228或经由其操作。为此，来自与共同电子部件228相关联的每个制冷系统198的相应制冷剂可被引导以冷却共同电子部件228。因此，当任何一个或多个制冷系统198未操作时，来自正在操作的制冷系统198的制冷剂可用于提供对共同电子部件228的冷却。因此，当制冷系统198中的任一者正在操作时，正在操作的电子部件228可被充分冷却。

此外，制冷系统198可包括可促进制冷系统198的操作以冷却电子部件228的附加装置。例如，制冷系统198可包括专用泵(例如，代替或除了压缩机199)、附加导管等，以促进由制冷系统198向电子部件228提供的冷却，该专用泵被配置成驱动制冷剂流动(例如，进入蒸发器216、218)，该附加导管被配置成将制冷剂从制冷系统198的不同部件(例如，被配置成经由制冷剂冷却调节流体或空气流的蒸发器)引导到蒸发器216、218中的任一者中。事实上，当由制冷系统198循环的制冷剂未处于向电子部件228提供充分冷却的条件下(例如，制冷剂未处于足够低的温度)时，诸如在制冷系统198的起动期间，制冷系统198可包括促进电子部件228冷却的特征。在一些实施例中，制冷系统198可包括热虹吸管或热管、装置(例如，喷射泵)等，以使制冷系统198能够更容易地冷却电子部件228，诸如在制冷系统198的起动期间，该热虹吸管或热管被配置成提供对电子部件228的冷却，该装置被配置成生成或注入蒸气或其它流体到制冷剂液体流中以增加制冷剂液体(例如，朝向蒸发器216、218)的压力和流速。制冷系统198可附加地或另选地包括被配置成将制冷剂从另一个部件(例如，另一个热交换器)引导到蒸发器216、218中的任一者中的特征，诸如当制冷剂未充分地从冷凝器232的第一通路210流到蒸发器216、218中时(例如，在起动期间)。

制冷系统198还可包括被配置成调节通过制冷系统198的制冷剂的流量的排放阀和导管。作为示例，排放阀和导管可被配置成引导来自蒸发器216、218的制冷剂绕过制冷系统198中不能促进或实现电子部件228的冷却的某些部件(例如，被配置成经由制冷剂冷却调节流体或空气流的蒸发器)。因此，排放阀和导管可实现供应专用制冷剂流来冷却电子部件228。作为另一个示例，排放阀和导管可被配置成引导制冷剂绕过电子部件228的冷却(例如，绕过流过壳体230)。例如，排放阀和导管可被致动以使制冷剂流转向远离壳体230以避免使电子部件228过冷(例如，当电子部件228低于由传感器检测到的阈值温度时，当由传感器检测到的环境温度低于阈值温度时，在电子部件228的启动操作后的预定时间范围内)，诸如以避免在壳体230内发生冷凝。制冷系统198的任何排放阀的操作可基于冷却系统100的操作参数(诸如环境温度、电子部件228的温度、冷却系统100的操作时间等)来控制。

尽管例示的制冷系统198被配置成使被配置成在制冷系统198的操作期间蒸发和冷凝的制冷剂循环以冷却电子部件228，但是制冷系统198可使用不同的冷却流体(例如，水、乙二醇)来冷却电子部件228。例如，制冷系统198可包括与电子部件228热连通的热交换器或导管(例如，热管或热虹吸管)，并且制冷系统198可以将冷却流体(例如，从冷却塔、从冷却流体源、从冷却器、从泵)引导到热交换器。冷却流体可经由热交换器从电子部件228吸收热量以冷却电子部件228(例如，不改变物质的相)。

图8是冷却系统100的实施例的透视图，其示出了蒸发器300(例如，热交换器、热管)的实施例，该蒸发器被配置成经由制冷系统(例如，制冷系统198)实现电子部件302的冷却和/或排热。举例来说，电子部件302可以是被配置成用作驱动冷却器的压缩机的三相逆变器的电子模块。然而，如上所述，电子部件302可以是生成将被冷却系统100排出的热量的任何电子装置或部件。蒸发器300(例如，第一蒸发器216)可包括蒸发器盘管304(例如，管、管道)，该蒸发器盘管可被配置成接收制冷剂流(例如，液体214)，诸如来自冷凝器(例如，冷凝器盘管232)。在例示的实施例中，支撑件306(例如，中间支撑件、块、底座、安装段)耦接到蒸发器盘管304。例如，支撑件306可包括被配置成捕获(例如，单独地捕获)蒸发器盘管304的多个部分和段308。支撑件306可被配置成耦接到电子部件302并且使电子部件302与流过蒸发器300的制冷剂热连通。支撑件306可包括形成在其中的第一孔310，该第一孔被配置成与电子部件302的第二孔312对齐。例如，第二孔312可形成在被配置成支撑电子部件302的底座结构(例如，基板)中。然后，可以将相应的紧固件插入对齐的孔310、312中，以将电子部件302和支撑件306彼此固定，并且在蒸发器盘管304、支撑件306与电子部件302之间建立热连通。

