專利名稱：組合式泡沫金屬芯材及采用它的相變蓄熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高效節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種組合式泡沫金屬芯材，采用所述組合式泡沫金 屬芯材的相變蓄熱裝置及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著地球上人口增加，生活水平不斷提高，能源消耗也與日倶增，能源危機(jī)已成為當(dāng)今 世界面臨的重大挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)和利用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)己顯得尤為重要。蓄熱技術(shù)可用于解決熱 能供給與需求失配的矛盾,是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)，在太陽(yáng)能利用、電力 的"移峰填谷"、廢熱和余熱的回收利用以及工業(yè)與民用建筑采暖與空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。固液相變蓄熱是利用相變材料在熔化或凝固過(guò)程吸收或放出相變潛熱的特性進(jìn)行熱量?jī)?chǔ) 存和釋放的方法，具有蓄熱密度大、蓄熱過(guò)程溫度恒定、體積變化小、易于控制和管理等優(yōu) 點(diǎn)，已成為當(dāng)前廣泛應(yīng)用的重要蓄熱技術(shù)。但是固液相變蓄熱在實(shí)際應(yīng)用中受到了一定限制， 這主要因?yàn)?一、固液相變材料在使用時(shí)需要用容器封裝，這就涉及到容器材料與相變材料 的相容性、容器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造等一系列問(wèn)題；二、有機(jī)類相變材料熱導(dǎo)率低，且具有可燃性。無(wú)機(jī)類相變材料容易產(chǎn)生過(guò)冷和相分離現(xiàn)象。另外，相變材料內(nèi)部產(chǎn)生空穴對(duì)相變蓄熱裝置的熱效率和可靠性的影響一直被人們所忽 視。事實(shí)上由于相變材料相變時(shí)的密度變化，其蓄熱裝置內(nèi)必然產(chǎn)生空穴?？昭▋?nèi)熱阻通常會(huì) 增大數(shù)倍甚至數(shù)十倍，嚴(yán)重影響相變蓄熱裝置的導(dǎo)熱性能。同時(shí)巨大的熱阻會(huì)在空穴周圍產(chǎn) 生較大溫度梯度和局部高溫，即所謂"熱斑"現(xiàn)象。熱斑處的應(yīng)力集中容易導(dǎo)致相變蓄熱容 -器的熱疲勞破壞。而在沒(méi)有空穴的部位，與容器壁接觸的相變材料受熱熔化膨脹，由于被周 圍的固態(tài)相變材料和容器壁包圍無(wú)法自由流動(dòng)而擠壓容器壁，使其產(chǎn)生變形甚至破壞，這就 是"熱松脫"現(xiàn)象。對(duì)于周期性工作的相變蓄熱裝置，"熱斑""熱松脫"現(xiàn)象會(huì)大大降低容 器結(jié)構(gòu)可靠性，影響蓄熱裝置的使用壽命。尤其是高溫相變蓄熱裝置，由于高溫相變材料的 相變體積收縮率通常較大，"熱斑""熱松脫"現(xiàn)象對(duì)蓄熱裝置造成的影響更加嚴(yán)重。目前人們常用以下幾種方法來(lái)解決有機(jī)類固液相變蓄熱材料導(dǎo)熱性能差、熱效率低的問(wèn)題(1)使用帶肋片的容器；(2)在相變材料中填充金屬粉末、石墨等粉末材料；(3)在相 變蓄熱容器中添加碳纖維、金屬纖維和蜂窩鋁等高導(dǎo)熱材料；(4)采用復(fù)合相變蓄熱材料。 大量研究文獻(xiàn)表明，上述方法都不同程度地提高了有機(jī)類蓄熱裝置的傳熱性能。泡沫金屬是20世紀(jì)80年代后期迅速發(fā)展起來(lái)的新型功能材料，以其獨(dú)特結(jié)構(gòu)而具有許 多優(yōu)異性能，已被廣泛應(yīng)用于各種高科技領(lǐng)域和一般工業(yè)領(lǐng)域。近年來(lái)人們開(kāi)始利用泡沫金 屬改善相變蓄熱裝置的熱效率。曹建光等通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了將泡沫鋁組合放置于相變材料正十 八烷中使得相變材料熱導(dǎo)率從0.225W/(m'K)提高到4.05W/(m'K)，提高了約18倍(見(jiàn)曹建 光等.