一种使用相变材料的电热辐能冷却板及建模方法与流程

1.本发明属于高压直流输电冷却领域，具体涉及一种使用相变材料的电热辐能冷却板的系统及建模方法。

背景技术：

2.当今，电热模块因其各种优势而得到了多方关注，它的优势包括反应速度快、易携带、防震，且无需制冷剂、组装零碎部件或制造噪音。
3.很多用于加热、通风以及空气制冷的设备都加入了电热模块。但是，常规情况下的电热模块的效率指数低且不易节能，只有在其两侧温度差较小时，这种瓶颈才有所突破。

技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种使用相变材料的电热辐能冷却板的系统及建模方法。
5.本发明采用如下的技术方案：
6.一种使用相变材料的电热辐能冷却板，包括热通管稳定板1、热通管2、隔热层3、存储夹层4、相变材料夹层稳定板5、热电模块6以及相变材料夹层7；
7.热通管2通过热通管稳定板1贯穿固定于电热辐能冷却板，并连接散热器以及电热辐能冷却板；
8.隔热层3中设置热电模块6，隔热层3下方留有能够输送相变材料的变相材料夹层7，该变相材料夹层7被相变材料夹层定板5支撑；
9.存储夹层4用于存储相变材料，被设置于相变材料夹层7的下方；
10.相变材料夹层稳定板5竖立地放置在变相材料夹层7之间。
11.热通管稳定板1由铝制成，数量至少是2个。
12.热通管2的设置数量为3个。
13.在节能时间段，启动电热辐能冷却板并将相变材料冷却于存储夹层4中。
14.所述相变材料夹层稳定板5的个数为9个，每个相变材料夹层稳定板5的厚度为5mm；每个相变材料夹层稳定板5等距放置。
15.存储夹层4、最上层的热通管稳定板1与最下层的热通管稳定板1的厚度分别为10mm、5mm与3mm。
16.隔热层3的厚度为7mm。
17.存储夹层4的厚度为10mm.
18.本发明还公开了使用相变材料的电热辐能冷却板的电热辐能冷却板建模方法，包括以下步骤：
19.步骤1，冷冻相变材料直至其成为固态；
20.步骤2，打开连接散热器所连接的设备，直至相变材料开始融化；
21.步骤3，测量相变材料的实时温度以及相变材料温度变化区间以计算电热辐能冷
却板中相变材料的热容量；
22.在步骤3中，使用以下方法计算相变材料的实时热容量：
23.当t
pcm
≤t
melt-δt
pcm
时：
24.c
pcm
＝c
pcm，s
；
25.当t
melt-δt
pcm
＜t
pcm
≤t
melt
时：
[0026][0027]
当t
melt
＜t
pcm
≤t
melt
+δt
pcm
时：
[0028][0029]
当t
pcm
≥t
melt
+δt
pcm
时：
[0030]cpcm
＝c
pcm，l
[0031]
其中，c
pcm
为相变材料的实时热容量；c
pcm，s
为相变材料在固体状态下的热容量均值；c
pcm，l
为相变材料在液体状态下的热容量均值；c
pcm，max
为相变材料的最大热容量；t
pcm
为相变材料的实时温度；t
melt
为相变材料的融化温度；δt
pcm
为相变材料温度变化区间。
[0032]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明：
[0033]
1、首次推举出了结合了相变材料的电热辐能冷却板。
[0034]
2、所提出的该冷却板能够在非节能时间段工作，同时能够减小在运行时的能量损耗。
附图说明
[0035]
图1为本发明一种使用相变材料的电热辐能冷却板的结构图。
具体实施方式
[0036]
下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0037]
一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其结构图如图1所示，具体包括热通管稳定板1、热通管2、隔热层3、存储夹层4、相变材料夹层稳定板5、电热模块6、相变材料夹层7；
[0038]
优选地，热通管稳定板1由铝制成，数量至少是2个；热通管稳定板1用于固定热通管2与散热器使电热辐能冷却板能够稳固地与散热器连接；
[0039]
优选地，热通管2的设置数量为3个，并贯穿电热辐能冷却板；
[0040]
优选地，隔热层3中设置电热模块6，隔热层3下方留有能够输送相变材料的变相材料夹层7，该变相材料夹层7被第二稳定板5支撑；
[0041]
优选地，存储夹层4用于存储相变材料，并被设置于相变材料夹层7的下方；在节能时间段，启动电热辐能冷却板并将相变材料冷却于存储夹层4中；
[0042]
在本实施例中，将变相材料的融化温度设置为16℃；
[0043]
优选地，相变材料夹层稳定板5的个数优选为9个，每个相变材料夹层稳定板5的厚度为5mm；将相变材料夹层稳定板5竖立地放置在变相材料夹层7之间，每个相变材料夹层稳定板5等距放置；
[0044]
优选地，存储夹层4的厚度为10mm，隔热层3的厚度为7mm；
[0045]
散热器通过电热辐能冷却板的热通管2与电热辐能冷却板连接；
[0046]
优选地，存储夹层4、最上层的热通管稳定板1与最下层的热通管稳定板1的厚度分别为10mm、5mm与3mm。
[0047]
本发明还公开了基于使用相变材料的电热辐能冷却板的电热辐能冷却板建模方法，包括以下步骤：
[0048]
