[發(fā)明專(zhuān)利]自適應(yīng)改變相變材料傳熱界面的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710603555.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107509359B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁夏;呂倩;胡家渝;熊長(zhǎng)武
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所）
• 主分類(lèi)號(hào): H05K7/20
• 分類(lèi)號(hào): H05K7/20
• 代理公司: 成飛(集團(tuán))公司專(zhuān)利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發(fā)明公開(kāi)的自適應(yīng)改變相變材料傳熱界面的方法，旨在提供一種相變速率高、傳熱熱阻小的的方法。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：用柔性導(dǎo)熱納米復(fù)合材料將石蠟基復(fù)合相變材料包裹，形成尺度在數(shù)十微米到數(shù)百微米區(qū)間的相變顆粒；采用發(fā)泡工藝將上述相變顆粒制成多孔介質(zhì)的石蠟基柔性多孔相變材料；將石蠟基柔性多孔相變材料進(jìn)行封裝，形成相變儲(chǔ)能裝置；對(duì)差壓計(jì)加電，打開(kāi)容積泵，熱源熱量通過(guò)流體工質(zhì)進(jìn)入相變儲(chǔ)能裝置，流體工質(zhì)直接引入石蠟基柔性多孔相變材料內(nèi)部，流體工質(zhì)在相變顆粒縫隙之間流動(dòng)，將熱量攜帶到相變顆粒附近，快速地吸收源自熱源的熱量；相變儲(chǔ)能裝置的傳熱界面隨傳熱的發(fā)生而自適應(yīng)變化，且加速相變顆粒的相變過(guò)程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于電子設(shè)備熱控領(lǐng)域，適用于解決短時(shí)間工作的高熱耗設(shè)備散熱問(wèn)題的自適應(yīng)改變相變材料傳熱界面的方法。

背景技術(shù)

相變儲(chǔ)能裝置是熱能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能后進(jìn)行存儲(chǔ)的一種裝置。它通過(guò)熱交換將熱能存儲(chǔ)于相變材料內(nèi)，此時(shí)儲(chǔ)能單元內(nèi)封裝的相變材料發(fā)生相變，使其在相變時(shí)吸收大量的潛熱并保持溫度恒定不變而在蓄能元件內(nèi)將吸收的大量熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，實(shí)現(xiàn)蓄熱過(guò)程。待需要時(shí)，利用相變材料，再把熱能釋放出來(lái)使用，使固體蓄熱體與外界環(huán)境達(dá)到熱平衡。相變材料的微封裝具有許多優(yōu)點(diǎn)，如增加傳熱面積、減小相變材料同外部環(huán)境的反應(yīng)及減小相變時(shí)帶來(lái)的體積變化。雖然相變材料本身具有儲(chǔ)熱密度大,且儲(chǔ)能過(guò)程近似恒溫等優(yōu)點(diǎn),但這類(lèi)材料的熱傳導(dǎo)率卻很低,在一定程度上限制了它的應(yīng)用。理論上,任何材料都能作為相變儲(chǔ)能材料,但實(shí)際上相變儲(chǔ)能材料一般要滿足下面一些條件:①相變溫度和使用目標(biāo)相匹配;②相變潛熱大;③價(jià)廉易得;④化學(xué)穩(wěn)定性好;⑤和存儲(chǔ)容器的相容性好;⑥熱穩(wěn)定性好;⑦具有良好的傳熱及流動(dòng)性能;⑧具有較低的蒸汽壓。另外,儲(chǔ)能材料還應(yīng)具有無(wú)毒、無(wú)味、相變時(shí)體積變化小、無(wú)過(guò)冷或過(guò)冷度小、無(wú)相分凝現(xiàn)象、不易燃等性質(zhì)。

目前，某些短時(shí)工作的電子設(shè)備具有了越來(lái)越高的發(fā)熱量，在數(shù)分鐘之內(nèi)可持續(xù)地產(chǎn)生數(shù)千瓦熱耗，在短時(shí)間內(nèi)關(guān)鍵器件溫度迅速上升，導(dǎo)致設(shè)備工作不穩(wěn)定甚至存在燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決這一問(wèn)題，目前常用的方案是在設(shè)備上安裝相變儲(chǔ)能裝置。具體方法是：器件的熱量傳導(dǎo)至相變儲(chǔ)能裝置，使封裝在裝置中的相變材料發(fā)生相變、同時(shí)完成吸熱，這樣就可以使得熱設(shè)備熱沉（即相變裝置）的溫度不超過(guò)材料的相變點(diǎn)。但是，由于相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)通常很低，鄰近傳熱面的相變材料溫度達(dá)到相變點(diǎn)時(shí)，遠(yuǎn)離傳熱面的相變材料溫度與相變點(diǎn)還有較大溫差，導(dǎo)致其無(wú)法發(fā)生相變，也就無(wú)法完成吸熱的過(guò)程。當(dāng)前，通常相變裝置的相變率較低，相變材料未被充分利用，亟需引入新的方法來(lái)提高相變材料的利用率，這樣才可以在有限的工程條件下盡可能地控制發(fā)熱設(shè)備的溫度。