[发明专利]使用相变材料结合热导管和箔、泡沫或其他多孔介质的能量储存和热管理

说明书

本发明的发明名称是使用相变材料结合热导管和箔、泡沫或其他多孔介质的能量储存和热管理。一方面，储存能量的装置包括：外壳，其限定封闭的室；布置在室中的箔或泡沫，其由导热材料形成；布置在室中的相变材料；和延伸通过外壳的至少一个热导管，其与泡沫或箔和相变材料热连通。可描述其他方面。

相关申请

本申请涉及2013年1月24日提交的Faghri等的题目为UTILIZING PHANGE CHANGEMATERIAL,HEAT PIPES,AND FUEL CELLS FOR AIRCRAFT APPLICATIONS的美国专利申请序列号13/357,254，其公开内容在此以其全部通过引用并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及使用相变材料(PCM)的能量储存。

背景技术

可在各种应用中利用PCM的融化和凝固(包括分开或同时融化或凝固)以储存和随后提取PCM中的热能和从PCM提取热能，或冷却和加热多种物体。

相变材料，其包括纯的和低共熔的等，在特定和已知温度(或温度范围)下融化和冻结，其提供机会以精确控制正在被冷却或加热的对象的温度。而且，相对于显能(sensible energy)，潜能可以在高得多的能量密度下储存，导致减少的成本和更小的以及更轻的热管理封装。

在空间和重量重要的情况下，例如但不限于航空航天应用、汽车应用——其包括电动车辆的客舱的热控制和在汽车和航空航天应用中的废热回收，潜热热能储存的高能量密度是有吸引力的。更具体的应用是减小如在与商用飞行器中的厨房或废热储存有关的小规模系统中可见的设备的尺寸和重量，或用于聚光式太阳能发电(CSP)厂领域的大规模应用。不幸地，这种情况典型地阻碍了现有PCM装置/材料、系统和/或方法的总效率。

因此，当维持或减少总质量和体积时，显示增加的热容量的PCM装置/材料、系统和/或方法是期望的。

发明内容

在至少一方面，储存能量的装置包括：外壳，其限定封闭的室；布置在室中的箔，其由导热金属材料形成；布置在室中的相变材料；和延伸通过外壳的至少一个热导管，其与相变材料热连通。

在另一方面，储存能量的装置包括：外壳，其限定封闭的室；布置在室中的相变泡沫材料；和延伸通过外壳的至少一个热导管，其与相变材料热连通。

本文描述的特征、功能和优势可在本公开的多个方面独立地获得，或其可结合仍其他方面，参考以下描述和附图可见其进一步细节。

附图说明

参考以下附图，以下详细地描述了依照本公开的教导的方法和系统的方面。

图1-10是根据方面的储存能量的装置的方面的示意图。

图11是根据方面图解了储存能量的装置的融化速率的图。

图12是根据方面图解了储存能量的装置的凝固速率的图。

图13是根据方面图解了储存能量的装置的融化速率的图。

图14是根据方面图解了储存能量的装置的凝固速率的图。

虽然多种方面的具体特征可能在一些附图中示出并且在其他中没有示出，但这只是为了方便起见。任何附图的任何特征可与任何其他附图的任何特征结合参考和/或要求保护。

具体实施方式

这里描述的是能量储存装置的方面，所述能量储存装置将热导管分别与固体多孔介质和/或有效的固体多孔介质例如高导热率泡沫和/或箔结合，以提高相变材料的融化和/或凝固速率，和/或降低热表面或冷表面和相变材料固-液界面之间的温度差。当它经受相变时，通过减小热(或冷)表面或设备和相变材料的固-液界面(一个或多个)之间的热阻而获得改进的热性能。