[發明專利]一種用于全密閉空間的熱轉移式吸熱制冷方法及系統

在審

• 申請號: 202010772455.0
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112129008A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 葛睿;高卉;孟凡勝
• 申請（專利權）人: 浙江夸克文創科技有限公司
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F28D15/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種用于全密閉空間的熱轉移式吸熱制冷方法及系統，在全密閉空間內進行吸熱、熱轉移和制冷前后三種工作模式；吸熱模式是利用有機類相變蓄熱材料持續吸收全密閉空間環境的熱量，隨著材料內部溫度升高接近相變點時，其形態會由固態變成液態，繼而進入相變潛熱階段；熱轉移模式基于若干層具有不同相變點的相變蓄熱材料實現，該模式是將相變點低的相變材料中熱量轉移到相鄰的相變點高的相變材料中，達到降溫、熱量轉移及實現不同溫區效果；制冷模式是利用半導體制冷的冷熱端均衡原理對接觸的相變蓄熱材料進行快速降溫過程。本方案在全密閉空間對周圍環境進行吸熱、熱回收，具有存熱量多、降溫快、熱量可轉移和實現不同溫區效果。

技術領域

本發明涉及吸熱制冷設施領域，更為具體來說，本發明涉及一種用于全密閉空間的熱轉移式吸熱制冷方法及系統。

背景技術

在全球變暖程度日益增加的情況下，綠色經濟的吸熱制冷問題得到越來越多的重視，尤其是在全密閉空間中。目前對于密閉空間的吸熱制冷問題，有不少研究方法正在進行，常用的方法是主動式和被動式吸熱制冷方法。

常用的主動式吸熱制冷方法中，如空調掛機類型，其是利用制冷劑的形態轉換，主要分為四個步驟：(1)壓縮過程；(2)冷凝過程；(3)節流過程；(4)蒸發過程，以制冷劑為媒介，源源不斷地將熱量“搬運”到密度空間之外，但是存在一些問題：(1)制冷效果不佳，想要得到好的制冷效果，需要使用更高的功耗；(2)壓縮機工作時噪聲較大；(3)使用的根本動力能源仍然是石油等化學能源，是環境污染的主要原因之一。所以急需一種綠色、高效能源；

被動式散熱的方法，如使用水循環來散熱，通過水循環帶動熱量揮發，但是水循環存在兩個問題(1)熱量傳輸效率較低；(2)需要使用外置水泵，產生的噪聲大，且體積較大。也有使用化學材料進行被動散熱，利用化學材料的形態在不同熔點時形態不同而吸收熱量，這類材料更大范圍屬于相變材料，化學材料雖然效率高于水，但是當其發生泄漏時也會造成環境污染。

不論是主動式散熱的空調壓縮機方法、還是被動式的水或化學材料方法，都一定程度上存在(1)儲存或轉化熱量能力較低；(2)儲存或轉換的熱量直接排放于空氣中，而加劇全球變暖問題；(3)環境污染問題；(4)功耗高問題。所以需要一種不僅能處理大量的熱量，且能將得到的這部分熱量進行熱量轉移或降溫，避免直接排到空氣中的綠色、經濟的方法。

發明內容

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解為這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以作為稍后論述的更詳細描述的前序。

為解決上述存在的問題，本發明提出了一種用于全密閉空間的熱轉移式吸熱制冷方法及系統，在全密閉空間內進行吸熱、熱轉移和制冷前后三種工作模式；吸熱模式是利用有機類相變蓄熱材料持續吸收全密閉空間環境的熱量，隨著材料內部溫度升高接近相變點時，其形態會由固態變成液態，繼而進入相變潛熱階段；熱轉移模式基于若干層具有不同相變點的相變蓄熱材料實現，不同層相變蓄熱材料按照相變點高低依次排列，該模式是將相變點低的相變材料中熱量轉移到相鄰的相變點高的相變材料中，達到降溫、熱量轉移及實現不同溫區效果；制冷模式是利用半導體制冷的冷熱端均衡原理對接觸的相變蓄熱材料進行快速降溫過程。

所述的吸熱模式，具體步驟包括：

(1)離心風扇持續轉動，加速聚集環境中的熱量到熱量擴散器；

(2)熱量擴散器緊貼于第一層有機類相變蓄熱材料，將熱量不斷傳遞到第一層有機類相變蓄熱材料內；

(3)第一層有機類相變蓄熱材料會儲存傳入的熱量，可儲存的總熱量TQ、溫度Temp和其內單位相變蓄熱材料的儲能密度g·℃之間的函數關系如公式(1.1)所示：