在一些实施例中，蒸发器300(例如，热管、热虹吸管)可被配置成被动地使制冷剂或其它工作流体在蒸发器300内循环，而无需操作压缩机或泵。例如，制冷剂可由于浮力、毛细管力、动量和/或重力而在蒸发器300内流动，诸如以经由入口导管314流入蒸发器盘管304中并经由出口导管316流出蒸发器盘管304。事实上，蒸发器300可包括被配置成冷却制冷剂的排热系统(例如，排热系统101)或与其热连通，诸如在蒸发器300的与蒸发器盘管304相对的部分或端部处。排热系统可包括主动操作的排热系统(例如，蒸气压缩系统、冷却流体回路、风扇)和/或被动排热系统(例如，翅片、热虹吸管)。在蒸发器盘管304处经由电子部件302加热制冷剂可导致制冷剂远离蒸发器盘管304朝向排热系统移动(例如，经由自然力)，制冷剂可在排热系统处被冷却。经由排热系统冷却制冷剂然后可导致经冷却的制冷剂朝向蒸发器盘管304移动(例如，经由自然力)，以冷却电子部件302。因此，制冷剂可以在排热系统与蒸发器盘管304之间连续地循环，而无需另一个部件(例如，泵或压缩机)主动操作来引导制冷剂。然而，制冷剂可附加地或另选地被主动循环通过蒸发器300，诸如经由压缩机和/或泵。作为示例，蒸发器300可以是制冷回路或冷却流体回路的一部分，并且制冷剂可以被主动引导(例如，经由压缩机、经由泵)到蒸发器盘管304和其他部件，然后返回到蒸发器盘管304，这些部件被配置成使制冷剂与另一种冷却流体(例如，制冷剂、水、乙二醇)热连通。

图9是冷却系统100的实施例的透视图，其示出了电子部件302经由支撑件306耦接到蒸发器300(例如，热交换器、热管)，以使电子部件302与流过蒸发器300的制冷剂热连通。作为示例，当电子部件302被固定到支撑件306时，电子部件302(例如，电子部件302的基板或底座结构)可邻接蒸发器盘管304。在例示配置的蒸发器300的操作期间，热量可以从电子部件302传递到蒸发器盘管304和/或支撑件306并且传递到流过蒸发器盘管304的制冷剂，从而冷却电子部件302。支撑件306可以由导电材料制成以增加从电子部件302的热吸收。以这种方式，支撑件306可提供附加的热质量以从电子部件302吸收热量并因此对其进行冷却。例如，当蒸发器300基本上没有经由制冷剂冷却电子部件302时(例如，当蒸发器300未操作时，当流过蒸发器盘管304的制冷剂的温度升高时，当通过蒸发器盘管304的制冷剂流暂停时)，诸如在冷却系统100的起动期间，在通过蒸发器300的制冷剂流建立之前，支撑件306可用作散热器以通过从电子部件302吸收热量并将热量排放到周围环境中(例如，经由对流)来提供电子部件302的冷却量。

除了或替代经由翅片110提供的对流体106的冷却，制冷系统198还可被配置成冷却流体室108内的流体106。例如，制冷系统198的第一蒸发器216可以与壳体105的冷凝表面104热连通。以这种方式，由制冷系统198循环的制冷剂可被配置成冷却流体室108中的流体106，并且流体室108中的流体106因此可被调节以冷却电子部件228。

