[发明专利]一种具有热桥效应的远距离传输蓄放热结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有热桥效应的远距离传输蓄放热结构。

背景技术

蓄热装置可以将夜间廉价的电能、或工业废热转换为高温热能储存起来，储存的热能可以被直接利用、用于建筑物供暖、也可以在用电高峰期将热能转换为电能使用，现有蓄热结构装置庞大，系统投资维护费用高，不能适应在狭窄空间热集中且无法把热量及时散出，或无空间安装较大散热翅的问题。

对新能源电动汽车来说，电池为内部核心部件，电池环境温度过低或过高皆对电池寿命造成巨大影响。如一般锂电池最佳使用环境温度为40℃，而温度高于40℃或低于40℃时，锂电池容量衰减速率提高。同时，汽车启动、加速或爬坡过程中，电流变大，电池发热量突增，造成电池温度波动。

储能材料，是指可通过相变吸收或释放大量相变潜热的相变材料，且相变过程中自身温度变化不大或不变，可对电池等温度敏感性器件非常实用。但储能材料无法一直蓄热，当蓄热到一定程度时，需要把热量释放出去。同时，在环境温度过高或过低时，相变储能材料和环境热交换较快，通过保温层可降低热交换速度，从而发挥相变储能材料的最大功效。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提供一种具有热桥效应的远距离传输蓄放热结构，解决现有狭窄空间热集中且无法把热量及时散出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有热桥效应的远距离传输蓄放热结构，包括储能块、散热块和集热块，散热块与储能块相连用于控制储能块的散热速率，集热块与储能块相连用于将集热块采集的热量快速转移至储能块内，储能块包括金属外壳和设置在金属外壳内的导热栅格，导热栅格内设有导热储能材料，导热栅格的导热系数大于导热储能材料的导热系数，储能块内部依靠导热栅格和导热储能材料不同的传热系数形成热桥效应；导热储能材料包括以下组分组成：55～100％的高导热相变粉体和0～45％的导热增强料。

优选的，导热栅格的导热系数与导热储能材料的导热系数提高1～4个数量级，能适应不同的场合，实现储能块的放热速度可调，实用性能好。

优选的，金属外壳上设有隔热保温套，隔热保温套与金属外壳可拆卸连接，能实现储能块的热量进行保温处理，将隔热保温套与金属外可拆卸连接，可根据实际需要，实现储能块热量的快速散出。

优选的，散热块包括散热翅和第一热管，散热翅通过第一热管设置在储能块上，散热翅依靠调节第一热管的启动温度来调控储能块的散热速率，散热翅和第一热管将热量散到外界中，并通过调节第一热管的启动温度来控制储能块的散热速率。

优选的，集热块包括集热板和第二热管，集热板通过第二热管设置在储能块上，集热板采集的热量依靠第二热管传输至储能块上，通过集热块实现热量的采集，并通过第二热管将采集的热量传输至储能块内，集热、传热效果好，便于狭小空间和远距离热量传送。

优选的，第二热管上设有隔热保温涂层，能对第二热管上的热量进行保温处理。

优选的，隔热保温涂层的厚度为1～50mm，且隔热保温涂层的导热系数为0.02～0.08W/m·K，保温效果好，将隔热保温涂层的厚度设置为1～50mm，节约了隔热保温涂层的空间。

优选的，导热储能材料通过以下步骤制成：

步骤一：将储能材料放入反应釜中，加热至熔点温度以上22～30℃并保持恒温，当储能材料从固态转变为液态后，搅拌储能材料，搅拌速度为80rpm，搅拌时间为1～3h；

步骤二：向步骤一处理的反应釜中缓慢加入导热增强料，保持步骤一搅拌时的温度，然后在速度为80～120rpm下搅拌1～4h，使导热增强料均匀分布在高导热相变粉体中，得到导热增强的导热储能材料，能实现导热增强料均匀的分布在高导热相变粉体中，提高相变效率，整体使用寿命长，且整体制备加工简单，成本低廉，储能密度大、导热系数高、无毒无害。

优选的，储能材料包括有机储能材料和无机固-液储能材料，且有机储能材料和无机固-液储能材料的质量比为1:1，能降低接触热阻，提高导热速率。

综上所述，本发明的优点：1.通过导热栅格和相变储能导热体不同的传热系数使储能块内形成热桥效应，提高了该蓄放热结构的蓄放热速率，且通过相变储能导热体提高储能体的储能密度，并通过散热块控制该蓄放热结构的散热速率，实现对蓄能块的过盈保护，集热块能快速的把热量转移至该蓄放热结构内进行储存，解决狭小空间和远距离热量回收和储能问题；可用于航天、新能源汽车电池控温、电子产品控温、太阳能光热利用、建筑节能、热量转移储存、余热回收等领域；