CN116294743A - 超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法，超导复合相变蓄热蓄冷板包括：吹胀式热超导板，流体换热部，相变蓄热部。本发明的吹胀式热超导板作为导热或导冷主体，导热或导冷速率快、均温性好、可靠性高、成本低，换热部翅片为高密度低高度的错流翅片，流体对流换热系数大，换热效率高，结构紧凑，相变蓄热材料填充在吹胀式热超导板表面和蓄热部壳体之间，高密度的导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于吹胀式热超导板上，并分布在相变蓄热材料中，结构紧凑，解决了相变蓄热材料导热系数小，热阻大、蓄热和放热温差大、速率慢的技术难题；本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板既可作为超导相变蓄热板，也可以作为超导相变蓄冷板。

Description

超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法

技术领域

本发明涉及蓄热领域，特别是涉及一种超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法。

背景技术

相变蓄热是一种将暂时不用的或者多余的热量或冷量储存起来，等到需要时再利用的技术，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术。在工业生产、家庭生活、酒店、楼宇、居民小区和商业中心等工业生活商业的应用场所中大量使用热量或冷量，但在使用过程中耗能过多，又不能储热，也很容易出现不够用或使用不均匀的现象，影响使用效率。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

鉴于以上，有必要提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法，以解决在现有技术中耗能过多，又不能同时储热储冷的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法，用于解决现有技术中耗能过多，又不能储热的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板，所述超导复合相变蓄热蓄冷板包括：

吹胀式热超导板，所述吹胀式热超导板包括相对的第一面及第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路，所述传热管路内灌注有传热工质，并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量或冷量沿所述传热管路迅速传导至整个所述吹胀式热超导板表面；

流体换热部，所述流体换热部包括第一流体换热部及第二流体换热部，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部分别设置于所述吹胀式热超导板第一面的两端，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部均包括换热部壳体、换热部翅片、进流体接头及出流体接头，所述换热部翅片及所述换热部壳体均与所述吹胀式热超导板固定连接，且所述换热部翅片为错流翅片，设置于所述换热部壳体与所述吹胀式热超导板之间；

相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第一面，且位于所述第一流体换热部与所述第二流体换热部之间，所述第二相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第二面，所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部均包括蓄热部壳体、导热翅片及相变蓄热材料，所述导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板上，与所述蓄热部壳体的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片两端与所述蓄热部壳体保持有间隙，所述蓄热部壳体及所述吹胀式热超导板构成密封的蓄热部腔体，所述相变蓄热材料填充于所述蓄热部腔体内，所述导热翅片均布于所述相变蓄热材料中，用于增加所述相变蓄热材料的导热及导冷性能，提升所述相变蓄热材料的蓄热及放热速率和蓄冷及放冷速率。

可选地，所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部设置有一个所述蓄热部腔体或两个及以上独立的所述蓄热部腔体。

可选地，当所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部为一个所述蓄热部腔体时，所述蓄热部腔体内的所述相变蓄热材料相同；当所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部为两个及以上独立的所述蓄热部腔体时，每个所述蓄热部腔体内的所述相变蓄热材料相同或不同。

可选地，所述相变蓄热材料为有机或无机固液相变蓄热材料，并填充满于所在的所述蓄热部腔体内；当所述相变蓄热部储蓄热量时，所述相变蓄热材料由固相转变为液相；当所述相变蓄热部释放热量时，所述相变蓄热材料由液相转变为固相；所述相变蓄热部储蓄冷量时，所述相变蓄热材料由液相转变为固相；当所述相变蓄热部释放冷量时，所述相变蓄热材料由固相转变为液相。

可选地，所述换热部翅片包括铝合金错流翅片；所述换热部翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述换热部翅片高度范围为2mm～15mm。

可选地，所述导热翅片包括铝波折式翅片及铝合金波折式翅片；所述导热翅片相邻两个波折之间的间距范围为2mm～5mm；所述导热翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述导热翅片高度范围为10mm～50mm。

可选地，所述流体换热部的换热部壳体、换热部翅片与所述吹胀式热超导板的连接方式包括连续炉或真空钎焊炉钎焊连接；所述相变蓄热部的蓄热部壳体、导热翅片与所述吹胀式热超导板的连接方式包括连续炉或真空钎焊炉钎焊连接。

