專利名稱：流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法及傳熱介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用流態(tài)化傳熱介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)化傳熱的方法，以及一種流態(tài)化強(qiáng)傳熱介質(zhì)，通過在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)中加入輔助相變傳熱物質(zhì)實(shí)現(xiàn)對傳熱的整體的熱控制及熱管理。
背景技術(shù)：
利用傳熱介質(zhì)傳熱是最常見的一種傳熱方式，即利用傳熱介質(zhì)在熱源處吸收熱量，并使吸收熱量后的傳熱介質(zhì)在放熱設(shè)備或放熱端內(nèi)放出熱量，到達(dá)傳熱的目的。傳熱介質(zhì)作為一種流體，在密閉、封閉或半封閉的系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)。這種傳熱方式被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域以及民用、工業(yè)設(shè)備中。
傳熱過程包括換熱、集熱、散熱、蓄熱的熱量的傳遞、交換、收集、儲(chǔ)存、應(yīng)用、控制、管理的所有過程，在本發(fā)明中，傳熱的概念包括以上所述的所有的過程。
根據(jù)傳熱介質(zhì)在傳熱過程中是否有相變發(fā)生，可以分為有相變的傳熱，例如在空調(diào)、熱泵中，采用氟里昂或氨、烷烴、水等作為傳熱介質(zhì)，傳熱介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)從外界吸收熱量，由液態(tài)變化為氣態(tài)，然后經(jīng)過壓縮機(jī)、節(jié)流閥或泵等設(shè)備調(diào)節(jié)壓力后，在冷凝器內(nèi)由氣態(tài)變成液態(tài)放出熱量，來實(shí)現(xiàn)熱控制或熱管理。這種過程中傳熱介質(zhì)在吸熱及放熱過程中有相變發(fā)生，屬于相變傳熱。同樣，在熱管傳熱過程中，熱管內(nèi)的傳熱介質(zhì)在吸熱端由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)吸收熱量，在放熱端則由氣態(tài)變成液態(tài)放出熱量，也屬于相變傳熱。還有，在工業(yè)換熱(升溫、冷卻)過程中或民用采暖過程中，如果用蒸汽采暖，則在換熱設(shè)備存在相變；如果用水或其它流體作為傳熱介質(zhì)，通常在傳換過程中不存在相變過程，屬于非相變傳熱，如在民用采暖過程中通入到樓宇及家庭的散熱器中的高溫水，或在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中，電子器件冷卻系統(tǒng)中，以及機(jī)械設(shè)備中用于冷卻設(shè)備的機(jī)油等，常用流體循環(huán)來將熱量傳遞到外部環(huán)境達(dá)到熱控制或熱管理的目的，所用的傳熱介質(zhì)即流體可以為液體、氣體或氣液以及沸騰狀態(tài)的混合物。
在航天和軍事產(chǎn)品中，有比普通工業(yè)產(chǎn)品更高的傳熱性能要求，特別是對熱控制的精度有更高的要求，所涉及的產(chǎn)品的應(yīng)用的領(lǐng)域雖然不同，但其整體的熱控制熱管理的要求更高。
換熱的目的一般來說是對熱量進(jìn)行交換或?qū)囟冗M(jìn)行熱控制或熱管理，通常，換熱的熱流量大小受換熱設(shè)備的換熱面積、傳熱介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量及流量、傳熱的熱阻、傳熱溫差的影響。通常，在一般傳熱系統(tǒng)中，換熱設(shè)備的面積是一個(gè)固定的參數(shù)，傳熱介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量也是一定的，熱控制或熱管理往往是通過改變傳熱介質(zhì)的循環(huán)量來實(shí)現(xiàn)的，在熱泵或空調(diào)等系統(tǒng)中還通過控制蒸發(fā)設(shè)備及冷凝設(shè)備的操作壓力來進(jìn)行熱控制或熱管理調(diào)節(jié)。