泡沫鋁在相變儲(chǔ)能裝置中的應(yīng)用[R].北京:衛(wèi)星熱控制技術(shù)研討會(huì)論文集，2003: 297-305)。余建祖等人將泡沫銅與有機(jī)相變材料組合成蓄能構(gòu)件并應(yīng)用于溫控裝置，改善了 蓄能構(gòu)件的蓄熱效率和溫控裝置的溫控精度(專利公開(kāi)號(hào)CN201107006Y)。然而目前泡沫金屬在相變蓄熱裝置中的應(yīng)用僅限于改善中低溫有機(jī)類相變蓄熱裝置的熱 導(dǎo)率，而且市場(chǎng)調(diào)研得知，目前市場(chǎng)上主要泡沫金屬產(chǎn)品的厚度受生產(chǎn)工藝影響都在l-10mm 內(nèi)，這一缺陷極大限制了泡沫金屬在大厚度尺寸相變蓄熱裝置中的應(yīng)用。雖然市場(chǎng)上也出現(xiàn) 了超厚泡沫金屬，最大厚度達(dá)到70mm，但是超厚泡沫金屬不僅造價(jià)高昂，而且灌裝相變材料 工藝性差，為其應(yīng)用和推廣制造了障礙。針對(duì)固液相變蓄熱技術(shù)在應(yīng)用推廣過(guò)程中的上述缺點(diǎn)和困難，本發(fā)明提供了一種組合式 泡沫金屬芯材，帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置及其制備方法。所提供的組合式泡 沫金屬芯材采用連續(xù)化帶狀泡沫金屬材料或片式泡沫金屬材料制作而成，解決了泡沫金屬厚 度對(duì)于其應(yīng)用范圍的限制，改善了灌裝相變材料的工藝性，降低了制造成本。所提供的帶有 組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置根據(jù)蓄熱裝置的尺寸和所用相變材料的特性選擇組合式 芯材的材料和制作方式，針對(duì)性地解決不同類型相變材料的關(guān)鍵問(wèn)題，從而適用于各種相變 蓄熱領(lǐng)域。所提供的制備方法具有適用性廣、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的特點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個(gè)目的，在于提供一種組合泡沫金屬芯材，以解決常規(guī)泡沫金屬材料的厚 度對(duì)其應(yīng)用范圍的限制。本發(fā)明的第二個(gè)目的，在于提供帶有組合泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置，針對(duì)各類相變 材料的特點(diǎn)改善相變蓄熱裝置的傳熱性能、蓄熱效率及可靠性。本發(fā)明的第三個(gè)目的，在于提供所述相變蓄熱裝置的制備方法。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種組合泡沫金屬芯材，其特征在于所述泡沫金屬 芯材根據(jù)蓄熱容器尺寸和形狀由連續(xù)化帶狀泡沫金屬材料(21)巻制而成，或者由剪切加工 成容器橫截面形狀的多層片式泡沫金屬材料(22)組合而成；所述泡沫金屬材料為泡沫鋁、 泡沫銅、泡沫鎳或泡沫鐵。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置，其特征在 于包括相變蓄熱容器(10);組合式泡沫金屬芯材(20),填充在相變蓄熱容器中，根據(jù)蓄熱容器尺寸和形狀由連續(xù)化 帶狀泡沫金屬材料(21)巻制而成，或者由剪切加工成容器橫截面形狀的多層片式泡沫金屬材料(22)組合而成；所述泡沫金屬材料為泡沫鋁、泡沫銅、泡沫鎳或泡沫鐵；以及相變蓄熱材料(30)，灌裝入相變蓄熱容器的組合式泡沫金屬芯材中。所述采用組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置，其特征進(jìn)一步在于根據(jù)蓄熱裝置的尺 寸和所用相變材料的特性選擇組合式芯材的材料和制作方式，針對(duì)性地解決不同類型相變材 料的關(guān)鍵問(wèn)題，從而適用于各種相變蓄熱領(lǐng)域。