CN104697373A - 一种泡沫金属换热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泡沫金属换热结构，包括换热层和与换热层接触的蓄能层，其特征在于：所述蓄能层为填充有相变材料的泡沫金属层，在所述泡沫金属层外设置有保温层；所述泡沫金属层的泡沫金属骨架材料是孔径2~3mm、孔隙率为70~95%的通孔型Cu。泡沫金属骨架选择导热性能高、孔隙率高、比表面积大的通孔泡沫金属Cu。相变材料在泡沫金属的通孔中流动，温度均匀迅速的通过底部换热层对外进行换热。本发明实现了储能效果好，效率高，传热快等目的。

Description

一种泡沫金属换热结构

技术领域

本发明涉及相变材料在高低温状态下的储热、储冷以及传热技术领域，具体是一种基于相变材料进行换热的热换结构。

背景技术

能源是国民经济和社会发展的重要战略物资，是现代经济社会发展的基础。然而在空调制冷、建筑节能和新能源利用等领域，普遍存在供能间歇性、稳定性低等问题。储能技术是解决这些问题的重要技术手段之一。相变储能技术因具有化学和机械稳定性好、安全性高、蓄热密度大、蓄热过程近似等温过程等优点而在这些领域十分受欢迎。但是，常见的储存相变材料的结构，导热性能差，换热慢，不能短时间迅速均匀的对外传热，造成储热和储冷的效率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、操作方便、导热性能高、换热快、效率高的换热结构。该换热结构可以更快更充分的进行对外换热，从而提高传热的效率。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种泡沫金属换热结构，包括换热层和与换热层接触的蓄能层，其特征在于：所述蓄能层为填充有相变材料的泡沫金属层，在所述泡沫金属层外设置有保温层。

所述泡沫金属层的泡沫金属骨架材料是孔径2~3mm、孔隙率为70~95%的通孔型Cu。

所述的泡沫金属层的截面形状多圆形或多边形。

所述相变材料为有机材料或无机材料。

所述有机材料为石蜡类、脂肪酸以及高级脂肪烃、醇、羧酸或盐。

所述无机材料包括共熔物、结晶水合盐、金属或合金。

所述的换热层是导热效果优良，能均匀换热的材料。

所述的保温层采用常用的保温棉。

本发明换热结构采用泡沫金属，并在泡沫金属的通孔内填充相变材料。泡沫金属采用孔径2~3mm、孔隙率为70~95%的通孔型Cu，尤其是当孔隙率为95%时，在保证制造成本的前提下最大化的提高了泡沫金属的换热效率。从而利用导热性能好的泡沫金属实现均匀的快速的传热，并通过相比材料吸收或释放热能，极大的提高了相变材料的蓄热性能，既提高了换热量，又提高了换热速率。

与现有技术相比，本发明的优势在于结构简单，操作方便，储能效果好，导热性能好，传热均匀快速以及效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示的一种填充相变材料的泡沫金属换热结构，包括换热层1、保温层2以及蓄能层。蓄能层由泡沫金属骨架3以及在其通孔中流动的相变材料4组成，金属骨架3的截面形状为圆形或多边形，在本实施例中，截面形状为矩形。

生产工艺中，将泡沫金属骨架作为整个结构支撑，在其通孔中添加相变材料。在泡沫金属骨架的四周及顶部包裹着保温层，底部放置换热层。

使用本发明时，将换热层与外部换热对象接触，外部对象将冷能量或者热能量通过换热层与泡沫金属，迅速且均匀的传递给通孔中的相变材料，相变材料吸取这部分能量，进行相变储能，直到达到最大储能量而中止。

本发明仅采用一个换热面是更针对性的在适合的情况下使用，同时换热更加可控；泡沫金属骨架提高了相变材料的各项传热性能。

Claims (6)

1.一种泡沫金属换热结构，包括换热层和与换热层接触的蓄能层，其特征是：所述蓄能层为填充有相变材料的泡沫金属层，在所述泡沫金属层外设置有保温层。

2.根据权利要求1所述的泡沫金属换热结构，其特征是：所述泡沫金属层的泡沫金属骨架材料是孔径2~3mm、孔隙率为70~95%的通孔型Cu。

3.根据权利要求1或2所述的泡沫金属换热结构，其特征是：所述的泡沫金属层的截面形状多圆形或多边形。

4.根据权利要求3所述的泡沫金属换热结构，其特征是：所述相变材料为有机材料或无机材料。

5.根据权利要求4所述的泡沫金属换热结构，其特征是：所述有机材料为石蜡类、脂肪酸以及高级脂肪烃、醇、羧酸或盐。

6.根据权利要求4所述的泡沫金属换热结构，其特征是：所述无机材料包括共熔物、结晶水合盐、金属或合金。