然而，由于環(huán)境溫度或者是換熱系統(tǒng)中放/吸熱量的波動(dòng)頻率較高或幅度較大，通過改變傳熱介質(zhì)的流量及操作壓力等方式會(huì)出現(xiàn)滯后或能力的不足，造成傳熱介質(zhì)既使循環(huán)量最大時(shí)仍不能將待移走或補(bǔ)充的熱量吸收或放出，出現(xiàn)換熱能力的不足，這會(huì)造成被調(diào)節(jié)的系統(tǒng)或環(huán)境的溫度出現(xiàn)不希望的波動(dòng)，使得傳熱的目的無法實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的方法可以通過設(shè)置很大的換熱面積的余量保證在熱量變化時(shí)仍可以實(shí)現(xiàn)對熱量的傳熱，但這樣將增加成本及浪費(fèi)很多材料，特別是對于有重量、體積、成本要求的傳熱，采用這種方法將無法實(shí)現(xiàn)傳熱的熱管理、熱控制的目的，如計(jì)算機(jī)CPU的熱管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法，通過使傳熱介質(zhì)多相化來強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的傳熱能力從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的傳熱能力的增強(qiáng)以及熱控制及熱管理的目標(biāo)。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法，在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)內(nèi)加入輔助相變傳熱物質(zhì)，使得在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的工作溫度范圍內(nèi)無相變傳熱時(shí)，輔助相變傳熱物質(zhì)進(jìn)行相變傳熱，基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)在相變傳熱時(shí)，輔助相變傳熱物質(zhì)在低于基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的相變溫度下進(jìn)行相變傳熱或儲(chǔ)能。
在基礎(chǔ)傳熱物質(zhì)中加入輔助相變物質(zhì)，稱為將工作介質(zhì)多相化。
本發(fā)明還提供了一種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，包括基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)和輔助相變傳熱物質(zhì)，輔助相變傳熱物質(zhì)的相變溫度在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的工作溫度區(qū)間之內(nèi)，且其相變溫度要低于基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的同一壓力下的相變溫度。
由于無論是基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)還是輔助相變傳熱物質(zhì)，其本身都屬于傳熱介質(zhì)，因此兩者可采用任意比例，但為獲得較佳的溫度調(diào)節(jié)效果，基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)與輔助相變傳熱物質(zhì)的體積比可以為100∶1～300，使得能夠充分發(fā)揮出多相傳熱的效果。
所述的基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)可以為任何能夠用于傳熱的流體，用于熱管時(shí)優(yōu)選鈉、萘、鉀、銫、導(dǎo)熱油、水、汞、聯(lián)苯、導(dǎo)熱姆、丙酮、氨、甲醇、乙醇、F-22、乙烷、氮中的一種或多種；用于制冷設(shè)備或熱泵時(shí)優(yōu)選CFC、HCFC、HFC以及CFCs、HFCFs、HFCs、水、氨、碳?xì)浠衔?、二氧化碳中的一種或一種以上；用于發(fā)動(dòng)機(jī)散熱時(shí)優(yōu)選水或發(fā)動(dòng)機(jī)的不凍液；用于供暖設(shè)備時(shí)用水或水蒸汽。
所述的輔助相變傳熱物質(zhì)可以為液氣相變物質(zhì)、固固相變物質(zhì)、固液相變物質(zhì)中的一種或一種以上。
所述的液氣相變物質(zhì)可以為鈉、萘、鉀、銫、導(dǎo)熱油、水、汞、聯(lián)苯、丙酮、氨、甲醇、乙醇、F-22、乙烷，CFC、HCFC、HFC、CFCs、HFCFs、HFCs中的一種或一種以上的物質(zhì)。
所述的固固相變物質(zhì)可以為PE(季戊四醇)、PG(2，2-二羥甲基丙醇)、NPG(新戊二醇)、TMP(三甲基丙烷)、TAM(三羥甲基甲胺)、無機(jī)鹽、層狀鈣鈦礦、硫氰化銨(NH4SCN)、高分子聚合物、高分子交聯(lián)樹脂、接枝共聚物、聚乙烯中的一種或一種以上。
