一种储热装置及具有该储热装置的汽车杯架

1.本发明属于储热设备技术领域，涉及一种储热装置及具有该储热装置的汽车杯架。


背景技术：

2.能源问题是人类面临的众多挑战之一，许多国家将再生能源的应用视为重要的科技研究方向。我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)》中也指出明确把“可再生能源低成本规模化开发利用”作为重点领域和优先主题。
3.相变材料由于具高潜热性质，可以制成具有较高热容的储能装置，用以储存太阳热能、地热等绿色能源，也可以储存工业上的废热，达到废热回收再利用的目的。相变储热材料在储热与放热过程中，温度变动小，适合应用于温度控制等，且相变材料的储热容量大，储热密度(单位质量或单位体积的储热量)远超过显热储热材料。
4.然而，目前现有一些相变储热装置结构大多采用单管或管束等简单构型贯穿相变材料，并未考虑相变材料与流体在储热空间内的布置，导致热交换效率较低。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种储热装置及具有该储热装置的汽车杯架，以解决现有一些相变储热装置结构大多采用单管或管束等简单构型贯穿相变材料，并未考虑相变材料与流体在储热空间内的布置，导致热交换效率较低的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明一种储热装置及具有该储热装置的汽车杯架的具体技术方案如下：
7.一种储热装置，包括：
8.储热盒体；
9.多个金属鳍柱，竖直均匀设置在储热盒体的内部；
10.泡沫金属，设置在储热盒体内部，位于多个金属鳍柱之间的位置；
11.相变材料，设置在泡沫金属的孔隙内部；
12.加热模块，设置在储热盒体底部，用于对储热盒体内部的相变材料进行加热。
13.本发明的特点还在于：
14.其中储热盒体上部为开口结构，储热盒体上部开口处设置有盖体，盖体与储热盒体密封可拆卸连接，多个金属鳍柱的上端与盖体下部表面接触。
15.其中相变材料为石蜡。
16.其中加热模块为加热薄膜。
17.其中储热盒体、盖体与多个金属鳍柱都为铝合金材料制成。
18.一种汽车杯架，包括杯体，储热盒体设置在杯体内，储热盒体除上部外的其余部位与杯体内壁之间设置有隔热材料，杯体内部位于储热盒体上部位置水平设置有金属垫片，金属垫片下部与盖体接触。
19.其中储热盒体侧面设置有温度传感器，杯体内位于储热盒体下部的位置设置有温控模块，温控模块分别与温度传感器、加热薄膜电连接。
20.其中杯体外部设置有电源线，电源线与温控模块电连接。
21.本发明的一种储热装置及具有该储热装置的汽车杯架具有以下优点：
22.第一，通过多个金属鳍柱与泡沫金属的设置，能够有效补偿相变化材料的热传导能力，使得整体吸热更为快速，有效缩短单位重量的相变材料完成储热的时间，有效提高整体等效热传导系数，从而提高热交换效率；
23.第二，通过储热盒体的特殊构型及其填充的泡沫金属在隔热材料的作用下，使得保温时间得到了大幅度的提升，节约了能源；
24.第三，本储热装置能够实现储热设备的小型化、轻量化和高性能化，不仅能提高储热速率，也能有效提高热传导系数与装置的热均衡性，将其应用于对热均衡有一定要求的场合能够有效地节约资源、保护环境；
25.第四，通过将储热装置汽车杯架结合，能够对其中的物体进行快速加热、保温，适用范围广。
附图说明
26.图1为本发明的储热装置主视结构示意图；
27.图2为本发明的储热装置的分解结构示意图；
28.图3为本发明的汽车杯架的主视结构示意图；
29.图4为本发明的汽车杯架的分解结构示意图；
30.附图标记：
31.1、储热盒体；2、盖体；3、泡沫金属；4、金属鳍柱；5、相变材料；6、加热薄膜；7、杯体；8、隔热材料；9、温度传感器；10、金属垫片；11、温控模块；12、电源线。