可选地，所述传热管路为真空密封系统，其内部灌注的所述传热工质为流体；所述传热管路在所述吹胀式热超导板上的分布形状呈圆形蜂窝状、六边形蜂窝状、四边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的三角形及菱形中的至少一种延伸。

本发明还提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法，所述超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法包括：

S1：提供两块铝板，至少一块所述铝板表面上设置有预设管路形状的石墨浆料涂层，将两块所述铝板中设置有所述石墨浆料涂层的面朝内扣合并铆合固定，通过轧制和吹胀工艺工序制备成在单面或双面有管路凸起的吹胀板；

S2：提供第一流体换热部、第二流体换热部、第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一流体换热部与所述第二流体换热部结构相同，均包括换热部壳体、换热部翅片，所述第一相变蓄热部与第二相变蓄热部结构相同，均包括蓄热部壳体、导热翅片，将上述部件与所述吹胀板通过焊接治具固定成组合体，并进行钎焊处理，其中，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部分别位于所述吹胀板一面的两端，所述第一相变蓄热部位于所述第一流体换热部及所述第二流体换热部之间，所述第二相变蓄热部位于所述吹胀板另一面；

S3：提供进流体接头及出流体接头，并于所述第一流体换热部及所述第二流体换热部上分别焊接所述进流体接头及所述出流体接头；

S4：将所述吹胀板的所述管路抽真空，充注预设量的传热工质，并封焊密封，制成吹胀式热超导板；

S5：提供相变蓄热材料，将固体相变蓄热材料加热融化后，以液体状态充注于所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部与所述吹胀式热超导板组成的蓄热部腔体，并密封处理，最终获得所述超导复合相变蓄热蓄冷板。

可选地，所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部为一个所述蓄热部腔体或两个及以上独立的所述蓄热部腔体。

如上所述，本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的所述吹胀式热超导板作为导热或导冷主体，导热或导冷速率快、均温性好、可靠性高、成本低，所述流体换热部的所述换热部翅片为高密度低高度的错流翅片，流体对流换热系数大，换热面积大，导热或导冷距离小，翅片效率高，换热或换冷速率快，换热能力大，结构紧凑；所述相变蓄热部中的所述相变蓄热材料填充在所述吹胀式热超导板表面和所述蓄热部壳体之间，高密度的所述导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板上，并均匀设置于所述相变蓄热材料中，导热或导冷路径短、速率快、效率高，结构紧凑，解决了所述相变蓄热材料导热系数小，导热热阻大，吸热融化和放热凝固的速率慢，温差大的缺陷和相变蓄热技术难题。本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板既可作为超导相变蓄热板，也可以作为超导相变蓄冷板，可广泛应用于制冷空调、冷链运输、采暖与空调、楼宇和社区集中供暖和供热水、温室大棚种植和养殖等，具有广阔的应用前景，显著的节能减排效果。

附图说明

图1显示为本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板的结构示意图。

图2显示为本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板的截面剖示图。

图3显示为图2的局部放大图。

图4显示为本发明的吹胀式热超导板结构示意图。

图5显示为本发明的换热部壳体结构示意图。

图6显示为本发明的换热部翅片结构示意图。

图7显示为本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板中不同相变蓄热材料的热量与温度的折线图。

图8显示为本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板制备方法的流程示意图。

元件标号说明

10 吹胀式热超导板

11 传热管路

12 注液管路

21 第一流体换热部

22 第二流体换热部

23 换热部壳体

24 换热部翅片

25 进流体接头

26 出流体接头

31 第一相变蓄热部

32 第二相变蓄热部

33 蓄热部壳体

34 导热翅片

35 相变蓄热材料

36 蓄热部腔体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个结构或特征与其他结构或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

请参阅图1至图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明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。

实施例一

如图1至图6所示，本实施例提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板，所述超导复合相变蓄热蓄冷板包括：

吹胀式热超导板10，所述吹胀式热超导板10包括相对的第一面及第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路11，所述传热管路11内灌注有传热工质并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量或冷量沿所述传热管路11迅速传导至整个所述吹胀式热超导板10表面；