如中低溫有機(jī)類相變蓄熱裝置采用的組合式 泡沫金屬芯材主要解決有機(jī)類相變材料熱導(dǎo)率低的缺點(diǎn)，能顯著提高蓄熱裝置的熱導(dǎo)率，改 善溫度均勻性和熱效率；高溫相變蓄熱裝置采用的組合式泡沫金屬芯材主要解決空穴分布對(duì) 蓄熱裝置熱性能和可靠性造成的影響，能夠改善空穴分布，有效抑制"熱斑""熱松脫"現(xiàn)象， 顯著提高蓄熱裝置的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了所述相變蓄熱裝置的制備方法，其特征在于包含以下 步驟步驟一、加工制造相變蓄熱容器部件，通常包括開(kāi)口容器(11)和端蓋(12);步驟二、根據(jù)應(yīng)用要求選擇泡沫金屬的基材、種類、標(biāo)稱孔數(shù)和厚度并制成適合容器尺 寸的組合式泡沫金屬芯材(20)。步驟三、清洗并且干燥制備好的相變蓄熱容器部件和組合式泡沫金屬芯材，去除表面和 泡沫金屬內(nèi)部可能存在的油污。步驟四、將組合式泡沫金屬芯材裝入開(kāi)口容器中后，將適量熔融狀態(tài)的相變蓄熱材料(30) 灌注入開(kāi)口容器中。步驟五、用制備的容器端蓋將己裝入泡沫金屬芯材和相變蓄熱材料的開(kāi)口容器封裝成為 密封的相變蓄熱裝置。所述步驟二中，如有需要可對(duì)組合式芯材進(jìn)行點(diǎn)焊定型。所述步驟五中，中高溫蓄熱裝置一般采用焊接封裝，低溫蓄熱裝置可視情況選擇粘接等 其他形式。封裝過(guò)程中盡可能排出蓄熱容器內(nèi)的空氣，以提高裝置可靠性。如有條件，在真 空環(huán)境下進(jìn)行封裝則效果最佳。本發(fā)明內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)為所提供的組合式泡沫金屬芯材采用生產(chǎn)工藝成熟、價(jià)格低廉的片 式或連續(xù)化帶狀泡沫金屬材料制作，解決了芯體厚度和尺寸受泡沫金屬材料厚度和尺寸限制 的問(wèn)題，在厚度尺寸上適用于更大范圍的相變蓄熱裝置。與超厚泡沫金屬相比，其可達(dá)厚度 和尺寸的范圍更大，灌裝相變材料工藝性好，成木低廉。所提供的帶有組合式泡沬金屬芯材 的相變蓄熱裝置不僅提高了蓄熱裝置的傳熱性能和蓄熱效率，而且改善了蓄熱裝置內(nèi)空穴分 布，有效抑制了 "熱斑""熱松脫"現(xiàn)象，從而提高了蓄熱裝置的可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命。 通過(guò)選擇組合式芯材的材料和制作方式，能夠針對(duì)性解決不同類型相變材料的關(guān)鍵問(wèn)題，適 用于各種相變蓄熱領(lǐng)域。所提供的制備方法具有適用性廣、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的特點(diǎn)。


圖1是典型的圓環(huán)形截面組合式泡沫金屬芯材的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖la為片式泡沫金屬組合芯材，圖lb為連續(xù)化帶狀泡沫金屬組合芯材；圖2是典型的圓環(huán)形截面組合式泡沫金屬芯材的結(jié)構(gòu)分解示意圖，其中圖2a為片式泡沫 金屬組合芯材，圖2b為連續(xù)化帶狀泡沫金屬組合芯材；圖3是典型的帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是典型的帶有組合式泡沬金屬芯材的相變蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)分解示意圖； 圖5是其他形式的組合式泡沫金屬芯材的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖5a是圓形截面的片式泡沫 金屬組合芯材，圖5b是圓形截面的連續(xù)化帶狀泡沫金屬組合芯材，圖5c是矩形截面的片式 泡沫金屬組合芯材，圖5d是矩形截面的連續(xù)化帶狀泡沫金屬組合芯材，圖5e是復(fù)雜形狀截 面的片式泡沫金屬組合芯材，圖5f是棱臺(tái)型的片式泡沫金屬組合芯材。