[实用新型]一种相变蓄冷装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是热交换管理领域，尤其是一种相变蓄冷装置。

背景技术

热管理技术的研究关注点在于解决“取热回路”中高热流密度下热量从热源到冷却工质间的传递过程，而对于“释热回路”以及如何降低热管理系统体积、重量和功耗尚未引起足够的重视。随着固体激光器朝着长时间、更高功率的方向发展，如果仍然采用传统的微通道实时水冷方式，热管理系统的体积、重量及功耗将极其庞大，极大的限制了大功率固体激光器的应用领域。

相变蓄冷是通过相变材料相变把冷量储存起来，在需要时通过相变把冷量释放出来的方法。相变储能系统在太阳能利用、建筑节能、蓄冷空调及高能激光器中有着广泛的应用。

2003年曹建光等人开展了泡沫铝在相变储能装置中的应用研究，获得了基于泡沫铝强化传热的部分相变储能规律，但该技术尚未见应用。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种相变蓄冷装置的技术方案，该方案利用释热回路、取热回路和相变材料进行热交换，无需采用额外能源，整体装置体积较小，能耗较低。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种相变蓄冷装置，包括有设置在封装壳体内的取热冷板、释热冷板、骨架材料、相变材料和隔热材料；取热冷板和释热冷板之间设置有骨架材料；骨架材料与释热冷板和取热冷板采用层式堆叠交错设置；骨架材料内填充有相变材料；封装壳体的内壁上设置有隔热材料；取热冷板内设置有取热回路；释热冷板内设置有释热回路；取热回路中设置有取热载冷剂；释热回路中设置有释热载冷剂；封装壳体顶部设置有排气孔和相变材料加注口。

作为本方案的优选：取热回路一端设置在取热冷板内，另一端设置在热源区域内；释热回路一端设置在释热冷板内，另一端设置在外部制冷设备内。

作为本方案的优选：骨架材料的形状为块状多孔蜂窝形；骨架材料的材质为多孔泡沫石墨；骨架材料导热系数为100w/m﹒K～300w/m﹒K；骨架材料有效孔隙率为0.2～0.8。

作为本方案的优选：取热冷板和释热冷板通过导热胶粘贴在骨架材料上。

作为本方案的优选：相变材料能够发生固液相变；相变材料相变潜热大于100kJ/kg。

作为本方案的优选：导热胶的导热系数大于3W/m﹒K。

作为本方案的优选：相变材料的需要量根据公式计算，其中Q为单次蓄冷量，ΔH为相变材料相变潜热。

作为本方案的优选：骨架材料的需要量根据公式计算，其中Q为单次蓄冷量，ε为有效孔隙率，ΔH为相变材料相变潜热。

作为本方案的优选：相变材料以液相状态加注进封装壳体中。

作为本方案的优选：骨架材料为多孔泡沫石墨；相变材料为石蜡。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中利用相变材料的相变实现废热吸收，吸热过程不需动力能源，能耗低；利用相变材料的相变吸收热量，储能密度高，装置体积规模小；通过多孔介质材料强化传热，单位时间储热量大，适用于高热流密度负载散热；通过增加相变材料总量增加总吸热量，可适用不同热负荷的使用环境，应用范围广。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为取热冷板和释热冷板的换热原理示意图。

图中，1为相变材料加注口，2为排气口，3封装壳体，4为隔热材料，5为取热冷板，6为骨架材料，7为释热冷板，8为取热回路，9为释热回路，10为热源区域，11为外部制冷装置。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

本实用新型包括有设置在封装壳体内的取热冷板、释热冷板、骨架材料、相变材料和隔热材料；取热冷板和释热冷板之间设置有骨架材料；骨架材料与释热冷板和取热冷板采用层式堆叠交错设置；骨架材料内填充有相变材料；封装壳体的内壁上设置有隔热材料；取热冷板内设置有取热回路；释热冷板内设置有释热回路；取热回路中设置有取热载冷剂；释热回路中设置有释热载冷剂；封装壳体顶部设置有排气孔和相变材料加注口。