流体换热部，所述流体换热部包括第一流体换热部21及第二流体换热部22，所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22分别设置于所述吹胀式热超导板10第一面的两端，所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22均包括换热部壳体23、换热部翅片24、进流体接头25及出流体接头26，所述换热部翅片24及所述换热部壳体23均与所述吹胀式热超导板10固定连接，且所述换热部翅片24为错流翅片，设置于所述换热部壳体23与所述吹胀式热超导板10之间；

相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部31及第二相变蓄热部32，所述第一相变蓄热部31设置于所述吹胀式热超导板10的第一面，且位于所述第一流体换热部21与所述第二流体换热部22之间，所述第二相变蓄热部32设置于所述吹胀式热超导板10的第二面，所述第一相变蓄热部31及所述第二相变蓄热部32均包括蓄热部壳体33、导热翅片34及相变蓄热材料35，所述导热翅片34为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板10上，与所述蓄热部壳体33的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片34两端与所述蓄热部壳体33保持有间隙，所述蓄热部壳体33及所述吹胀式热超导板10构成密封的蓄热部腔体36，所述相变蓄热材料35填充于所述蓄热部腔体36内，所述导热翅片34均布于所述相变蓄热材料35中，用于增加所述相变蓄热材料35的导热及导冷性能，提升所述相变蓄热材料35的蓄热及放热速率和蓄冷及放冷速率。

这里需要说明的是，所述吹胀式热超导板10相对的两面可以在一面上有相互连通的网络状传热管路11，为凸起面，另一为平面，也可以相对的两面均有相互连通的网络状传热管路11，均为凸起面，由于所述吹胀式热超导板10为薄板型器件，热流密度高，为了使所述流体换热部的所述换热部翅片24与所述吹胀式热超导板10完全紧密结合以提高换热效率，在本实施例中使用吹胀工艺只在一面有相互连通网络状凸起的传热管路11，也即所述吹胀式热超导板10的所述第一面为平面，所述第二面为有所述传热管路11的凸起面。所述第一流体换热部21、所述第二流体换热部22及所述第一相变蓄热部31均设置于所述吹胀式热超导板10的平面上，所述第二相变蓄热部32设置于所述吹胀式热超导板10的凸起面上。所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22均设置于所述吹胀式热超导板10的平面上，有助于增大与所述吹胀式热超导板10接触面积，加快导热或导冷速率。

所述超导复合相变蓄热蓄冷板的工作原理为：在进行蓄热过程中，热流体从一端的所述第二流体换热部22的所述进流体接头25流入，流过所述第二流体换热部22内部的所述换热部翅片24，将热量通过所述换热部翅片24传导给与所述换热部翅片24结合的所述吹胀式热超导板10，再通过所述出流体接头26流出，实现热流体的热量输入；与所述第二流体换热部22内的所述换热部翅片24结合的吹胀式热超导板10接收从所述换热部翅片24传导来的热量后，通过所述吹胀式热超导板10内部传热管路11中的传热工质，迅速将热量传导至整个所述吹胀式热超导板10的其他表面。热量从所述吹胀式热超导板10表面传热至所述导热翅片34，再通过所述导热翅片34传导给所述相变蓄热材料35，所述相变蓄热材料35吸收热量升温，达到相变温度后保持温度不变，所述相变蓄热材料35开始吸热融化，从固体逐步变成液体，当所述相变蓄热材料35完全融化后，温度再开始继续上升，完成相变蓄热过程。

相变放热过程中，所述相变蓄热部内的所述相变蓄热材料35将热量通过所述导热翅片34和与所述相变蓄热材料35结合的所述吹胀式热超导板10的表面部分，传导至所述吹胀式热超导板10，所述吹胀式热超导板10通过所述传热管路11内部的传热工质快速将热量传导至所述第一流体换热部21，所述第一流体换热部21内部的所述换热部翅片24与冷流体进行对流传热，冷流体吸热升温，冷流体从所述第一流体换热部21的所述进流体接头25流入，流过所述第一流体换热部21内部的所述换热部翅片24，将所述换热部翅片24的热量吸收并升温，再通过所述出流体接头26流出，实现冷流体的加热；所述相变蓄热部内的所述相变蓄热材料35在放热过程中，达到相变温度时，在相变温度下液体随放热量的持续进行而逐渐变为固体，当所述相变蓄热材料35完全凝固后，温度再开始继续下降，完成相变放热过程。