圖6a是采用了帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱管的蓄熱式高溫燃燒設(shè)備流程圖，圖 6b是采用帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱管的蓄熱室結(jié)構(gòu)示意圖，圖6c是帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7a是采用了帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱容器的太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)吸熱 蓄熱器的結(jié)構(gòu)示意屈，圖7b是一種典型的采用組合式泡沫金屬芯材的整體式相變蓄熱容器的 結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是采用了帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置的電子設(shè)備熱防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實(shí)施方式
組合式泡沫金屬芯材針對(duì)相變材料的特性和蓄熱容器的外形尺寸選擇泡沫金屬材料和制 作方式具有一系列的準(zhǔn)則，通常需要進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)還需參考泡沫金屬材料的可獲得性、 組合式芯材制造時(shí)的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。調(diào)研泡沫金屬市場(chǎng)得知，電沉積法是目前生產(chǎn)泡沫金屬較為先進(jìn)的方法，泡沫金屬產(chǎn)品 規(guī)格主要取決于金屬電鍍性和基體海綿規(guī)格參數(shù)。受生產(chǎn)設(shè)備尺寸限制，片式泡沫金屬尺寸 通常在lxlm以下，連續(xù)化帶狀泡沫鎳的最大寬度為lm，長(zhǎng)度可達(dá)100m以上。另外由于市 場(chǎng)需求和生產(chǎn)規(guī)模不同，廠家常備規(guī)格的泡沫金屬材料在可獲得性及制造成本上占有優(yōu)勢(shì)。下面列舉幾個(gè)實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，然而實(shí)例僅為參考和說(shuō)明之用，并非用 來(lái)對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用范圍加以限制。實(shí)例一采用本發(fā)明提供的相變蓄熱裝置的蓄熱式高溫燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)和流程如圖6a所示。這種 換向型的蓄熱式高溫燃燒設(shè)備包含鼓風(fēng)機(jī)(61),換向闊(62)，燃燒室(64)，排煙機(jī)(65) 以及兩個(gè)采用本發(fā)明提供的相變蓄熱管的蓄熱室(63)。常溫空氣經(jīng)換向閥進(jìn)入燃燒室前的蓄 熱室后，被已經(jīng)在上一周期儲(chǔ)存熱量的蓄熱管預(yù)熱至接近燃燒室溫度(一般比燃燒室溫度低 50-10(TC)，在其中注入燃料后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒。燃燒后的高溫?zé)煔饬鹘?jīng)另一蓄熱室，將 自身熱量釋放給其中的蓄熱管而降溫至100-20(TC后排出。由于換向闊的作用，蓄熱式高溫燃 燒設(shè)備的工作流程沿虛、實(shí)線箭頭方向交替進(jìn)行，使得兩個(gè)蓄熱室交替蓄、放熱量，實(shí)現(xiàn)了 利用高溫?zé)煔忸A(yù)熱進(jìn)入燃燒室空氣的節(jié)能效果。圖6b為蓄熱式高溫燃燒設(shè)備中蓄熱室的結(jié)構(gòu)示意圖，其中631為蓄熱室殼體，632為帶 有組合式泡沫金屬芯體的蓄熱管。大量的蓄熱管在蓄熱室內(nèi)分層交錯(cuò)排列，而且各層蓄熱管 內(nèi)封裝不同相變溫度的相變材料以提高蓄熱室效率，蓄熱室入口附近的蓄熱管采用相變溫度 比燃燒室溫度稍低的相變材料，蓄熱室出口附近的蓄熱管按照煙氣排放溫度要求選擇合適相 變溫度的相變材料，中間各層蓄熱管中選用相變材料的相變溫度從高到低逐漸變化。圖6c為蓄熱式高溫燃燒設(shè)備蓄熱室中采用組合式泡沫金屬芯體的蓄熱管的結(jié)構(gòu)示意圖， 由于應(yīng)用于高溫相變材料，相變材料腐蝕性大，空穴對(duì)熱效率和可靠性影響較大，同時(shí)考慮 工業(yè)應(yīng)用中降低成本和制作工藝的要求，所以采用標(biāo)稱孔數(shù)較大的連續(xù)化帶狀泡沫鎳制作組 合式芯體。