一種泡沫金屬換熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及相變材料在高低溫狀態(tài)下的儲熱、儲冷以及傳熱技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于相變材料進(jìn)行換熱的熱換結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)。然而在空調(diào)制冷、建筑節(jié)能和新能源利用等領(lǐng)域，普遍存在供能間歇性、穩(wěn)定性低等問題。儲能技術(shù)是解決這些問題的重要技術(shù)手段之一。相變儲能技術(shù)因具有化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性好、安全性高、蓄熱密度大、蓄熱過程近似等溫過程等優(yōu)點(diǎn)而在這些領(lǐng)域十分受歡迎。但是，常見的儲存相變材料的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱性能差，換熱慢，不能短時間迅速均勻的對外傳熱，造成儲熱和儲冷的效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、操作方便、導(dǎo)熱性能高、換熱快、效率高的換熱結(jié)構(gòu)。該換熱結(jié)構(gòu)可以更快更充分的進(jìn)行對外換熱，從而提高傳熱的效率。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種泡沫金屬換熱結(jié)構(gòu)，包括換熱層和與換熱層接觸的蓄能層，其特征在于:所述蓄能層為填充有相變材料的泡沫金屬層，在所述泡沫金屬層外設(shè)置有保溫層。
[0006]所述泡沫金屬層的泡沫金屬骨架材料是孔徑2?3mm、孔隙率為70?95%的通孔型Cu。
[0007]所述的泡沫金屬層的截面形狀為圓形或多邊形。
[0008]所述相變材料為有機(jī)材料或無機(jī)材料。
[0009]所述有機(jī)材料為石蠟類、脂肪酸以及高級脂肪烴、醇、羧酸或鹽。
[0010]所述無機(jī)材料包括共熔物、結(jié)晶水合鹽、金屬或合金。
[0011]所述的換熱層是導(dǎo)熱效果優(yōu)良，能均勻換熱的材料。
[0012]所述的保溫層采用常用的保溫棉。
[0013]本實(shí)用新型換熱結(jié)構(gòu)采用泡沫金屬，并在泡沫金屬的通孔內(nèi)填充相變材料。泡沫金屬采用孔徑2?3mm、孔隙率為70?95%的通孔型Cu，尤其是當(dāng)孔隙率為95%時，在保證制造成本的前提下最大化的提高了泡沫金屬的換熱效率。從而利用導(dǎo)熱性能好的泡沫金屬實(shí)現(xiàn)均勻的快速的傳熱，并通過相比材料吸收或釋放熱能，極大的提高了相變材料的蓄熱性能，既提高了換熱量，又提高了換熱速率。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，儲能效果好，導(dǎo)熱性能好，傳熱均勻快速以及效率高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017]如圖1所示的一種填充相變材料的泡沫金屬換熱結(jié)構(gòu)，包括換熱層1、保溫層2以及蓄能層。蓄能層由泡沫金屬骨架3以及在其通孔中流動的相變材料4組成，金屬骨架3的截面形狀為圓形或多邊形，在本實(shí)施例中，截面形狀為矩形。
[0018]生產(chǎn)工藝中，將泡沫金屬骨架作為整個結(jié)構(gòu)支撐，在其通孔中添加相變材料。在泡沫金屬骨架的四周及頂部包裹著保溫層，底部放置換熱層。
[0019]使用本實(shí)用新型時，將換熱層與外部換熱對象接觸，外部對象將冷能量或者熱能量通過換熱層與泡沫金屬，迅速且均勻的傳遞給通孔中的相變材料，相變材料吸取這部分能量，進(jìn)行相變儲能，直到達(dá)到最大儲能量而中止。
[0020]本實(shí)用新型僅采用一個換熱面是更針對性的在適合的情況下使用，同時換熱更加可控；泡沫金屬骨架提高了相變材料的各項(xiàng)傳熱性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種泡沫金屬換熱結(jié)構(gòu)，包括換熱層和與換熱層接觸的蓄能層，其特征是:所述蓄能層為填充有相變材料的泡沫金屬層，在所述泡沫金屬層外設(shè)置有保溫層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫金屬換熱結(jié)構(gòu)，其特征是:所述泡沫金屬層的泡沫金屬骨架材料是孔徑2~3mm、孔隙率為70~95%的通孔型Cu。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泡沫金屬換熱結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的泡沫金屬層的截面形狀為圓形或多邊形。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種泡沫金屬換熱結(jié)構(gòu)，包括換熱層和與換熱層接觸的蓄能層，其特征在于：所述蓄能層為填充有相變材料的泡沫金屬層，在所述泡沫金屬層外設(shè)置有保溫層；所述泡沫金屬層的泡沫金屬骨架材料是孔徑2~3mm、孔隙率為70~95%的通孔型Cu。泡沫金屬骨架選擇導(dǎo)熱性能高、孔隙率高、比表面積大的通孔泡沫金屬Cu。相變材料在泡沫金屬的通孔中流動，溫度均勻迅速的通過底部換熱層對外進(jìn)行換熱。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了儲能效果好，效率高，傳熱快等目的。
【IPC分類】F28D20/02
【公開號】CN204757778
【申請?zhí)枴緾N201520150440
【發(fā)明人】陳振乾, 許波
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年3月17日