步骤1，冷冻相变材料直至其成为固态；
[0049]
在本实施例中，相变材料的冷冻方式为自然风干法；
[0050]
步骤2，打开连接散热器所连接的设备，直至相变材料开始融化；
[0051]
步骤3，测量相变材料的实时温度以及相变材料温度变化区间以计算电热辐能冷却板中相变材料的热容量；
[0052]
本发明使用以下方法计算相变材料的实时热容量：
[0053]
当t
pcm
≤t
melt-δt
pcm
时：
[0054]cpcm
＝c
pcm，s
；
[0055]
当t
melt-δt
pcm
＜t
pcm
≤t
melt
时：
[0056][0057]
当t
melt
＜t
pcm
≤t
melt
+δt
pcm
时：
[0058][0059]
当t
pcm
≥t
melt
+δt
pcm
时：
[0060]cpcm
＝c
pcm，l
[0061]
其中，c
pcm
为相变材料的实时热容量；c
pcm，s
为相变材料在固体状态下的热容量均值；c
pcm，l
为相变材料在液体状态下的热容量均值；c
pcm，max
为相变材料的最大热容量；t
pcm
为相变材料的实时温度；t
melt
为相变材料的融化温度；δt
pcm
为相变材料温度变化区间。
[0062]
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于，所述电热辐能冷却板包括热通管稳定板(1)、热通管(2)、隔热层(3)、存储夹层(4)、相变材料夹层稳定板(5)、热电模块(6)以及相变材料夹层(7)；热通管(2)通过热通管稳定板(1)贯穿固定于电热辐能冷却板，并连接散热器以及电热辐能冷却板；隔热层(3)中设置热电模块(6)，隔热层(3)下方留有能够输送相变材料的变相材料夹层(7)，该变相材料夹层(7)被相变材料夹层定板(5)支撑；存储夹层(4)用于存储相变材料，被设置于相变材料夹层(7)的下方；相变材料夹层稳定板(5)竖立地放置在变相材料夹层(7)之间。2.根据权利要求1所述的一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于：所述热通管稳定板(1)由铝制成，数量至少是2个。3.根据权利要求1所述的一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于：所述热通管(2)的设置数量为3个。4.根据权利要求1所述的一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于：在节能时间段，启动电热辐能冷却板并将相变材料冷却于存储夹层(4)中。5.根据权利要求1任意一项所述的一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于：所述相变材料夹层稳定板(5)的个数为9个，每个相变材料夹层稳定板(5)的厚度为5mm；每个相变材料夹层稳定板(5)等距放置。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于：存储夹层(4)、最上层的热通管稳定板(1)与最下层的热通管稳定板(1)的厚度分别为10mm、5mm与3mm。7.根据权利要求1所述的一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于：所述隔热层(3)的厚度为7mm。8.根据权利要求1所述的一种使用相变材料的电热辐能冷却板，其特征在于：所述存储夹层(4)的厚度为10mm。9.基于权利要求1-8任意一项所述的使用相变材料的电热辐能冷却板的电热辐能冷却板建模方法，其特征在于，所述电热辐能冷却板建模方法包括以下步骤：步骤1，冷冻相变材料直至其成为固态；步骤2，打开连接散热器所连接的设备，直至相变材料开始融化；步骤3，测量相变材料的实时温度以及相变材料温度变化区间以计算电热辐能冷却板中相变材料的热容量。10.根据权利要求9所述的电热辐能冷却板建模方法，其特征在于，在所述步骤3中，使用以下方法计算相变材料的实时热容量：当t
pcm
≤t
melt-δt
pcm
时:c
pcm
＝c
pcm,s
；当t
melt-δt
pcm
<t
pcm
≤t
melt
时:
当t
melt
<t
pcm
≤t
melt
+δt
pcm
时：当t
pcm
≥t
melt
+δt
pcm
时：c
pcm
＝c
pcm,l
其中，c
pcm
为相变材料的实时热容量；c
pcm,s
为相变材料在固体状态下的热容量均值；c
pcm,l
为相变材料在液体状态下的热容量均值；c
pcm,max
为相变材料的最大热容量；t
pcm
为相变材料的实时温度；t
melt
为相变材料的融化温度；δt
pcm
为相变材料温度变化区间。

技术总结

一种使用相变材料的电热辐能冷却板及建模方法，包括热通管稳定板、热通管、隔热层、存储夹层、相变材料夹层稳定板、热电模块以及相变材料夹层；热通管通过热通管稳定板贯穿固定于电热辐能冷却板，并连接散热器以及电热辐能冷却板；隔热层中设置热电模块，隔热层下方留有能够输送相变材料的变相材料夹层，该变相材料夹层被相变材料夹层定板支撑；存储夹层用于存储相变材料，被设置于相变材料夹层的下方；相变材料夹层稳定板竖立地放置在变相材料夹层之间。层之间。层之间。