固液(液固)相變物質(zhì)可以為無機(jī)水合鹽、石蠟、脂肪酸、堿金屬及堿土金屬的鹵化物、高溫融化鹽、混合鹽、金屬、合金、高級脂肪烴、醇、及鹽、多烴基化合物，其中無機(jī)水合鹽主要為硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、醋酸鹽；高溫融化鹽主要有氟化鹽、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽；多烴基化合物可以為多元醇、季戊四醇、新戊二醇。
當(dāng)基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)與輔助相變傳熱物質(zhì)或輔助相變傳熱物質(zhì)之間易發(fā)生反應(yīng)或避免與其他物質(zhì)混合時(shí)，還可以將輔助相變傳熱物質(zhì)包裹在一個(gè)殼體內(nèi)成為顆粒狀物質(zhì)。
當(dāng)基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)進(jìn)行無相變傳熱時(shí)，例如用于工業(yè)系統(tǒng)或建筑采暖、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻等，基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)在以液態(tài)在管道和換熱設(shè)備流動(dòng)時(shí)，吸收熱量后其溫度升高，放出熱量溫度降低，利用顯熱傳熱。當(dāng)溫度較高而顯熱傳熱能力不足時(shí)，溫度升高使得輔助相變傳熱物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)吸收大量熱量，保證溫度不會(huì)過高；放熱時(shí)由氣態(tài)變成液態(tài)并放出潛熱，也可以維持系統(tǒng)溫度不會(huì)過低，并且因?yàn)橄嘧儌鳠崴俾矢哂跓o相變的傳熱速率，所以能夠顯著改善傳熱效果，實(shí)現(xiàn)對傳熱的整體的溫度控制及均衡。對于基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)在傳熱過程中發(fā)生相變的傳熱過程，采用多相的工作介質(zhì)可以將熱源的高峰工作時(shí)的熱量儲(chǔ)存在輔助相變傳熱物質(zhì)中，經(jīng)多次的循環(huán)或在熱源的低峰工作時(shí)發(fā)熱量減少時(shí)在將熱量釋放，同時(shí)，這樣也可以減少冷凝端的換熱器的換熱面積，平衡工作介質(zhì)在不同的工作區(qū)間的工作溫度，從而實(shí)現(xiàn)對傳熱的整體的熱控制或熱管理。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法及傳熱介質(zhì)作進(jìn)一步說明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1本實(shí)施例涉及的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)適宜的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榻ㄖ┡?，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻，電子器件液冷，機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備溫度控制，航天，軍事。
基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)水，工作溫度為0-100℃，工作壓力為正常氣壓。
下面不同的實(shí)施例中采用了不同的輔助相變傳熱物質(zhì)實(shí)施例1.1輔助相變傳熱物質(zhì)為液氣相變物質(zhì)，為甲醇與乙醇的混合物。本實(shí)施例中基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)與輔助相變傳熱物質(zhì)構(gòu)成的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的各組分體積比為水100，汽化溫度為100℃；甲醇30，汽化溫度為64.7℃；乙醇40，汽化溫度為78.3℃；采用這種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法為在水中加入甲醇、乙醇作為傳熱介質(zhì)，在加熱端，隨著溫度的升高，甲醇首先汽化，然后乙醇汽化，進(jìn)入到冷凝端時(shí)為汽液兩相傳熱介質(zhì)，在溫度低于78.3℃時(shí)乙醇冷卻釋放潛熱，到溫度64.7℃時(shí)甲醇釋放潛熱，這樣實(shí)現(xiàn)了兩相傳熱及利用顯熱及潛熱共同傳熱，提高了工作介質(zhì)的傳熱能力。
實(shí)施例1.2本實(shí)施例中以固固相變物質(zhì)為輔助相變傳熱物質(zhì)，該物質(zhì)采用2，2-二羥甲基丙醇(PG)。