所述超导复合相变蓄热蓄冷板既可作为超导相变蓄热板，同时也可作为超导相变蓄冷板，其蓄冷过程与蓄热过程类似。作为超导相变蓄热板，蓄热时所述第二流体换热部22工作，放热时所述第一流体换热部21工作；作为超导相变蓄冷板，蓄冷时所述第一流体换热部21工作，可将制冷装置的冷媒直接与所述第一流体换热部21连接，放冷时所述第二流体换热部工作。

本实施例的所述吹胀式热超导板10作为导热或导冷主体，导热或导冷速率快、均温性好、可靠性高、成本低，所述流体换热部的所述换热部翅片24为高密度低高度的错流翅片，流体对流换热系数大，换热面积大，导热或导冷距离小，翅片效率高，换热或换冷速率快，能力大，结构紧凑；所述相变蓄热部中的所述相变蓄热材料35填充在所述吹胀式热超导板10表面和所述蓄热部壳体33之间，高密度的所述导热翅片34为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板10上，并均匀设置于所述相变蓄热材料35中，导热或导冷路径短、速率快、效率高，结构紧凑，解决了所述相变蓄热材料35导热系数小，导热热阻大，吸热融化和放热凝固相变的速率慢，导热温差大的技术难题。本实施例的超导复合相变蓄热蓄冷板既可作为超导相变蓄热板，也可以作为超导相变蓄冷板，可广泛应用于制冷空调、冷链运输、采暖与空调、楼宇和社区集中供暖和供热水、温室大棚种植和养殖等，具有广阔的应用前景，显著的节能减排效果。

如图2所示，作为示例，所述第一相变蓄热部31或所述第二相变蓄热部32内部设置有一个所述蓄热部腔体36或两个及以上独立的所述蓄热部腔体36。

作为示例，当所述第一相变蓄热部31或所述第二相变蓄热部32内部为一个所述蓄热部腔体36时，所述蓄热部腔体36内的所述相变蓄热材料35相同；当所述第一相变蓄热部31或所述第二相变蓄热部32内部为两个及以上独立的所述蓄热部腔体36时，每个所述蓄热部腔体36内的所述相变蓄热材料36相同或不同，当不同时，以实现温度的梯度分布。

在本实施例中，所述第一相变蓄热部31位于所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22之间，包含两个独立的所述蓄热部腔体36，所述第二相变蓄热部32位于所述吹胀式热超导板10的整个第二面，包含三个独立的所述蓄热部腔体36，每个所述蓄热部腔体36内的所述相变蓄热材料36不同。当然，所述第一相变蓄热部31或所述第一相变蓄热部32也可均为一个所述蓄热部腔体36，或者其中一个相变蓄热部为一个所述蓄热部腔体36，另一个相变蓄热部为多个所述蓄热部腔体36，可根据实际需要进行设置，在此不做限制。不同所述蓄热部腔体36的划分是在所述蓄热部壳体33内做成独立的腔体，每个腔体密封分隔开，每个腔体内均会设置一个所述导热翅片34，也可以理解为有多少数量的所述导热翅片34，也即有几个所述蓄热部腔体36。

以所述第二相变蓄热部32中的三个独立的所述蓄热部腔体36为例，三个独立的所述蓄热部腔体36内的所述相变蓄热材料36不同，分别命名为第一相变储热材料(PCM-1)、第二相变储热材料(PCM-2)及第三相变储热材料(PCM-3)，所述蓄热部腔体36填充不同相变蓄热材料可以构成一个多梯度温度的蓄热单元，其原理如图7所示，随着温度的升高，所述第一相变储热材料首先吸热发生从固体变为液体的逐步融化过程，相变融化过程中相变温度保持不变，所以温度可以维持在t1，当所述第一相变储热材料完全融化后，温度继续升高，等升高到t2温度时所述第二相变储热材料开始吸热发生从固体向液体的相变，温度又可以维持在t2，以此类推，所以温度可以呈梯度变化，可以通过合理调控不同相变储热材料的填充量以实现不同的温度和蓄热量的需求。

