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摘要：本发明涉及便于冷却、通风或加热的改进技术领域，公开了一种直接换热强制对流的双工况相变冷却器及其应用，本发明中，通过把散热器中的从热源取热的过程以及将热量散发到环境中的过程分到两个循环中进行，以一个强制对流的相变换热循环来从热源取热，从而达成极高的换热系数；取热后的工质成为气液混合物，能够与相同成分的循环冷工质混合发生直接换热而再生并同时温度维持在高位，能够高效将热量散到环境中。两个循环结合，能以与常规液冷设备相似的结构和能耗达成类似压缩机的换热系数。本发明中，通过控制工质的循环流量以及成分，在热源的发热功率较低的时候，工质不再汽化，而是以流动的液相工质取热并散热，从而将热源温度降到泡点以下。

主权项：1.一种直接换热强制对流的双工况相变冷却器，其特征在于：包括贴靠需冷却装置的蒸发器（1）、用于吸收来自蒸发器（1）的工质蒸汽的直接换热器（2）、用于抽出来自直接换热器（2）的热工质的循环泵（3）、用于分配热工质的工质分配阀（4）、用于冷却热工质的工质降温器（5）、以及用于供工质及工质蒸汽流动的管道；所述工质为泡点低于需冷却装置的最高工作温度且常温常压下呈现为液相的物质；所述直接换热器（2）为用于混合不同相态的同一种物质来进行直接换热的混合器；所述工质分配阀（4）为三通阀或出口管路上分别设置有流量调节阀的三通；所述工质降温器（5）为用于对连续流动的液体进行降温的换热器；在工作状态下，工质采用以下方式循环：工质流经蒸发器（1）后进入直接换热器（2），与来自工质降温器（5）的工质混合后被循环泵（3）抽出，经工质分配阀（4）分配，一部分工质输送到蒸发器（1），另一部分工质输送到工质降温器（5）中；进入蒸发器（1）的工质为纯液相，记作a工质，其温度记作Ta；离开蒸发器（1）的工质为纯液相或气液混合物，记作b工质，其温度记作Tb；离开直接换热器（2）的工质为纯液相，记作c工质，其温度记作Tc；离开工质降温器（5）的工质为纯液相，记作d工质，其温度记作Td；需冷却装置的最大发热功率记作Wmax，最高工作温度记作Tmax，实际发热功率记作Wx，实际温度记作Tx；工质的泡点记作Tp；单位时间内流过蒸发器（1）的a工质的温度从Ta升到Tx且不发生相变时的焓变记作ΔH1；单位时间内流过蒸发器（1）的a工质的温度从Tp升到Tmax且完全变为气相时的焓变记作ΔH2，ΔH2＞Wmax；Wx≤ΔH1时，b工质为纯液相，此时的工况记作低功率液冷换热工况，该工况下：a工质流过蒸发器（1），在蒸发器（1）中被加热形成b工质，需冷却装置的显热转化为b工质中的显热；b工质输送到直接换热器（2）中，与d工质混合并发生直接换热，生成c工质，b工质中的显热转化为c工质中的显热；c工质被循环泵（3）抽出，经工质分配阀（4）分配，一部分输送到蒸发器（1），另一部分输送到工质降温器（5）中被冷却为d工质，c工质中的部分显热被转移到环境中；ΔH2＞Wx＞ΔH1时，b工质为气液混合物，此时的工况记作高功率相变换热工况，该工况下：a工质流过蒸发器（1），在蒸发器（1）中被加热形成b工质，需冷却装置的显热转化为b工质中的显热与潜热；b工质输送到直接换热器（2）中，与d工质混合并发生直接换热，生成c工质，b工质中的显热与潜热转化为c工质中的显热；c工质被循环泵（3）抽出，经工质分配阀（4）分配，一部分输送到蒸发器（1），另一部分输送到工质降温器（5）中被冷却为d工质，c工质中的部分显热被转移到环境中。

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百度查询： 北京相变换热科技有限责任公司 一种直接换热强制对流的双工况相变冷却器及其应用