流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的各組分體積比為水100份2，2-二羥甲基丙醇(PG)10份，相變溫度81.76℃，轉(zhuǎn)變焓172.458J/G；采用這種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法為在水中加入固固相變物質(zhì)作為輔助相變傳熱物質(zhì)，在換熱系統(tǒng)的加熱端，當(dāng)水被加熱到81.76℃時(shí)，PG開始吸熱相變，到冷凝端后，當(dāng)溫度低于81.76℃時(shí)開始放熱，從而實(shí)現(xiàn)利用固固相變與水的無相變的傳熱；實(shí)施例1.3輔助相變傳熱物質(zhì)采用固液(液固)相變物質(zhì)，由三水醋酸鈉、AL(NO3)3·9H2O及三羥甲基乙烷構(gòu)成。
流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的各組分體積比為水100份三水醋酸鈉70份相變溫度58.2℃，熔解熱250.8J/G，AL(NO3)3·9H2O80份，相變溫度90℃，熔解熱135.9J/G三羥甲基乙烷100份，相變溫度80℃，熔解熱309J/G利用三種相變材料的不同的相變溫度，在不同的相變點(diǎn)進(jìn)行溫度的釋放，完成相變的傳熱；實(shí)施例2本實(shí)施例中涉及的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)適用的領(lǐng)域包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻，機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備熱控制，航天，軍事。
基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)機(jī)油，工作溫度，10-200℃，壓力，正常氣壓實(shí)施例2.1
輔助相變傳熱物質(zhì)為固固相變物質(zhì)，本實(shí)施例中流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為機(jī)油100份線性低密度聚乙烯(LLDPE)，2份，相變溫度126℃，相變焓157J/G，顆粒度10nm(納米)高密度聚乙烯(HDPE)，2.5份，相變溫度133℃，相變焓212J/G，顆粒度90nm(納米)；采用這種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法為在機(jī)油為基礎(chǔ)傳熱物質(zhì)的工作介質(zhì)中，加入非金屬的相變物質(zhì)，制成納米的非金屬添加物，使其既可以保持有納米物質(zhì)的功能流體的特性，有通過相變物質(zhì)控制機(jī)油的溫度，即增加了其傳熱能力，又增加了熱控制熱管理能力，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫時(shí)可以通過相變蓄熱將溫度控制在適合的溫度。
實(shí)施例2.2輔助相變傳熱物質(zhì)為固液(液固)相變物質(zhì)，為LiNO3(體積比42％)+KNO3(體積比58％)。
本實(shí)施例中流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為機(jī)油100份LiNO3(體積比42％)+KNO3(體積比58％)，10份，相變溫度120℃，相變焓151J/G；實(shí)施例3
本實(shí)施例中涉及的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)適用的領(lǐng)域冶金、鋼鐵、化工行業(yè)余熱回收，發(fā)動(dòng)機(jī)余熱回收，電子機(jī)械設(shè)備溫度控制，建筑供暖，醫(yī)療設(shè)備溫度控制，航天，軍事。
基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油，工作溫度，-10-400℃，壓力，正常氣壓。
實(shí)施例3.1輔助相變傳熱物質(zhì)為固固相變物質(zhì)，由純聚乙二醇(PEG)及高密度聚乙烯(HDPE)構(gòu)成。
本實(shí)施例中流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為導(dǎo)熱油100份純聚乙二醇(PEG)10份，相變溫度328℃，相變焓185J/G高密度聚乙烯(HDPE)50份，相變溫度133℃，相變焓212J/G本工作介質(zhì)的工作溫度適合于在0-400℃內(nèi)變化，在加熱溫低于133℃時(shí)，依靠高密度聚乙烯(HDPE)進(jìn)行相變傳熱，當(dāng)加熱端溫度低于328℃時(shí)，依靠純聚乙二醇(PEG)進(jìn)行相變傳熱，其放熱端溫度低于133℃，以便保證相變傳熱可以實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例3.2本實(shí)施例中的輔助相變傳熱物質(zhì)采用固液(液固)相變物質(zhì)，由LiCl-KCl及NaCl-NaNO3、LiNO3-KNO3組成。