作为示例，所述流体换热部的换热部壳体23、换热部翅片24与所述吹胀式热超导板10的连接方式包括连续炉或真空钎焊炉钎焊；所述相变蓄热部的蓄热部壳体33、导热翅片34与所述吹胀式热超导板10的连接方式包括连续炉或真空钎焊炉钎焊。

本实施例中的连接方式皆采用钎焊，利用熔点低的焊料，加热融化后利用液态钎料填充于想要连接的两个部件之间，使其连接在一起。与所述吹胀式热超导板10钎焊连接的所述流体换热部为所述换热部壳体21及所述换热部翅片23。与所述吹胀式热超导板10钎焊连接的所述相变蓄热部为所述蓄热部壳体33及所述导热翅片34，其中，所述导热翅片34直接钎焊于所述吹胀式热超导板10表面上，并处于所述相变蓄热材料35中，使得在储蓄热量及释放热量的过程中导热路径短、速率快、热效率高，解决了所述相变蓄热材料35导热系数小，热阻大，速率慢，温差大的技术难题。此外，所述相变蓄热部包括所述第一相变蓄热部31及所述第二相变蓄热部32，所述第一相变蓄热部31钎焊于平面的所述吹胀式热超导板10的第一面，所述第二相变蓄热部32钎焊于凸起面的所述吹胀式热超导板10的第二面，以上钎焊均在所述连续炉或所述真空钎焊炉中进行。

如图5至图6所示，作为示例，所述换热部翅片24包括铝合金错流翅片；所述换热部翅片24厚度范围为0.1mm～1.0mm，例如，可以为0.1mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm；所述换热部翅片24高度范围为2mm～15mm，例如，可以为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、15mm。

所述铝合金错流翅片为高密度低高度的强化导热错流翅片，在本实施例中使用铝合金错流翅片作为错流翅片组与所述吹胀式热超导板10连接在一起，流体对流换热系数大，换热面积大，导热距离小，翅片效率高，换热速率快，换热能力大，结构紧凑。

如图3所示，作为示例，所述导热翅片34包括铝波折式翅片及铝合金波折式翅片，可根据实际需要进行选择；所述导热翅片34相邻两个波折之间的间距范围为2mm～5mm，例如，可以为2mm、3mm、4mm、5mm；所述导热翅片34厚度范围为0.1mm～1.0mm，例如，可以为0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1mm；所述导热翅片34高度范围为10mm～50mm，例如，可以为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm。

这里需要说明的是，所述导热翅片34每个波折之间的间距、厚度及高度应该保持一致，除了便于加工，也在传导热量的过程中保持均匀性。

作为示例，所述相变蓄热材料35为有机或无机固液相变蓄热材料，并填充满于所在的所述蓄热部腔体36内；当所述相变蓄热部储蓄热量时，所述相变蓄热材料35由固相转变为液相；当所述相变蓄热部释放热量时，所述相变蓄热材料35由液相转变为固相；所述相变蓄热部储蓄冷量时，所述相变蓄热材料由液相转变为固相；当所述相变蓄热部释放冷量时，所述相变蓄热材料由固相转变为液相。

所述相变蓄热材料35是在其自身的相变温度下，利用相变潜热，以较小的体积和重量吸收大量的热，将超量热量或冷量储蓄起来，在储蓄热量或储蓄冷量的过程中温度保持不变。本实施例的所述超导复合相变蓄热蓄冷板的蓄热量、蓄热温度与填充的所述相变蓄热材料35的量及热物性相关，所述热物性也即所述相变蓄热材料35的重量、相变热、相变温度。本实施例中所述相变蓄热材料35优先采用石蜡，并填充满于所在的所述蓄热部腔体36内，使得导热或导冷速率快、效率高。

如图4所示，作为示例，所述传热管路11为真空密封系统，其内部灌注的所述传热工质为流体。

在本实施例中，所述传热工质优选采用为液体与气体的混合物，所述液体占所述传热管路11空间的比例范围为10％～50％，例如，可以为10％、20％、30％、40％、50％。相互连通的密闭所述传热管路11遍布整个所述吹胀式热超导板10，使的整个所述吹胀式热超导板10温度均匀，导热速率块，散热效率高，真空密封系统更是保证和提高了所述吹胀式热超导板10传热效率和传热能力。当然，设置有所述传热管路11的所述吹胀式热超导板的一面，还设置有与所述传热管路11连通的注液管道12，用于抽出不凝性气体和罐注所述传热工质。

