ES2541756T3 - Dispositivo de absorción térmica de material de cambio de fase - Google Patents

Abstract

Dispositivo de absorción térmica que comprende una estructura (S1, S2, S3, S3') que comprende una pluralidad de células (2, 102, 202, 302) individuales, estando delimitada cada célula (2, 102, 202, 302) por una cubierta de un material que presenta una buena conductividad térmica y que contiene al menos un material de cambio de fase (MCF), comprendiendo dicha estructura una primera superficie (1) de extremo destinada a estar en contacto con una superficie que emite un flujo térmico (FT) que debe absorberse, estando compuesto dicho flujo térmico (FT) por al menos dos eventos térmicos de amplitudes diferentes y de frecuencias diferentes, comprendiendo dicha estructura (S1, S2, S3, S3') al menos un primer tamaño de célula y un segundo tamaño de célula, estando dicho dispositivo caracterizado porque dichas células (2, 102, 202, 302) están apiladas unas sobre otras desde dicha superficie de extremo de modo que la estructura (S1, S2, S3, S3') se extiende al menos a lo largo de la dirección del flujo térmico (FT), estando las células (2, 102, 202, 302) en contacto unas con otras por su cubierta, y porque la cantidad de material de cambio de fase en cada célula (102, 202, 302) es proporcional a su tamaño, en el que el primer tamaño de célula está determinado en función de la frecuencia del primer evento y el segundo tamaño de célula está determinado en función de la frecuencia del segundo evento y en el que la distribución entre el número de células de primer tamaño y el número de células de segundo tamaño está determinada en función de las amplitudes de los eventos primero y segundo, y en el que el primer tamaño de célula y el segundo tamaño de célula aumentan cuando la frecuencia del primer evento y la frecuencia del segundo evento disminuyen respectivamente y en el que el número de células de primer tamaño y el número de células de segundo tamaño aumentan cuando la amplitud del primer evento y la amplitud del segundo evento aumentan respectivamente.

Description

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06-07-2015

en función de la frecuencia del flujo térmico en Hz. Para los cálculos, ΔT se ha elegido igual a 10ºC. En la tabla T2 siguiente se resumen valores de la posición del frente de cambio de fase para los diferentes MCF. Tabla T2

LiNO3

NaNO3 KNO3 NaNO3-KNO3

s(0,01 Hz) en mm

2,1 2,2 3,2 2,8

S(0,1 Hz) en mm

0,7 0,7 1,0 0,9

Para una solicitación térmica de 100 segundos (0,01 Hz), el almacenamiento un MCF de tipo NaNO3-KNO3 será óptimo si la dimensión de célula es del orden de 2,8 mm.

10 La dimensión de la que se trata en este caso es la dimensión según el eje X, ya que el calor se distribuye a lo largo del eje X tal como está esquematizado en las figuras 1 y 2. En el caso de una célula de sección cuadrada como en la figura 4, se trata de la dimensión del lado del cuadrado.

Para una solicitación térmica de 10 segundos (0,1 Hz), el almacenamiento en un MCF de tipo NaNO3-KNO3 será 15 óptimo si la dimensión de célula es del orden de 0,9 mm.

Por consiguiente, gracias a la invención, puede dimensionarse el tamaño de las diferentes células en función de las condiciones transitorias múltiples de operación de la fuente de calor, pudiendo ser las condiciones transitorias simultáneas o desfasadas en el tiempo.

20 A continuación se calcula la longitud óptima de las trayectorias de conducción preferidas. A escala de estructura, la trayectoria térmica de transporte del calor es la de la conducción del calor por el material de las trayectorias de conducción preferidas que es preferiblemente el de las cubiertas de las células. La cinética del transporte depende entonces del flujo de calor incidente, de la arquitectura y de las propiedades físicas del material conductor.

25 Estadísticamente, una profundidad media de penetración térmica puede definirse como sigue:

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con 30

D: la difusividad térmica del material en m2/s ω: la frecuencia de la señal térmica.

35 Se toman los ejemplos del cobre y del acero Maraging para realizar las trayectorias de conducción preferidas, cuyas propiedades físicas se resumen en la tabla T3 siguiente. Tabla T3

Conductor

Dificultad (m2/s)

Maraging

4,90.10-6

Cobre

1,20.10-6

40 En la figura 5 puede verse la penetración térmica en el material de cubierta en función de la frecuencia. En la tabla T4 siguiente se resumen los valores de la posición del frente de penetración térmica para el acero Maraging y el cobre. 45 Tabla T4

Maraging

Cobre

δ(0,01 Hz) en mm

31,3 153,5

δ (0,1 Hz) en mm

9,9 48,5

Para una solicitación térmica de 100 segundos (0,01 Hz), las profundidades de penetración del calor en el acero Maraging y en el cobre son, respectivamente, del orden de 9,9 y 48,5 mm.

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Claims (1)

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