采用帶有組合式泡沫金屬芯體蓄熱管的蓄熱室不僅蓄熱速率快，蓄熱效率高，而且可靠 性好，使用壽命長(zhǎng)，根據(jù)估算能夠提高燃燒設(shè)備的效率5-8%,增加節(jié)能效果6-10%。實(shí)例二圖7a所示的太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)吸熱蓄熱器中采用了本發(fā)明提供的帶有組合式泡沫 金屬芯材的相變蓄熱裝置。該吸熱蓄熱器內(nèi)部沿殼體(71)內(nèi)壁排列有一系列的單元換熱管， 每個(gè)單元換熱管由工質(zhì)管(74)和套裝在管外的相變蓄熱容器(73)組成。循環(huán)工質(zhì)由入口 總管(72)進(jìn)入各工質(zhì)管中，被蓄熱容器加熱后，在出口總管(75)匯總流出吸熱蓄熱器， 經(jīng)由電力轉(zhuǎn)化部件和輻射器冷卻之后再次回到吸熱蓄熱器完成一個(gè)循環(huán)。蓄熱容器不僅在日 照期吸收入射的太陽(yáng)能并傳遞給工質(zhì)管中的循環(huán)工質(zhì)，而且將一部分能量以相變潛熱的形式 儲(chǔ)存起來(lái)，以保證陰影期內(nèi)發(fā)電系統(tǒng)的連續(xù)工作。吸熱蓄熱器中采用的帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱容器的結(jié)構(gòu)如圖3所示。由于 應(yīng)用于空間發(fā)電，而且采用的無(wú)機(jī)氟鹽類相變材料相變溫度高，腐蝕性強(qiáng)，體積收縮率大， 為了保證系統(tǒng)可靠性，通常將相變材料封裝在數(shù)百個(gè)蓄熱容器中，不僅制造工藝復(fù)雜，而且 大量容器使得系統(tǒng)質(zhì)量顯著增加，極大地限制了空間太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。組合式 泡沫金屬芯材通過(guò)其多孔結(jié)構(gòu)提供毛細(xì)力有效改善了空穴分布，解決了 "熱斑""熱松脫"現(xiàn) 象對(duì)于蓄熱容器熱效率和可靠性的影響，因此可以加大蓄熱容器尺寸以減少容器數(shù)量，甚至 將蓄熱容器做成整體式的，其典型結(jié)構(gòu)如圖7b所示。經(jīng)過(guò)估算，通過(guò)采用組合式泡沫金屬芯 材來(lái)減少蓄熱容器數(shù)量可減輕容器質(zhì)量50%以上，采用整體式蓄熱容器更能削減容器質(zhì)量 95%以上，容器數(shù)量的減少還相應(yīng)減小了吸熱蓄熱器殼體的尺寸和質(zhì)量。對(duì)于空間應(yīng)用的太 陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，提高吸熱蓄熱器可靠性，縮減其尺寸和質(zhì)量的意義十分重大。此 外使用整體式蓄熱容器的可能也為吸熱蓄熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更自由的空間。針對(duì)無(wú)機(jī)氟鹽相變溫度高，腐蝕性強(qiáng)，體積收縮率大，但是粘度系數(shù)小的特點(diǎn)，選擇標(biāo) 稱孔數(shù)較大、厚度大的片式泡沫鎳制作組合式泡沫鎳芯材。實(shí)例三圖8所示的電子設(shè)備熱防護(hù)裝置采用了本發(fā)明提供的帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄 熱裝置。為了解決一些短時(shí)、周期性大功率電子設(shè)備的散熱，防止其因短時(shí)峰值發(fā)熱量過(guò)大 而溫度過(guò)高甚至燒毀，將發(fā)熱電子設(shè)備(81)通過(guò)導(dǎo)熱膠(84)與帶有組合式泡沫金屬芯材 的相變蓄熱裝置(82)直接接觸，相變蓄熱裝置再通過(guò)導(dǎo)熱膠與散熱裝置(85)連接，利用 相變蓄熱過(guò)程的恒溫性和潛熱蓄熱能力來(lái)實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的溫度控制。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)證明， 組合式泡沫金屬芯材能提高相變材料熱導(dǎo)率幾倍甚至數(shù)十倍，并且改善蓄熱裝置的溫度均勻 性和蓄熱效率，保證了熱防護(hù)裝置對(duì)電子設(shè)備的有效熱防護(hù)。應(yīng)用于電子設(shè)備熱防護(hù)的相變材料一般為中低溫有機(jī)類材料，熱導(dǎo)率低是此類相變材料 的最大缺陷，粘度系數(shù)也較大，但是腐蝕性和相變體積收縮率小，根據(jù)這些特點(diǎn)，結(jié)合泡沫 金屬材料的可獲得性，選擇標(biāo)稱孔數(shù)較小、厚度較小的片式泡沫銅制作組合式泡沫銅芯材。 容器和芯材可以根據(jù)蓄熱裝置與電子設(shè)備接觸面的要求設(shè)計(jì)成各種復(fù)雜形狀，部分形狀如圖 2和圖5所示。