作为示例，所述传热管路11在所述吹胀式热超导板10上的分布形状呈圆形蜂窝状、六边形蜂窝状、四边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的三角形及菱形中的至少一种延伸。具体所述传热管路11的形状的选择可根据实际需要进行选择，在此不做限制。

实施例二

如图8所示，本实施例提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法，所述超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法用于制备实施例一中的所述超导复合相变蓄热蓄冷板，所述超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法包括：

首先进行步骤S1，提供两块铝板，至少一块所述铝板表面上设置有预设管路形状的石墨浆料涂层，将两块所述铝板中设置有所述石墨浆料涂层的面朝内扣合并铆合固定，通过轧制和吹胀工艺工序制备成在单面或双面有管路凸起的吹胀板。

本实施例中，优先采用一块所述铝板在其表面印刷预设管路形状的石墨浆料涂层，将另一块所述铝板盖在印刷有管路形状的所述铝板的表面组装并铆合固定，再将铆合固定的上述组件进行加热、轧制复合，最终通过轧制和吹胀工艺制成一面有管路凸起的面，一面为平面的所述吹胀板。

接着进行步骤S2，提供第一流体换热部21、第二流体换热部22、第一相变蓄热部31及第二相变蓄热部32，所述第一流体换热部21与所述第二流体换热部22结构相同，均包括换热部壳体23、换热部翅片24，所述第一相变蓄热部与第二相变蓄热部结构相同，均包括蓄热部壳体33、导热翅片34，并将上述部件与所述吹胀板通过焊接治具固定成组合体，并进行钎焊处理，其中，所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22分别位于所述吹胀板一面的两端，所述第一相变蓄热部31位于所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22之间，所述第二相变蓄热部位32于所述吹胀板另一面。

本实施例中，所述第一流体换热部21、所述第二流体换热部22及所述第一相变蓄热部31均位于所述吹胀板平面的一侧，所述第二相变蓄热部32设置于所述吹胀板凸起面的一侧，流体换热部的所述换热部翅片24和相变蓄热部的所述导热翅片34均是放置于连续炉或真空钎焊炉中进行钎焊工艺连接于所述吹胀板表面，并将所述换热部壳体23及所述蓄热部壳体33覆盖于翅片上方并通过钎焊工艺连接于所述吹胀板表面。

作为示例，所述第一相变蓄热部31或所述第二相变蓄热部32内部为一个所述蓄热部腔体36或两个及以上独立的所述蓄热部腔体36。

不同所述蓄热部腔体36的划分是在所述蓄热部壳体33内做成独立的腔体，每个腔体密封分隔开，每个腔体内均会设置一个所述导热翅片34，也可以理解为有多少数量的所述导热翅片34，也即有几个所述蓄热部腔体36。本实施例中，所述第一相变蓄热部31包括两个所述蓄热部腔体36，所述第二相变蓄热部32包括三个所述蓄热部腔体36，也可根据实际需要进行设置，在此不做限制。

接着进行步骤S3，提供进流体接头25及出流体接头26，并于所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22上焊接所述进流体接头25及所述出流体接头26。

本实施例中，因所述第一流体换热部21及所述第二流体换热部22结构完全相同，所述进流体接头25及所述出流体接头26的位置也都相同，本实施例优先采用所述进流体接头25在下，所述出流体接头26在上的设置，便于液态流体的流入与流出。

接着进行步骤S4，将所述吹胀板的所述管路抽真空，充注预设量的传热工质，并封焊密封，制成吹胀式热超导板10。

本实施例中，所述吹胀板在制备时还需要同时制备与所述传热管路11连通的注液管道12，用于抽出所述传热管路11内部的不凝性气体并灌充注所述传热工质，所述传热工质的充注量与预设的空间比例可根据实际需要进行设置，在此不做限制，这里需要注意的是，在密封时需要注意整体的密封性，避免泄露，造成不必要的损失。