本實(shí)施例中的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為導(dǎo)熱油100份LiCl-KCl1份，相變溫度352℃，熔解熱117.8J/G
NaCl-NaNO330份，相變溫度290℃，熔解熱247J/GLiNO3-KNO350份，相變溫度120℃，熔解熱151J/G實(shí)施例4應(yīng)用領(lǐng)域制冷空調(diào)、熱泵，航天，軍事。
基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)為F13，其正常沸點(diǎn)47.68℃，體積100份，工作溫度，-10-80℃。
實(shí)施例4.1本實(shí)施例中采用液氣相變物質(zhì)作為輔助相變傳熱物質(zhì)，該輔助相變傳熱物質(zhì)由F11、F22組成。
本實(shí)施例中的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為F13，100份；F11，80份，正常沸點(diǎn)23.7℃F22，100份，正常沸點(diǎn)31℃。
三種不同相變點(diǎn)的工作介質(zhì)使用時(shí)存在不同的溫度點(diǎn)相變，使得空調(diào)系統(tǒng)在四季變化時(shí)可以在不同的工作溫度下采用不同的工作介質(zhì)實(shí)現(xiàn)相變過程，使得空調(diào)系統(tǒng)在夏天制冷及冬季供暖的不同工作溫度區(qū)間內(nèi)以不同相變點(diǎn)的工作介質(zhì)為主進(jìn)行相變，使得空調(diào)系統(tǒng)的整體效能最高。
實(shí)施例4.2本實(shí)施例中采用固液相變物質(zhì)作為輔助相變傳熱物質(zhì)，該輔助相變傳熱物質(zhì)由CH3COONa·3H2O、Na2SO3·10H2O(加入適量氧化納)組成。
本實(shí)施例中的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為F13，100份；CaCl2·6H2O，10份，相變溫度58℃，潛熱值250KJ/KGNa2SO3·10H2O(加入適量氧化納)，20份，相變溫度17-27℃，潛熱值246KJ/KG采用這種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法為將兩種相變材料分別制造為顆粒物，并且將其用膠囊包裹，加入基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)-F13中，在制冷過程中Na2SO3·10H2O(加入適量氧化納)為輔助相變物質(zhì)實(shí)現(xiàn)制冷的相變，在供熱過程中，采用CaCl2·6H2O為相變物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)輔助相變傳熱，加入兩種成分的物質(zhì)將提高制冷與供熱循環(huán)的整體效能。
實(shí)施例4.3本實(shí)施例中采用固固相變物質(zhì)作為輔助相變傳熱物質(zhì)，該輔助相變傳熱物質(zhì)由層狀鈣鈦礦及PG30％+NPG70％組成。
本實(shí)施例中的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)各組分的體積比為F13，100份；層狀鈣鈦礦30份，相變溫度0-12℃，相變焓42-146KJ/KGPG30％+NPG70％，20份，相變溫度31-81℃，相變焓73-42KJ/KG層狀鈣鈦礦為制冷過程的輔助相變物質(zhì)，PG30％+NPG70％為制熱過程中的輔助相變物質(zhì)；
實(shí)施例5應(yīng)用領(lǐng)域熱管、熱管散熱器、熱管換熱器、熱管集熱器、熱管蓄熱器，脈沖熱管、循環(huán)熱管、曲面熱管、復(fù)雜熱管，航天，軍事基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)水，工作溫度，20-300℃，壓力，0.0001帕-500帕。
