一种聚热蓄能装置

1.本发明属于相变聚热放热技术及热电转换技术领域，具体涉及一种聚热蓄能装置。


背景技术：

2.现今大型电子设备的运行效率受温度影响，大型电子设备因运转而产生的热量使电子设备温度升高，从而降低设备的性能甚至高温破坏设备，目前普通自然散热方式或者简单的传导散热方式，散热效率低，浪费能量，无法满足设备散热要求。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是，大型电子设备采取的普通自然散热方式或者简单的传导散热方式，散热效率低，浪费能量，无法满足设备散热要求。
4.为了解决大型电子设备高效率散热和节能的问题，本发明提供了一种聚热蓄能装置，包括n个底座、一个集热圆盘、一温差发电片和一蓄电池，所述底座包括第一贴片、导热管和第二贴片，所述第一贴片与导热管一端焊接，所述第二贴片与导热管的另一端焊接，所述集热圆盘由第一导热体、第二导热体和第三导热体组成，所述第一导热体和第二导热体呈环形带状且第二导热体的外圆表面与第一导热体的内圆表面连接，所述第三导热体呈圆盘状且第三导热体的外圆表面与第二导热体的内圆表面连接，所述第一导热体、第二导热体和第三导热体的材料导热率依次下降，所述底座的第二贴片与集热圆盘的第一导热体连接，所述温差发电片一侧贴在集热圆盘的第三导热体的表面上，所述温差发电片与蓄电池连接且为蓄电池充电，其中n不小于二。n个底座的第一贴片与待散热设备接触，底座与集热圆盘连接，实现从散热设备到集热圆盘的单向传热，由于多个底座和集热圆盘具有热量传导效率高的特点，所以相比较于自然散热方式，散热效率更高。由底座向集热圆盘边缘传递的热量，且热量向集热圆盘中心聚集，聚集的能量通过温差发电片转换成电能，给蓄电池充电，实现热能转换为电能，从而实现热量的利用，更加节能。
5.更优地，包括对流装置，所述对流装置与蓄电池连接。收集的热量转换成电能，然后给蓄电池充电，蓄电池驱动对流装置，加速热对流实现散热，并且此过程可以不额外消耗能量，从而进一步提高散热效率和节能特性。
6.更优地，所述对流装置为散热风扇。
7.更优地，所述导热管为封闭的中空管状且管内设有相变液体。根据热管原理，设计导热管，且外形和长度可根据具体的应用场景做出调整。
8.更优地，所述相变液体为水。
9.更优地，所述集热圆盘的第一导热体、第二导热体和第三导热体依次采用铜、铁和钢制成，有效地保证了热量从集热圆盘的外围向中心的单向导热。
10.更优地，所述集热圆盘的第一导热体、第二导热体和第三导热体均围绕圆环刻出与直径方向倾斜一定角度的竖状孔，通过开孔，使得金属导体形成绝缘体-导体-绝缘体结
构，从而实现热量的定向传导，更能促使热量向集热圆盘中心聚集。
11.更优地，所述底座的第一贴片、导热管和第二贴片采用铜制成。
12.更优地，所述底座的第二贴片与集热圆盘的第一导热体焊接或者螺纹连接。
13.更优地，所述第二导热体的外圆表面与第一导热体的内圆表面焊接，所述第三导热体呈圆盘状且第三导热体的外圆表面与第二导热体的内圆表面焊接。
14.本发明的有益效果是相比较于自然散热方式，本发明采取多个底座采集热量，热量定向传导到集热圆盘，且向集热圆盘中心聚集，聚集的能量通过温差发电片转换成电能，给蓄电池充电，实现热能转换为电能，驱动对流装置，加速热对流实现散热，并且此过程可以不额外消耗能量，热对流装置对电子设备进行进一步的降温，从而进一步提高散热效率，具有高散热效率，和节能环保的优点。
附图说明
15.图1为本发明中底座的结构示意图；图2为本发明中的集热圆盘的结构示意图；图3为本发明的装置的结构示意图；图4为本发明的电气示意图。
16.图中，底座1、第一贴片1-1、导热管1-2、第二贴片1-3、第一导热体2-1、第二导热体2-2、第三导热体2-3、温差发电片3、蓄电池4、对流装置5。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明的方案进行具体说明。本发明的连接为机械连接，即两个部件紧密接触且固定在一起，从而起到热传导的作用，本实施例针对本发明的结构特点进行说明，内部未详细说明的器件，如蓄电池和温差发电片等，均为公知技术。
18.在大型电子设备采取的普通自然散热方式或者简单的传导散热方式，散热效率低，浪费能量，无法满足设备散热要求。
