[发明专利]热交换器组件和用于运行热交换器组件的方法

说明书

公开了一种热交换器组件。热交换器组件包括至少一个无源冷却回路，无源冷却回路包括：蒸发器，其可连接到要冷却的装置，以将热从要冷却的装置传导到蒸发器内的冷却流体，从而使冷却流体蒸发；和冷凝器，其与蒸发器互连，以从蒸发器接收蒸发的冷却流体，将热从冷却流体释放到冷凝器的环境，从而使冷却流体冷凝，且使冷凝的冷却流体返回到蒸发器；和有源局部回路，其包括压缩机和辅助冷凝器，有源局部回路是可启用和可禁用的，且连接到无源冷却回路，以在有源局部回路的启用状态中接收来自蒸发器的冷却流体，以通过压缩机压缩接收的冷却流体，通过辅助冷凝器将热从压缩的冷却流体释放到辅助冷凝器的环境，且使冷凝的冷却流体返回到蒸发器。

技术领域

本公开大体涉及热交换器组件。特定实施例涉及功率电子元件，其包括至少一个功率电子构件和至少如本文公开的热交换器组件。另外的实施例涉及使用热交换器组件来冷却电气构件。此外，本公开涉及用于运行热交换器组件的方法。

背景技术

在特别是用于冷却电气构件(诸如功率电子构件)的冷却应用中，普遍采用热交换器。热交换器构成用于移除从要冷却的构件散发的热的冷却器件(即，其中热从位置A(要冷却的构件)传递到位置B(移除的热的目的地)的过程)的至少一部分。特别地，移除的热的目的地涉及对环境的热排放。

传统的热交换器可包括用于使冷却剂介质(冷却流体)蒸发的蒸发器、用于将蒸发的冷却剂介质的聚集状态转换回其液体形式的冷凝器，和用于传送和压缩冷却剂介质的压缩机。虽然这种制冷系统通常允许进行有效的冷却，但是它很消耗能量。

其它类型的传统热交换器可包括所谓的热虹吸管。热虹吸管基于自然循环执行热交换，而不需要压缩机。热虹吸管比使用例如压缩机和/或泵的有源制冷系统消耗更少能量，但是它们仅能够在较有限的环境状况下冷却。

US 6,862894 B1公开了一种热交换器，其包括制冷系统和水冷式辅助冷凝器装置。

发明内容

鉴于以上内容，提供根据本发明的热交换组件、热交换组件的使用、包括热交换组件的功率电子元件和运行热交换器组件的方法。根据描述和附图，本公开的另外的方面、优点和特征是显而易见的。

根据公开的一方面，提供一种热交换器组件。热交换器组件包括至少一个无源冷却回路，无源冷却回路包括：蒸发器，其可连接到要冷却的装置，以将热从要冷却的装置传导到蒸发器内的冷却流体，从而使冷却流体蒸发；和冷凝器，其与蒸发器互连，以接收来自蒸发器的蒸发的冷却流体，将热从冷却流体释放到冷凝器的环境，从而使冷却流体冷凝，且使冷凝的冷却流体返回到蒸发器。热交换器组件进一步包括有源局部回路，其包括压缩机和辅助冷凝器，有源局部回路是可启用和可禁用的，且连接到无源冷却回路，以在有源局部回路的启用状态中，接收来自蒸发器的冷却流体，以通过压缩机压缩接收的冷却流体，通过辅助冷凝器将热从压缩的冷却流体释放到辅助冷凝器的环境，且使冷凝的冷却流体返回到蒸发器。此外，无源冷却回路为基部-空气(base-air)型热虹吸管或空气-空气(air-air)型热虹吸管。

根据公开的另一方面，提供如本文公开的热交换器组件的使用。根据该使用，热交换器组件用于冷却电气构件。电气构件可包括有源电气构件和/或无源电气构件。电气构件包括特别是功率电子构件、电气柜、电气或电子装置、电容器和磁性装置中的一个或多个。

根据公开的又一方面，提供功率电子元件，其包括至少一个功率电子构件和至少一个如本文公开的热交换器组件。

根据公开的又一方面，提供用于运行热交换器组件的方法。在方法中，典型地，热交换器组件为根据本文公开的实施例中的任一个的热交换器组件。