實(shí)施例5.1本實(shí)施例中的輔助相變傳熱物質(zhì)為乙醇及丙酮。流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的體積組成為水100份，正常沸點(diǎn)100℃丙酮30份，正常沸點(diǎn)56℃乙醇40份，正常沸點(diǎn)78℃在工作過程中，首先丙酮開始汽化相變傳熱，在其所有的工作介質(zhì)完全汽化后溫度升高，乙醇開始汽化相變傳熱，待乙醇全部汽化完成后，水開始汽化相變傳熱，在冷凝段的工作溫度要低于最低的初始相變工作介質(zhì)的相變傳熱溫度，如在本例中，冷凝段的溫度應(yīng)該低于丙酮的冷凝溫度。低溫丙酮，中溫乙醇，高溫水三種工作介質(zhì)在不同的各種溫度點(diǎn)產(chǎn)生相變傳熱，適應(yīng)于在加熱段不同的加熱段工作溫度及不同的傳熱能力的要求，通過調(diào)整不同的體積比可以使用于不同的溫度點(diǎn)的需要，從而保證了系統(tǒng)在不同的工作區(qū)間的最高效能的傳熱，實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的熱控制及熱管理。
實(shí)施例5.2本實(shí)施例中以固固相變物質(zhì)作為輔助相變傳熱物質(zhì)，本實(shí)施例中的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的體積比構(gòu)成為水，100份，正常沸點(diǎn)100℃AMP，20份，轉(zhuǎn)變溫度56.96℃，轉(zhuǎn)變焓114KJ/KG；PG30％+NPG70％(二元體系結(jié)構(gòu))50份，轉(zhuǎn)變溫度40-81℃，轉(zhuǎn)變焓27-85KJ/KG本實(shí)施例中的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的中，其主要的輔助相變傳熱物質(zhì)為PG30％+NPG70％(二元體系結(jié)構(gòu))，其具有較寬的相變溫度區(qū)間，但在其特殊的溫度點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)的熱控制的目標(biāo)選擇不高于60℃，因而采用AMP使系統(tǒng)的溫度達(dá)到接近60℃時(shí)可以將熱量大量的吸收，使得系統(tǒng)的熱控制的目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例5.3本實(shí)施例中的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)的體積構(gòu)成為水100份，正常沸點(diǎn)100℃乙醇100份，正常沸點(diǎn)78℃丙酮130份，正常沸點(diǎn)56℃，NaSO4·10H2O150份，相變溫度為32℃，熔解潛熱為250KJ/KG，十八酸(飽和一元脂肪酸)30份，相變溫度為69.9℃，熔解潛熱為63KJ/MOL，本例特別適合于電子器件的散熱器的熱控制(散熱器)產(chǎn)品中，采用基礎(chǔ)傳熱物質(zhì)為水，同時(shí)采用兩種液氣相變和固固相變物質(zhì)為輔助相變物質(zhì)，其罐裝時(shí)內(nèi)部真空度為0.1帕，在基本的相變溫度點(diǎn)30-50℃區(qū)間內(nèi)以乙醇、丙酮、NaSO4·10H2O為主要的工作介質(zhì)，隨著熱源的溫度的增加及工作時(shí)間的增加，熱量開始由丙酮汽化相變傳熱，同時(shí)NaSO4·10H2O采用固固相變傳熱，如果熱源的熱量逐漸增加或突然增加，此時(shí)系統(tǒng)的溫度也同時(shí)增加，水被汽化通過相變傳熱，當(dāng)溫度達(dá)到69℃時(shí)，十八酸(飽和一元脂肪酸)開始發(fā)生相變蓄熱，使得系統(tǒng)被控制在70℃以下的溫度區(qū)間工作，保證電子器件在大功率使用(如計(jì)算機(jī)CPU超頻)時(shí)，仍使系統(tǒng)符合熱控制的要求，從而高效的保證系統(tǒng)的熱管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。特別對于計(jì)算機(jī)、筆記本電腦等對空間和重量有要求的產(chǎn)品，可以采用此技術(shù)方法在符合要求的體積重量下仍可以完美的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的熱管理熱控制的要求。
權(quán)利要求
1.一種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法，其特征在于在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)內(nèi)加入輔助相變傳熱物質(zhì)，使得在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的工作溫度范圍內(nèi)無相變傳熱時(shí)，輔助相變傳熱物質(zhì)進(jìn)行相變傳熱，基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)在相變傳熱時(shí)，輔助相變傳熱物質(zhì)在低于基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的相變溫度下進(jìn)行相變傳熱或儲(chǔ)能。