19.为了解决大型电子设备高效率散热和节能的问题，本发明提供了一种聚热蓄能装置，包括n个底座1、一个集热圆盘2、一温差发电片3和一蓄电池4，所述底座包括第一贴片1-1、导热管1-2和第二贴片1-3，所述第一贴片1-1与导热管1-2一端焊接，所述第二贴片1-3与导热管1-2的另一端焊接，所述集热圆盘2由第一导热体2-1、第二导热体2-2和第三导热体2-3组成，所述第一导热体2-1和第二导热体2-2呈环形带状且第二导热体2-2的外圆表面与第一导热体2-1的内圆表面连接，所述第三导热体2-3呈圆盘状且第三导热体2-3的外圆表面与第二导热体2-2的内圆表面连接，优选的，所述第二导热体2-2的外圆表面与第一导热体2-1的内圆表面焊接，所述第三导热体2-3呈圆盘状且第三导热体2-3的外圆表面与第二导热体2-2的内圆表面焊接。
20.所述第一导热体2-1、第二导热体2-2和第三导热体2-3的材料导热率依次下降，所述底座1的第二贴片1-3与集热圆盘2的第一导热体2-1连接，所述温差发电片3一侧贴在集热圆盘2的第三导热体2-3的表面上，所述温差发电片3与蓄电池4连接且为蓄电池4充电，其中n不小于二。
21.根据待散热设备的特性和散热要求，首先确定底座1的数量和安装位置， n个底座
1的第一贴片1-1与待散热设备接触，底座1与集热圆盘2连接，实现从散热设备到集热圆盘2的单向传热，由于多个底座1和集热圆盘2具有热量传导效率高的特点，所以相比较于自然散热方式，散热效率更高。由底座1向集热圆盘2边缘传递的热量，且热量向集热圆盘2中心聚集，聚集的能量通过温差发电片3转换成电能，给蓄电池4充电，实现热能转换为电能，从而实现热量的利用，更加节能。
22.在上述方案上，具体地，所述导热管1-2为封闭的中空管状且管内设有相变液体。根据热管原理，设计的导热管1-2具有高效的单向导热的功能，导热管1-2的外形和长度可根据具体的应用场景做出调整。制作导热管时，应抽取管中气体，使之真空，可以降低液体沸点，使其快速汽化。所述底座1的第二贴片1-3与集热圆盘2的第一导热体2-1焊接或者螺纹连接，所述底座1的第一贴片1-1、导热管1-2和第二贴片1-3采用铜制成，铜的导热性极好。
23.更优地，所述相变液体为水，采取水作为相变液体能满足导热要求以及降低成本，当然相变液体也可采用石蜡。
24.在上述方案上，为了有效地保证了热量从集热圆盘2的外围向中心的单向导热，所述集热圆盘2的第一导热体2-1、第二导热体2-2和第三导热体2-3依次采用铜、铁和钢制成。所述集热圆盘2的第一导热体2-1、第二导热体2-2和第三导热体2-3均围绕圆环刻出与直径方向倾斜一定角度的竖状孔，通过开孔，所述底座1的第二贴片1-3与集热圆盘2的第一导热体2-1焊接或者螺纹连接。从集热圆盘外到内热导率依次降低，最外圈可采用热导率约400w/(m
·
k)，如紫铜，第二圈可采用热导率为80 w/(m
·
k)，如铁等，最内圈可采用15w/(m
·
k)，如钢等。对于每一层材料，都沿着圆周刻出倾斜旋转的竖状小孔，使得金属导体形成绝缘体-导体-绝缘体结构，利用空气热导率k=0.026 w/(m
·
k)与材料热导率不一致，实现热量向圆盘中心高效聚集。
25.在上述方案基础上，本发明还包括对流装置5，所述对流装置5与蓄电池4连接。收集的热量转换成电能，然后给蓄电池4充电，蓄电池4驱动对流装置5，加速热对流实现散热，并且此过程可以不额外消耗能量，从而进一步提高散热效率和节能特性。
26.更优地，所述对流装置5为散热风扇，结构简单，成本低。
27.利用非接触式红外测温装置来观察 充电桩对有无本发明装置下热点散热效果的实验对比结果分析（如表1）。
28.可以明显看出使用该发明的充电桩表面温度呈现明显下降趋势，并趋于稳定，达到热平衡。充电桩的表面温度在2min内存在明显下降趋势，其中表面温度在5-10秒时下降最快。2min-12min内，充电桩保持在34.4℃左右而未使用该发明的充电桩表面温度有上升趋势后有轻微的降温趋势，又逐渐稳定，趋于热平衡。充电桩在60s左右升高到最高温度47.2℃，在2min后保持46.6℃左右的稳定温度。
29.借助公式
30.可计算出充电桩表面稳定温度差值为12.2℃，散热效果提升约26.18%。
[0031][0032]
表1综上所述，相比较于自然散热方式，本发明采取多个底座采集热量，热量定向传导到集热圆盘，且向集热圆盘中心聚集，聚集的能量通过温差发电片转换成电能，给蓄电池充电，实现热能转换为电能，驱动对流装置，加速热对流实现散热，并且此过程可以不额外消耗能量，热对流装置对电子设备进行进一步的降温，从而进一步提高散热效率，具有高散热效率，和节能环保的优点。
[0033]
以上对本发明所提供的一种聚热蓄能装置进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将属于本发明专利权的保护范围。