考虑到这一点，图10是冷却系统100的实施例的示意图，其示出了被配置成冷却流体室108中的流体106的制冷系统198。以这种方式，制冷系统198可作为上述排热系统101的系统并入。在例示的冷却系统100中，第一蒸发器216与上文类似地描述的壳体105的冷凝表面104热连通(例如，耦接到、邻接、安装到冷凝表面)。因此，被引导通过第一蒸发器216的制冷剂(例如，液体214)可以从流体室108内的流体106吸收热量以冷却流体106。事实上，例示的制冷系统198可使用上述任何技术来操作。此外，壳体105的蒸发表面102可以与电子部件228热连通。以这种方式，流体室108内的流体106(例如，由被引导通过第一蒸发器216的制冷剂冷却的流体106)可被配置成经由蒸发表面102冷却电子部件228。

虽然冷凝表面104定位在壳体105的与蒸发表面102的侧面相对的侧面处，但是冷凝表面104和/或蒸发表面102可定位在将流体106容纳在流体室108内的壳体105的任何合适的侧面处。例如，冷凝表面104可以设置在壳体105的顶部侧面处或顶部侧面上，蒸发表面102可以设置在壳体105的底部侧面处或底部侧面上，等等。此外，第一蒸发器216可相对于流体室108和/或壳体105以任何合适的方式定向，以引导制冷剂(例如，液体214)在相对于流体106在流体室108内的流动方向的特定流动方向上通过第一蒸发器216(例如，沿冷凝表面104以使得流体106从蒸气转变为液体)。例如，制冷剂在第一蒸发器216中的流动方向可以与流体106在流体室108中沿冷凝表面104的流动方向在基本上相同的方向上(例如，平行)，制冷剂在第一蒸发器216中的流动方向可以与流体106在流体室108中沿冷凝表面104的流动方向相反(例如，在逆流布置中)，制冷剂在第一蒸发器216中的流动方向可横向于流体106在流体室108中沿冷凝表面104的流动方向，等等。

制冷系统198还可被配置成冷却另一个部件，该另一个部件被配置成冷却电子装置228。作为示例，图11是冷却系统100的实施例的示意图，该冷却系统包括被配置成冷却电子部件228的热管330(例如，蒸发器300)。例如，热管330可包括冷凝表面332，该冷凝表面可耦接到、固定到和/或邻接蒸发器216。例如，热管330可嵌入(例如，物理接触)蒸发器216的一部分以保持与蒸发器216的接触和热连通。因此，流过蒸发器216的制冷剂(例如，液体214)可被配置成经由冷凝表面332从在热管330内循环的流体(例如，制冷剂)吸收热量，从而冷却流体并将其在热管330内冷凝成液体。在一些实施例中，热管330可包括可吸收冷凝流体的毛细结构(例如，吸液芯)。毛细结构可经由毛细管力驱动冷却液体流体在第一方向334上朝向热管330的蒸发表面336流过毛细结构。蒸发表面336可以与电子部件228热连通。因此，冷却液体流体可经由蒸发表面336从电子部件228吸收热量，从而冷却电子部件228。结果，流体可被加热并且可以在第二方向338上从蒸发表面336流向冷凝表面332(例如，经由由热管330限定的开放体积)，流体可在冷凝表面处以上述方式被再冷却。因此，在制冷系统198的操作期间，热管330中的流体可以在冷凝表面332与蒸发表面336之间连续地循环以冷却电子部件228。事实上，流体可以在热管330内被动地循环(例如，无需操作驱动流体移动的压缩机或泵)，从而降低与操作例示的冷却系统100相关联的成本。

在例示的冷却系统100中，流体流在热管330中从冷凝表面332到蒸发表面336的第一方向334可以与制冷剂流过第一蒸发器216的方向相反(例如，逆流布置)。然而，在附加或另选的实施例中，流体从冷凝表面332到蒸发表面336流过热管330可在相对于制冷剂流过第一蒸发器216的任何合适的方向上，诸如在基本上相同的方向上(例如，平行流动布置)或在横向方向上。此外，热管330可以任何合适的方式定向，使得冷凝表面332与第一蒸发器216热连通。例如，冷凝表面332可以设置在第一蒸发器216的横向侧面、顶部侧面和/或底部或下部侧面上。事实上，热管330可以任何合适的方式耦接到第一蒸发器216，以利用浮力、重力、毛细管力和/或动量使流体在热管330内循环，并且流体可相对于重力在任何合适的方向上(诸如在竖直和/或水平方向上)流过热管330，以促进与制冷剂的热交换。为此，冷凝表面332还可相对于第一蒸发器216的长度在任何合适的方向上延伸，诸如沿该长度(例如，轴向)或横向于该长度(例如，横向)。此外，虽然例示的热管330的冷凝表面332线性地延伸，但是在附加或另选的实施例中冷凝表面332可以任何合适的方式延伸。举例来说，冷凝表面332可沿第一蒸发器216弯曲或改变方向(例如，之字形)，和/或冷凝表面332可形成被配置成捕获第一蒸发器216(例如，第一蒸发器216的圆柱形轮廓)的多个环圈或盘管。