最后进行步骤S5，提供相变蓄热材料35，将固体所述相变蓄热材料35加热融化后，以液体状态充注于所述第一相变蓄热部31及所述第二相变蓄热部32与所述吹胀式热超导板10组成的蓄热部腔体36内，并密封处理，最终获得所述超导复合相变蓄热蓄冷板。可根据所述超导复合相变蓄热蓄冷板的具体功用，充注所需要的所述相变蓄热材料35。

综上所述，本发明提供一种超导复合相变蓄热蓄冷板及其制备方法，所述超导复合相变蓄热蓄冷板包括：吹胀式热超导板，所述吹胀式热超导板包括相对的第一面及第二面，所述吹胀式热超导板的第一面与第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路，，所述传热管路内灌注有传热工质，并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量或冷量沿所述传热管路迅速传导至整个吹胀式热超导板表面；流体换热部，所述流体换热部包括第一流体换热部及第二流体换热部，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部分别设置于所述吹胀式热超导板第一面的两端，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部均包括换热部壳体、换热部翅片、进流体接头及出流体接头，所述换热部翅片及所述换热部壳体均与所述吹胀式热超导板固定连接，且所述换热部翅片为错流翅片，设置于所述换热部壳体与所述吹胀式热超导板之间；相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第一面，且位于所述第一流体换热部与所述第二流体换热部之间，所述第二相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第二面，所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部均包括蓄热部壳体、导热翅片及相变蓄热材料，所述导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板上，与所述蓄热部壳体的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片两端与所述蓄热部壳体保持有间隙，所述蓄热部壳体及所述吹胀式热超导板构成密封的蓄热部腔体，所述相变蓄热材料填充于所述蓄热部腔体内，所述导热翅片均布于所述相变蓄热材料中，用于增加所述相变蓄热材料的导热及导冷性能，提升所述相变蓄热材料的蓄热及放热速率和蓄冷及放冷速率。本发明的所述吹胀式热超导板作为导热或导冷主体，导热或导冷速率快、均温性好、可靠性高、成本低，所述流体换热部的所述换热部翅片为高密度低高度的错流翅片，流体对流换热系数大，换热面积大，导热或导冷距离小，翅片效率高，换热或换冷速率快，能力大，结构紧凑，所述相变蓄热部中的所述相变蓄热材料填充在所述吹胀式热超导板表面和所述蓄热部壳体之间，大面积的所述导热翅片设置于所述吹胀式热超导板上，并均匀设置于所述相变蓄热材料中，导热或导冷路径短、速率快、效率高，结构紧凑，解决了所述相变蓄热材料导热系数小，热阻大，蓄热和放热速率慢，温差大的技术难题；本发明的超导复合相变蓄热蓄冷板既可作为超导复合相变蓄热板，也可以作为超导相变蓄冷板，可广泛应用于制冷空调、冷链运输、采暖与空调、楼宇和社区集中供暖和供热水、温室大棚种植和养殖等，具有广阔的应用前景，显著的节能减排效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于，所述超导复合相变蓄热蓄冷板包括：

吹胀式热超导板，所述吹胀式热超导板包括相对的第一面及第二面，至少一面设置有相互连通的网络状凸起的传热管路，所述传热管路内灌注有传热工质，并与外界隔绝密封，所述传热工质用于将热量或冷量沿所述传热管路迅速传导至整个所述吹胀式热超导板表面；

流体换热部，所述流体换热部包括第一流体换热部及第二流体换热部，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部分别设置于所述吹胀式热超导板第一面的两端，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部均包括换热部壳体、换热部翅片、进流体接头及出流体接头，所述换热部翅片及所述换热部壳体均与所述吹胀式热超导板固定连接，且所述换热部翅片为错流翅片，设置于所述换热部壳体与所述吹胀式热超导板之间；

相变蓄热部，所述相变蓄热部包括第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第一面，且位于所述第一流体换热部与所述第二流体换热部之间，所述第二相变蓄热部设置于所述吹胀式热超导板的第二面，所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部均包括蓄热部壳体、导热翅片及相变蓄热材料，所述导热翅片为波浪状的波折式翅片，设置于所述吹胀式热超导板上，与所述蓄热部壳体的内表面固定连接在一起，且所述导热翅片两端与所述蓄热部壳体保持有间隙，所述蓄热部壳体及所述吹胀式热超导板构成密封的蓄热部腔体，所述相变蓄热材料填充于所述蓄热部腔体内，所述导热翅片均布于所述相变蓄热材料中，用于增加所述相变蓄热材料的导热及导冷性能，提升所述相变蓄热材料的蓄热及放热速率和蓄冷及放冷速率。

