CN221280034U - 高效相变储能板 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种高效相变储能板，包括导热结构、第一金属基体和第二金属基体，所述第一金属基体顶面的两端或一端设置有中空结构的第一凸起，所述第二金属基体底面的两端或一端设置有中空结构的第二凸起，其中，所述第一金属基体的底面向下延伸有第一伸出部，所述第二金属基体的顶面向上延伸有第二伸出部，所述第一伸出部和第二伸出部形成密封的中空区域，所述中空区域用于安装所述导热结构；所述导热结构内填充有第一相变材料，所述第一凸起和第二凸起内填充有第二相变材料，所述第一相变材料的吸热量大于第二相变材料的吸热量，且所述第一相变材料的热传导率小于第二相变材料的热传导率，其传热效率高、储热量高。

Description

高效相变储能板

技术领域

本实用新型涉及相变热存储结构的技术领域，尤其涉及一种高效相变储能板。

背景技术

相变储能板是利用材料相变储能特性进行热量储存或者释放，从而在有限工作时间内，实现一定的调节和控制产品温度的功能，主要应用于无散热条件或散热条件不充分的场合，其结构特征为金属基体内部嵌入相变材料。

现有技术中产品广泛使用的相变材料普遍存在相变潜热较高、导热性能较差的特点。随着电子元器件功率越来越大，产生的热量越来越集中，元器件表面温度与储能板内放置的外形不规则的相变材料之间的温差越来越大，在元器件有限的工作时间内，距离元器件较远的相变材料没有发挥相变吸热发挥作用，导致现有结构的相变储能板无法及时将产生热量快速储存，元器件温度超出正常工作范围。

对于相变储能板而言，若传热效率低，则二者的温差会越来越大，即，因传热效率低造成较大温差，导致相变储能板不能及时的将元器件产生的热量吸收，易造成元器件温度过高而死机的情况出现。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供的一种高效相变储能板，解决现有产品的导热性差且储能效率较低的技术问题。

一种高效相变储能板，适用于电子元器件作为热源时的热量交换，包括以高导热材料制成的导热结构、第一金属基体和第二金属基体，所述第一金属基体顶面的两端或一端设置有中空结构的第一凸起，所述第二金属基体底面的两端或一端设置有中空结构的第二凸起，其中，

所述第一金属基体的底面向下延伸有第一伸出部，所述第二金属基体的顶面向上延伸有第二伸出部，所述第一伸出部和第二伸出部形成密封的中空区域，所述中空区域用于安装所述导热结构；

所述导热结构内填充有第一相变材料，所述第一凸起和第二凸起内填充有第二相变材料，所述第一相变材料的吸热量大于第二相变材料的吸热量，且所述第一相变材料的热传导率小于第二相变材料的热传导率。

优选的，所述第一金属基体和/或第二金属基体的中央区域设置至少一个凸台，所述凸台与热源以接触式的方式进行热量交换。

优选的，所述导热结构包括第一平板和第二平板，所述第一平板和第二平板的面积均与所述中空区域的面积相适配，其中，

所述第一平板和第二平板之间通过多个圆柱固定连接，且在所述第一平板和第二平板之间所形成的区域内填充有所述第一相变材料。

优选的，与所述凸台对应位置处的圆柱，部分伸出所述第一平板和/或第二平板且嵌入所述凸台内，以加快热源热量向所述导热结构传递的速率。

有益效果

通过设置导热结构，并在导热结构内填充有第一相变材料，以及在两个金属基体上设置第二相变材料，通过两路的方式最大化的对热源热量进行存储，一般的，第一相变材料距离热源较近，其吸热量大，但热传递速率慢，第二相变材料其吸热量小，但热传递速率快(一般距离热源较远)，以最快兼顾最大热量吸收的组合方式对热源热量进行储能，其特点是传热效率高，储热量高，适用于热源功率大且集中，工作时间短的场合，并且，设置中空区域确保密封性，相变材料泄露风险低，其使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为高效相变储能板整体结构示意图；

图2为高效相变储能板的主视剖视图；

图3为高效相变储能板的主视半剖视图；

图4为导热结构的第一方向立体视图；

图5为导热结构的第二方向立体视图；

图6为高效相变储能板的设置中空区域的示意图，其中：

1、第一金属基体；11、第一凸起；2、第二金属基体；21、第二凸起；31、第一相变材料；32、第一平板；33、第二平板；34、圆柱；4、第二相变材料；5、凸台；6、中空区域。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。

参见图1至图6所示的高效相变储能板，适用于电子元器件作为热源时的热量交换，电子元器件，例如，芯片。如图1所示，其包括以高导热材料制成的导热结构、第一金属基体1和第二金属基体2，第一金属基体1和第二金属基体2的材质为铝合金或纯铜制成(优选的，中央区域设置有凹槽的板状结构设计，形状与对接产品的空间适配即可)。如图2所示或图3所示，第一金属基体1顶面的两端或一端设置有中空结构的第一凸起11，第二金属基体2底面的两端或一端设置有中空结构的第二凸起21，第一凸起11和第二凸起21均以一体式的方式作为优选的连接方式，其中，

以图1的放置方向作为参考，第一金属基体1的底面向下延伸有第一伸出部，第二金属基体2的顶面向上延伸有第二伸出部，第一伸出部和第二伸出部形成密封的中空区域6(参见图6)，中空区域6用于安装导热结构，优选的连接方式，如第一金属基体1的第一伸出部和第二金属基体2的第二伸出部通过密封焊接的方式连接；