在另外的实施例中，冷凝表面332可插入并延伸穿过第一蒸发器216的内部。因此，热管330的一部分可浸没在第一蒸发器216中容纳的液体214(诸如液体214的池)内，以经由自由对流或池沸腾来冷却热管330。在此类实施例中，挡板可设置在蒸发器216内，和/或蒸发器216的表面(例如，内表面)可包括增强表面(例如，具翅片表面)以引导制冷剂穿过第一蒸发器216内的冷凝表面332。此外，冷却系统100可包括任何合适数量的热管330以用于冷却电子部件228。例如，热管330可以平行布置(例如，热管330中的每个热管中的流体以并排式布置或端到端布置与电子部件228以及流过第一蒸发器216的制冷剂热连通)或以串联布置(热管330的子组中的流体彼此热连通)定位。热管330还可利用不同量和/或类型的流体来冷却彼此和/或电子部件228。

虽然仅示出和描述某些特征和实施例，但所属领域的技术人员可在不实质上脱离权利要求书中所叙述的主题的新颖教示和优点的情况下想到许多修改和改变，例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值(例如温度和压力)、安装布置、材料的使用、颜色、定向等的变化。任何过程或方法步骤的次序或顺序可根据替代实施例而变化或重新排序。因此，应理解，所附权利要求书旨在涵盖如属于本公开的真实精神内的所有此类修改和改变。此外，在努力提供示例性实施例的简洁描述的过程中，可能未描述实际实施方案的所有特征，诸如与当前预期的最佳模式不相关的特征或与启用不相关的特征。应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，如同在任何工程技术或设计项目中，可制定众多实施方案特定的决策。此类开发努力可能是复杂且耗时的，但对于受益于本公开的一般技术人员来说，这些都是设计、制造和生产中的常规任务，而无需过度的实验。

本文中提出且主张的技术参考且应用于具有实践本质的实质对象和具体实例，所述实质对象和具体实例以可论证方式改进本发明的技术领域且因此不是抽象的、无形的或纯理论的。此外，如果随附于本说明书的末尾的任何权利要求项含有表示为“用于[执行][功能]的构件…”或“用于[执行][功能]的步骤…”的一个或多个要素，则预期将依照35U.S.C.112(f)解释此类要素。然而，对于含有以任何其它方式指定的要素的任何权利要求项，意图将不会依照35U.S.C.112(f)解译此类要素。

Claims (20)

1.一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的冷却系统，其包括：

壳体，所述壳体限定流体室并且包括：

蒸发表面，所述蒸发表面被配置成与所述流体室中的液体流体以及与耦接到所述壳体的电子部件热连通，其中所述蒸发表面被配置成将热能从所述电子部件传递到所述液体流体，使得所述液体流体在所述流体室内转变为蒸气流体；以及

冷凝表面，所述冷凝表面被配置成从所述蒸气流体吸收热能，使得所述蒸气流体在所述流体室内冷凝成所述液体流体；以及

排热系统，所述排热系统耦接到所述壳体的外表面，其中所述排热系统被配置成从所述冷凝表面吸收热能。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中所述排热系统包括多个翅片。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其包括被配置成迫使空气穿过所述多个翅片的风扇。

4.根据权利要求2所述的冷却系统，其包括被配置成引导空气穿过所述多个翅片的附加壳体，其中所述冷却系统的至少一部分设置在所述附加壳体内。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其包括定位在所述壳体内的多个挡板，其中所述多个挡板被配置成将所述蒸气流体引导朝向所述冷凝表面。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其中所述多个挡板中的每个挡板以向下的角度朝向所述冷凝表面倾斜。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，其包括挡板，所述挡板定位在所述流体室内并且被配置成在所述流体室内产生所述液体流体的柱并且将所述液体流体引导朝向所述蒸发表面。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其中所述挡板相对于重力设置在所述壳体的底表面上方，以在所述挡板与所述底表面之间形成间隙。