2.如權(quán)利要求1所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法，其特征在于當(dāng)基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)與輔助相變傳熱物質(zhì)易發(fā)生反應(yīng)或輔助相變傳熱物質(zhì)之間易發(fā)生反應(yīng)或避免與其他物質(zhì)混合時(shí)，將所述的輔助相變傳熱物質(zhì)包裹在一個(gè)殼體內(nèi)成為顆粒狀物質(zhì)。
3.一種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，包括基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)，其特征在于在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)中還加有輔助相變傳熱物質(zhì)，輔助相變傳熱物質(zhì)的相變溫度在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的工作溫度區(qū)間之內(nèi)，且其相變溫度要低于基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)同一壓力下的相變溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于當(dāng)基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)與輔助相變傳熱物質(zhì)易發(fā)生反應(yīng)或輔助相變傳熱物質(zhì)之間易發(fā)生反應(yīng)或避免與其他物質(zhì)混合時(shí)，將所述的輔助相變傳熱物質(zhì)包裹在一個(gè)殼體內(nèi)成為顆粒狀物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)與所述的輔助相變傳熱物質(zhì)的體積比為100∶1～300。
6.如權(quán)利要求3或4所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的輔助相變傳熱物質(zhì)為液氣相變物質(zhì)或固固相變物質(zhì)、固液相變物質(zhì)中的一種或一種以上。
7.如權(quán)利要求6所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的固固相變物質(zhì)為季戊四醇、2，2-二羥甲基丙醇、新戊二醇、三甲基丙烷、三羥甲基甲胺、無機(jī)鹽、層狀鈣鈦礦、硫氰化銨、高分子聚合物、高分子交聯(lián)樹脂、接枝共聚物、聚乙烯中的一種或一種以上。
8.如權(quán)利要求6所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的固液相變物質(zhì)為無機(jī)水合鹽、石蠟、脂肪酸、堿金屬及堿土金屬的鹵化物、高溫融化鹽、混合鹽、金屬、合金、高級脂肪烴、醇、多烴基化合物中的一種或一種以上。
9.如權(quán)利要求8所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的無機(jī)水合鹽為硫酸鹽或磷酸鹽、碳酸鹽、醋酸鹽，所述的高溫融化鹽為氟化鹽或氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽。
10.如權(quán)利要求8所述的流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的多烴基化合物為多元醇或戊四醇、新戊二醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種流態(tài)化多相強(qiáng)化傳熱方法及傳熱介質(zhì)，是在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)內(nèi)加入輔助相變傳熱物質(zhì)，使得在基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)的工作溫度范圍內(nèi)無相變傳熱時(shí)，輔助相變傳熱物質(zhì)進(jìn)行相變傳熱，基礎(chǔ)傳熱介質(zhì)在相變傳熱時(shí)，輔助相變傳熱物質(zhì)在低于基礎(chǔ)相變傳熱介質(zhì)的相變溫度下進(jìn)行相變傳熱。這種方法及介質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)對傳熱的整體熱控制及熱管理。
文檔編號C09K5/00GK1731070SQ20051010332
公開日2006年2月8日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者李建民 申請人:李建民