[发明专利]带涂层的热交换器

权利要求书

1.一种用于将热从第一材料传递到第二材料的热交换器，其包括：

结构性热传递部件，其具有与所述第一材料接触的第一表面和与所述第二材料接触的第二表面；以及

涂层，其安置在所述第一表面或所述第二表面上，或安置在所述第一和第二表面上，所述涂层包括分散在聚合物树脂基质中的在至少一个尺寸上是纳米级的填充物颗粒。

2.如权利要求1所述的热交换器，其中所述个别填充物颗粒与所述聚合物树脂基质之间的界面热阻小于或等于7×10^-7m²-K/W。

3.如权利要求1所述的热交换器，其中所述个别填充物颗粒与所述聚合物树脂基质之间的界面热阻小于或等于7×10^-8m²-K/W。

4.如权利要求1所述的热交换器，其中所述个别填充物颗粒与所述聚合物树脂基质之间的界面热阻小于或等于7×10^-9m²-K/W。

5.如权利要求1至4中任一项所述的热交换器，其中所述个别填充物颗粒的热导率是至少30W/m-K。

6.如权利要求5所述的热交换器，其中所述个别填充物颗粒的所述热导率是至少300W/m-K。

7.如权利要求6所述的热交换器，其中所述个别填充物颗粒的所述热导率是至少3000W/m-K。

8.如权利要求1至7中任一项所述的热交换器，其中所述填充物颗粒具有小于或等于500nm的至少一个尺寸。

9.如权利要求8所述的热交换器，其中所述填充物颗粒具有小于或等于100nm的至少一个尺寸。

10.如权利要求1至9中任一项所述的热交换器，其中所述填充物颗粒是棒条、细管、纤维或小片。

11.如权利要求10所述的热交换器，其中所述填充物颗粒具有大于或等于0的定向比率φ_p，p。

12.如权利要求1至11中任一项所述的热交换器，其中所述填充物颗粒包括碳纳米管、碳纳米片、石墨烯、氮化硼纳米管或硼纳米片。

13.如权利要求1至12中任一项所述的热交换器，其中所述聚合物树脂包括π轨道电子。

14.如权利要求13所述的热交换器，其中所述聚合物树脂包括苯基或亚苯基。

15.如权利要求14所述的热交换器，其中所述聚合物树脂包括聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚(对亚苯基)、聚苯醚。

16.如权利要求13至15中任一项所述的热交换器，其中所述填充物颗粒被羧酸基团、氢氧化物、氧化物或胺官能化。

17.如权利要求1至16中任一项所述的热交换器，其中所述涂层具有带有微米尺度和纳米尺度粗糙度的分层表面粗糙度。

18.一种包括热传递流体循环环路的热传递系统，其包括安置在所述热传递流体循环环路中的如权利要求1至17中任一项所述的热交换器。

19.如权利要求18所述的热传递系统，其为蒸汽压缩热传递系统，其包括：蒸发器热交换器；压缩机，其从所述蒸发器热交换器接收热传递流体；冷凝器热交换器，其从冷凝器接收热传递流体；膨胀装置，其从所述冷凝器热交换器接收热传递流体并且将热传递流体提供给所述蒸发器热交换器，其中如权利要求1至17中任一项所述的热交换器是所述蒸发器热交换器或所述冷凝器热交换器。

20.一种操作如权利要求18或19所述的热传递系统的方法，其包括使所述热传递流体循环穿过所述热传递流体循环环路以便将热从所述第一材料传递到所述第二材料，其中如权利要求1至17中任一项所述的热交换器的涂层表面经受低于水的冰点的温度。