9.一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的冷却系统，其包括：

排热系统；以及

壳体，所述壳体限定被配置成在其中容纳流体的流体室，其中所述壳体包括：

第一表面，所述第一表面被配置成与耦接到所述壳体的电子部件热连通，

其中所述第一表面被配置成将热能从所述电子部件传递到所述流体以使所述流体在所述壳体内汽化；以及

第二表面，所述第二表面与所述排热系统热连通，其中所述第二表面被配置成将热能从所述流体传递到所述排热系统以使所述流体在所述壳体内冷凝。

10.根据权利要求9所述的冷却系统，其中所述排热系统包括多个翅片，所述多个翅片在所述壳体的横向侧面上耦接到所述壳体的外表面。

11.根据权利要求10所述的冷却系统，其包括被配置成引导空气流穿过所述多个翅片的风扇，其中所述冷却系统被配置成在第一方向上引导在所述流体室中汽化的流体，所述冷却系统被配置成在与所述第一方向相反的第二方向上引导在所述流体室中冷凝的流体，并且所述风扇被配置成在所述第一方向上引导所述空气流穿过所述多个翅片。

12.根据权利要求11所述的冷却系统，其包括：

传感器，所述传感器被配置成检测所述流体室内的所述流体的操作参数并且输出指示所述操作参数的反馈；以及

控制器，所述控制器通信地耦接到所述传感器和所述风扇，其中所述控制器被配置成响应于所述反馈而调节所述风扇的操作。

13.根据权利要求9所述的冷却系统，其中所述第一表面是所述壳体的底表面，并且所述第二表面横向于所述第一表面延伸。

14.根据权利要求9所述的冷却系统，其包括耦接到所述壳体的所述电子部件，其中所述第一表面包括开口，并且所述电子部件与所述开口对齐，使得所述电子部件的至少一部分形成所述第一表面的至少一部分，以实现所述电子部件与所述流体之间的直接接触。

15.根据权利要求9所述的冷却系统，其中所述壳体包括相对于所述流体室与所述第二表面相对的第三表面，并且所述第三表面朝向所述第二表面成角度以将蒸气流体从所述第一表面引导朝向所述第二表面。

16.一种加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统，其包括：

电子部件，所述电子部件被配置成在所述HVAC&R系统的操作期间生成热量；以及

冷却系统，所述冷却系统耦接到所述电子部件，其中所述冷却系统包括：

壳体，所述壳体限定被配置成容纳液体流体的流体室；

所述壳体的蒸发表面，所述蒸发表面与所述电子部件热连通，其中所述蒸发表面被配置成将热能从所述电子部件传递到所述流体室中的所述液体流体，

以使所述液体流体汽化成蒸气流体；

所述壳体的冷凝表面，所述冷凝表面被配置成与所述冷却系统的排热系统热连通，其中所述冷凝表面被配置成将热能从所述蒸气流体传递到所述排热系统，以使所述蒸气流体冷凝成所述液体流体；以及

挡板，所述挡板设置在所述壳体内并且被配置成将所述蒸气流体从所述蒸发表面引导朝向所述冷凝表面。

17.根据权利要求16所述的HVAC&R系统，其中所述蒸发表面设置在所述壳体的第一侧面上，并且所述冷凝表面设置在所述壳体的与所述第一侧面相对的第二侧面上。

18.根据权利要求17所述的HVAC&R系统，其包括附加挡板，所述附加挡板定位在所述壳体内并且在所述蒸发表面与所述冷凝表面之间，其中所述附加挡板被配置成在所述附加挡板与所述冷凝表面之间形成所述液体流体的柱，并且将所述液体流体从所述冷凝表面引导朝向所述蒸发表面。

19.根据权利要求16所述的HVAC&R系统，其中所述壳体包括泄压装置，所述泄压装置被配置成响应于所述壳体内的压力超过预定阈值而致动。

20.根据权利要求16所述的HVAC&R系统，其包括所述排热系统，其中所述排热系统包括耦接到所述壳体的多个翅片，并且其中所述多个翅片被配置成将热能从所述冷凝表面传递到被引导穿过所述多个翅片的空气流。

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