如图2所示，导热结构内填充有第一相变材料31，第一凸起11和第二凸起21内填充有第二相变材料4，第一相变材料31的吸热量大于第二相变材料4的吸热量，且第一相变材料31的热传导率小于第二相变材料4的热传导率。第一凸起11和第二凸起21以梯形结构设置，方便与实际产品的对接或安装。

储热量是否足够和传热速度能否使热量快速传导至相变材料是关键。现广泛使用的相变材料，由于其导热性能差，元器件表面温度与储能板内相变材料的温差较大。随着大功率电子元器件产生的热量越来越集中，元器件表面温度与储能板内相变材料之间的温差越来越大，在有限工作时间内，局部相变材料未能发挥作用，导致元器件温度超出正常工作范围。本实用新型采用高导热材料将集中的热量快速扩散至整个储能板内的第一相变材料31和第二相变材料4进行存储，有效降低元器件表面与相变材料之间的温差，实现热量的快速储存，同时，在不同区域设置不同参数的第一相变材料31和第二相变材料4，保证快速吸收热量的同时，吸热量也可满足元器件散热需求，及其，在距离热源较近处采用第一相变材料31(高潜热相变材料)，保证储热量的充足，在距离热源较远处采用第二相变材料4(高导热相变材料)，这种双向储能的结构保证传热速度，将相变材料功能最大限度的发挥作用。

作为本案所提供的具体实施方式，为方便电子元器件的安装，第一金属基体1和/或第二金属基体2的中央区域设置至少一个凸台5，凸台5与热源以接触式的方式进行热量交换，本实用新型则是将凸台5的接收的热量以最快的方式传递至第一相变材料31和第二相变材料4。

进一步的，如图4所示，导热结构包括第一平板32和第二平板33，第一平板32和第二平板33的面积均与中空区域的面积相适配，其中，

第一平板32和第二平板33之间通过多个导热金属的圆柱固定连接，且在第一平板32和第二平板33之间所形成的区域内填充有第一相变材料31。

进一步的，为加快热源热量的传递，如图5所示，与凸台5对应位置处的圆柱34，部分伸出第一平板32和/或第二平板33且嵌入凸台5内，从而加快热源热量向导热结构传递的速率，第一平板32、第二平板33和圆柱34均以石墨类高导热材料或金属类高导热材料制成，以提高热传递效率。

作为本案所提供的具体实施方式，第二相变材料4为高导热相变材料，第一相变材料31为高潜热相变材料，优选的，第二相变材料4为炭基复合相变材料，优选的，第一相变材料31为石蜡。第二凸起21和第一凸起11均以顶部开口的结构设置，且分别安装有以导热金属制成的盖板(图中未标注)，便于材料的更换。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高效相变储能板，适用于电子元器件作为热源时的热量交换，其特征在于，包括以高导热材料制成的导热结构、第一金属基体和第二金属基体，所述第一金属基体顶面的两端或一端设置有中空结构的第一凸起，所述第二金属基体底面的两端或一端设置有中空结构的第二凸起，其中，

所述第一金属基体的底面向下延伸有第一伸出部，所述第二金属基体的顶面向上延伸有第二伸出部，所述第一伸出部和第二伸出部形成密封的中空区域，所述中空区域用于安装所述导热结构；

所述导热结构内填充有第一相变材料，所述第一凸起和第二凸起内填充有第二相变材料，所述第一相变材料的吸热量大于第二相变材料的吸热量，且所述第一相变材料的热传导率小于第二相变材料的热传导率。

2.根据权利要求1所述的高效相变储能板，其特征在于，所述第一金属基体和/或第二金属基体的中央区域设置至少一个凸台，所述凸台与热源以接触式的方式进行热量交换。

3.根据权利要求2所述的高效相变储能板，其特征在于，所述导热结构包括第一平板和第二平板，所述第一平板和第二平板的面积均与所述中空区域的面积相适配，其中，

所述第一平板和第二平板之间通过多个圆柱固定连接，且在所述第一平板和第二平板之间所形成的区域内填充有所述第一相变材料。

4.根据权利要求3所述的高效相变储能板，其特征在于，与所述凸台对应位置处的圆柱，部分伸出所述第一平板和/或第二平板且嵌入所述凸台内，以加快热源热量向所述导热结构传递的速率。

5.根据权利要求4所述的高效相变储能板，其特征在于，所述第一平板、第二平板和圆柱均以石墨类高导热材料或金属类高导热材料制成。

6.根据权利要求1所述的高效相变储能板，其特征在于，所述第一凸起和第二凸起以梯形结构设置。

7.根据权利要求1所述的高效相变储能板，其特征在于，所述第二相变材料为高导热相变材料，所述第一相变材料为高潜热相变材料。

8.根据权利要求1所述的高效相变储能板，其特征在于，第一金属基体和第二金属基体的材质为铝合金或纯铜制成。

9.根据权利要求1所述的高效相变储能板，其特征在于，所述第二凸起和第一凸起均以顶部开口的结构设置，且分别安装有以导热金属制成的盖板。

10.根据权利要求9所述的高效相变储能板，其特征在于，所述第一金属基体和第二金属基体通过焊接的方式连接。