[发明专利]电热热传递系统

说明书

本发明涉及一种冷却系统，所述冷却系统包括电热元件(12)，所述电热元件具有液晶弹性体或保持在弹性体聚合物基体中的液体形式的液晶。电极对(14，16)设置在所述电热元件的相对表面上。第一热流路径(18)设置在所述电热元件和热沉(17)之间。第二热流路径(22)设置在所述电热元件和热源(20)之间。所述系统还包括控制器(24)，所述控制器被配置为控制到所述电极的电流并且选择性地引导热能沿着所述第一热流路径从所述电热元件到所述热沉或沿着所述第二热流路径从所述热源到所述电热元件的传递。

技术领域

本发明涉及一种电热热传递系统。

背景技术

存在多样技术用于冷却应用，包括但不限于蒸发冷却、对流冷却或诸如电热冷却的固态冷却。用于住宅和商业制冷和空调的最普遍的技术之一是蒸气压缩制冷剂热传递回路。这些回路通常使具有合适的热力学性质的制冷剂循环通过包括压缩机、排热热交换器(即热交换器冷凝器)、膨胀装置和吸热热交换器(即热交换器蒸发器)的回路。蒸气压缩制冷剂回路在各种设置中有效地提供冷却和制冷，并且在一些情况下可以作为热泵反向运行。然而，许多制冷剂可能存在诸如臭氧消耗潜能(ODP)或全球变暖潜能(GWP)的环境危害，或者可能是有毒或易燃的。此外，在缺乏足以驱动制冷剂回路中的机械压缩机的现成动力源的环境中，蒸气压缩制冷剂回路可能是不切实际的或不利的。例如，在电动车辆中，空调压缩机的动力需求会导致车辆电池寿命或行驶范围显著缩短。类似地，压缩机的重量和功率要求在各种便携式冷却应用中可能是有问题的。

因此，开发冷却技术作为蒸气压缩制冷剂回路的替代物已经受到关注。

发明内容

在本发明的一些方面，热传递系统包括：电热元件，该电热元件包含液晶弹性体或保持在弹性体聚合物基体中的液体形式的液晶。电极对设置在电热元件的相对表面上。第一热流路径设置在电热元件和热沉之间。第二热流路径设置在电热元件和热源之间。该系统还包括控制器，该控制器被配置为控制到电极的电流并且选择性地引导热能沿着第一热流路径从电热元件到热沉或沿着第二热流路径从热源到电热元件的传递。

根据本发明的一些方面，一种冷却热源的方法包括：在电热元件上施加电场作为电压差，该电热元件包含液晶弹性体或保持在弹性体聚合物基体中的液晶。所施加的电场导致熵减少且电热元件释放热能。向热沉传递所释放的热能的至少一部分。然后去除电场，这导致熵增加，且热能减少，且电热元件吸收热能。热能从热源传递，以被电热元件吸收，这导致热源冷却。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细描述可明白本发明的上述和其他特征及优点，在附图中：

图1是如本文所述的示例性冷却系统的示意描绘；以及

图2是如本文所述的另一个示例性冷却系统的示意描绘。

具体实施方式

参考附图，图1描绘示例性冷却系统10。如图1所示，冷却系统10包括电热元件12，该电热元件在电热元件12的相对侧上具有电极14和16。如下面进一步描述的，电热元件12包含液晶弹性体或保持在弹性体聚合物基体中的液体形式的液晶。可通过向固体或者液晶弹性体或弹性体聚合物基体施加形成电极的浆料(诸如金属纳米颗粒浆液、金属微颗粒浆液、金属/碳纳米线分散体、石墨烯分散体)或其他组合物来制备电热元件12以及电极14和16的组件。