權(quán)利要求
1.一種組合式泡沫金屬芯材，其特征在于，所述泡沫金屬芯材根據(jù)蓄熱容器尺寸和形狀由連續(xù)化帶狀泡沫金屬材料(21)卷制而成，或者由剪切加工成容器橫截面形狀的多層片式泡沫金屬材料(22)組合而成；所述泡沫金屬材料為泡沫鋁、泡沫銅、泡沫鎳或泡沫鐵。
2. 帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置，其特征在于包括 相變蓄熱容器(10);組合式泡沫金屬芯材(20)，填充在相變蓄熱容器中，根據(jù)蓄熱容器尺寸和形狀由連續(xù)化 帶狀泡沫金屬材料(21)巻制而成，或者由剪切加工成容器橫截面形狀的多層片式泡沫金屬 材料(22)組合而成；所述泡沫金屬材料為泡沫鋁、泡沫銅、泡沫鎳或泡沫鐵；以及相變蓄熱材料(30)，灌裝入相變蓄熱容器的組合式泡沫金屬芯材中。
3. 如權(quán)利要求2所述的帶有組合式泡沫金屬芯體的相變蓄熱裝置，其特征在于，采用的相變蓄熱材料是有機(jī)類相變材料或者無(wú)機(jī)類相變材料，或者是多種類型相變材料的組合。
4. 如權(quán)利要求2所述的帶有組合式泡沫金屬芯體的相變蓄熱裝置，其特征在于，采用的 相變蓄熱材料是低溫相變材料、中溫相變材料或者高溫相變材料，或者是多種相變溫度的相 變材料的組合。
5. 帶有組合式泡沫金屬芯材的相變蓄熱裝置的制備方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一、加工制造相變蓄熱容器部件，通常包括開(kāi)口容器(11)和端蓋(12);步驟二、根據(jù)應(yīng)用要求選擇泡沫金屬的基材、種類、標(biāo)稱孔數(shù)和厚度，按照使用要求裁剪后，制作成為如權(quán)利要求1中所述的組合式泡沫金屬芯材(20)。步驟三、清洗并且干燥制備好的相變蓄熱容器部件和組合式泡沫金屬芯材，去除表面和 泡沫金屬內(nèi)部可能存在的油污。步驟四、將組合式泡沫金屬芯材裝入開(kāi)口容器中后，將適量熔融狀態(tài)的相變蓄熱材料(30) 灌注入開(kāi)口容器中。步驟五、用制備的容器端蓋將已裝入泡沫金屬芯材和相變蓄熱材料的開(kāi)口容器封裝成為 如權(quán)利要求2所述的帶有組合式泡沫金屬芯體的相變蓄熱裝置。
全文摘要
本發(fā)明屬于高效節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，涉及組合式泡沫金屬芯體、采用它的相變蓄熱裝置及其制備方法，所述組合式芯體采用連續(xù)化帶狀泡沫金屬材料或片式泡沫金屬材料制備，解決了泡沫金屬材料厚度對(duì)芯材尺寸的限制，而且充裝相變材料的工藝性好，制造成本低廉。所述帶有組合式泡沫金屬芯體的相變蓄熱裝置不僅提高了蓄熱裝置的傳熱性能和蓄熱效率，而且顯著改善可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。通過(guò)選擇組合式芯材的材料和制作方式，適用于各種相變蓄熱領(lǐng)域。所述相變蓄熱裝置的制備方法具有適用性廣、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的特點(diǎn)。本發(fā)明在工業(yè)余熱回收、太陽(yáng)能發(fā)電、電子設(shè)備熱防護(hù)等方面具有良好應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F28D20/02GK101408389SQ20081022742
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者徐偉強(qiáng), 貞 李, 袁修干 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)