技术特征：
1.一种聚热蓄能装置，其特征在于，包括n个底座、一个集热圆盘、一温差发电片和一蓄电池，所述底座包括第一贴片、导热管和第二贴片，所述第一贴片与导热管一端焊接，所述第二贴片与导热管的另一端焊接，所述集热圆盘由第一导热体、第二导热体和第三导热体组成，所述第一导热体和第二导热体呈环形带状且第二导热体的外圆表面与第一导热体的内圆表面连接，所述第三导热体呈圆盘状且第三导热体的外圆表面与第二导热体的内圆表面连接，所述第一导热体、第二导热体和第三导热体的材料导热率依次下降，所述底座的第二贴片与集热圆盘的第一导热体连接，所述温差发电片一侧贴在集热圆盘的第三导热体的表面上，所述温差发电片与蓄电池连接且为蓄电池充电，其中n不小于二。2.如权利要求1所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，包括对流装置，所述对流装置与蓄电池连接。3.如权利要求2所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述对流装置为散热风扇。4.如权利要求1-3任意一项所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述导热管为封闭的中空管状且管内设有相变液体。5.如权利要求4所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述相变液体为水。6.如权利要求4所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述集热圆盘的第一导热体、第二导热体和第三导热体依次采用铜、铁和钢制成。7.如权利要求4所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述集热圆盘的第一导热体、第二导热体和第三导热体均围绕圆环刻出与直径方向倾斜一定角度的竖状孔。8.如权利要求4所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述底座的第一贴片、导热管和第二贴片采用铜制成。9.如权利要求4所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述底座的第二贴片与集热圆盘的第一导热体焊接或者螺纹连接。10.如权利要求4所述的一种聚热蓄能装置，其特征在于，所述第二导热体的外圆表面与第一导热体的内圆表面焊接，所述第三导热体呈圆盘状且第三导热体的外圆表面与第二导热体的内圆表面焊接。

技术总结
本发明公开了一种聚热蓄能装置，包括N个底座、一个集热圆盘、一温差发电片和一蓄电池，所述集热圆盘由第一导热体、第二导热体和第三导热体组成，所述第一导热体、第二导热体和第三导热体的材料导热率依次下降，所述底座与集热圆盘的第一导热体连接，所述温差发电片一侧贴在集热圆盘的第三导热体的表面上，所述温差发电片与蓄电池连接且为蓄电池充电，其中N不小于二，本装置具有高散热效率，和节能环保的优点。优点。优点。


技术研发人员：贺久莹 朱芸菲 周相宇 浦皋翔 屈梦玲 张静娅 周晓锋 李国柱
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/7/31