2.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于：所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部设置有一个所述蓄热部腔体或两个及以上独立的所述蓄热部腔体。

3.根据权利要求2所述的超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于：当所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部为一个所述蓄热部腔体时，所述蓄热部腔体内的所述相变蓄热材料相同；当所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部为两个及以上独立的所述蓄热部腔体时，每个所述蓄热部腔体内的所述相变蓄热材料相同或不同。

4.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于：所述相变蓄热材料为有机或无机固液相变蓄热材料，并填充满于所在的所述蓄热部腔体内；当所述相变蓄热部储蓄热量时，所述相变蓄热材料由固相转变为液相；当所述相变蓄热部释放热量时，所述相变蓄热材料由液相转变为固相；所述相变蓄热部储蓄冷量时，所述相变蓄热材料由液相转变为固相；当所述相变蓄热部释放冷量时，所述相变蓄热材料由固相转变为液相。

5.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于：所述换热部翅片包括铝合金错流翅片；所述换热部翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述换热部翅片高度范围为2mm～15mm。

6.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于：所述导热翅片包括铝波折式翅片及铝合金波折式翅片；所述导热翅片相邻两个波折之间的间距范围为2mm～5mm；所述导热翅片厚度范围为0.1mm～1.0mm；所述导热翅片高度范围为10mm～50mm。

7.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于：所述流体换热部的换热部壳体、换热部翅片与所述吹胀式热超导板的连接方式包括连续炉或真空钎焊炉钎焊连接；所述相变蓄热部的蓄热部壳体、导热翅片与所述吹胀式热超导板的连接方式包括连续炉或真空钎焊炉钎焊连接。

8.根据权利要求1所述的超导复合相变蓄热蓄冷板，其特征在于：所述传热管路为真空密封系统，其内部灌注的所述传热工质为流体；所述传热管路在所述吹胀式热超导板上的分布形状呈圆形蜂窝状、六边形蜂窝状、四边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的三角形及菱形中的至少一种延伸。

9.一种超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法，其特征在于，所述超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法包括：

S1：提供两块铝板，至少一块所述铝板表面上设置有预设管路形状的石墨浆料涂层，将两块所述铝板中设置有所述石墨浆料涂层的面朝内扣合并铆合固定，通过轧制和吹胀工艺工序制备成在单面或双面有管路凸起的吹胀板；

S2：提供第一流体换热部、第二流体换热部、第一相变蓄热部及第二相变蓄热部，所述第一流体换热部与所述第二流体换热部结构相同，均包括换热部壳体、换热部翅片，所述第一相变蓄热部与第二相变蓄热部结构相同，均包括蓄热部壳体、导热翅片，将上述部件与所述吹胀板通过焊接治具固定成组合体，并进行钎焊处理，其中，所述第一流体换热部及所述第二流体换热部分别位于所述吹胀板一面的两端，所述第一相变蓄热部位于所述第一流体换热部及所述第二流体换热部之间，所述第二相变蓄热部位于所述吹胀板另一面；

S3：提供进流体接头及出流体接头，并于所述第一流体换热部及所述第二流体换热部上分别焊接所述进流体接头及所述出流体接头；

S4：将所述吹胀板的所述管路抽真空，充注预设量的传热工质，并封焊密封，制成吹胀式热超导板；

S5：提供相变蓄热材料，将固体相变蓄热材料加热融化后，以液体状态充注于所述第一相变蓄热部及所述第二相变蓄热部与所述吹胀式热超导板组成的蓄热部腔体内，并密封处理，最终获得所述超导复合相变蓄热蓄冷板。

10.根据权利要求9所述的超导复合相变蓄热蓄冷板的制备方法，其特征在于：所述第一相变蓄热部或所述第二相变蓄热部内部为一个所述蓄热部腔体或两个及以上独立的所述蓄热部腔体。

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