具体实施方式
32.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种一种储热装置及具有该储热装置的汽车杯架做进一步详细的描述。
33.如图1、2所示，本发明一种储热装置，包括储热盒体1，储热盒体1的内部竖直均匀设置有多个金属鳍柱4，储热盒体1内部位于多个金属鳍柱4之间的位置设置有泡沫金属3，泡沫金属3的孔隙内部设置有相变材料5，相变材料5优选为石蜡，储热盒体1底部设置有加热模块，加热模块用于对储热盒体1内部的相变材料5进行加热，通过泡沫金属3的作用使其孔隙内部的相变材料能够均匀快速的吸收热量，相变材料虽然具有高密度储热量的优点，但是石蜡这类相变储热材料则因为热传导系数较低，使其无法快速地吸收热能，而评估相变材料储热装置的性能，吸热速率与储热量是重要指标，金属鳍柱4与泡沫金属3能有效补偿石蜡相变化材料的热传导能力，使得整体吸热更为快速，有效缩短单位重量的石蜡完成储热的时间，有效提高整体等效热传导系数。
34.储热盒体1上部为开口结构，储热盒体1上部开口处设置有盖体2，盖体2与储热盒体1密封可拆卸连接，多个金属鳍柱4的上端与盖体2下部表面接触。
35.加热模块为加热薄膜6，通过加热薄膜6通电之后为相变材料5加热，便于使相变材
料5加热更加均匀。
36.储热盒体1、盖体2与多个金属鳍柱4都为铝合金材料制成，便于进行热传导。
37.如图3、4所示，本发明一种汽车杯架，包括杯体7，储热盒体1设置在杯体7内，储热盒体1除上部外的其余部位与杯体7内壁之间设置有隔热材料8，杯体7内部位于储热盒体1上部位置水平设置有金属垫片10，金属垫片10下部与盖体2接触。
38.储热盒体1侧面设置有温度传感器9，杯体7内位于储热盒体1下部的位置设置有温控模块11，温控模块11分别与温度传感器9、加热薄膜6电连接。
39.杯体7外部设置有电源线12，所述电源线12与温控模块11电连接。
40.工作原理：使用时，将杯体7放入汽车杯座中，将电源线12与汽车内部的usb接口连接，对本装置进行供电，然后通电后温度传感器9检测储热盒体1的温度然后将检测到的温度反馈到温控模块11，温控模块11将整个储热装置的温度控制在30-60
°
范围内，加热薄膜6可提供最大10w的功率，通电加热时，加热薄膜6发热，使得储热盒体1底部均匀受热，在多个金属鳍柱4的作用下热量迅速的由底部向顶部传导，同时，通过泡沫金属3及相变材料5的共同作用，整个储热腔体各部分均能均匀快速的吸收热量，整个储热过程分为固态显热升温、溶解潜热吸收及液态显热升温三个过程。
41.储热盒体1内的泡沫金属3和相变材料5，配合多个金属鳍柱4能显著提高热源的传导能力，使整体吸热更为快速，有效缩短单位重量的石蜡完成储热的时间，协助相变材料4在融解(或凝固)时有效从热传流体吸收热量(或释放热量给热传流体)。根据试验比对在相同相变材料填充高度、外形尺寸及加热功率下，具有泡沫金属3及金属鳍柱4的相变储热装置的等效热传导系数是纯相变材料的约70倍，是只填充泡沫金属3或金属颗粒和相变材料的35倍。同时，具有金属鳍柱4的对照组中整体孔隙率达0.85时，单位质量相变材料5融解时间最短，且具有较大深度的盒状装置效果更好。
42.当腔体温度达到60
°
时，温控模块11切断电源，储热盒体1进入保温状态。多个金属鳍柱4及泡沫金属3可将热量均匀传导至腔体各部，且温度上升均匀，不会导致局部区域过热产生危害。
43.保温过程：断电后，储热盒体1处于保温状态，隔热材料8可使腔体四周及底部处于绝热状态，其热量通过盖体2及金属垫片10传导至需要保温的物体。储热盒体1的特殊构型及其填充的泡沫金属3在隔热材料8的作用下，其常温下自然冷却时间是无保温材料冷却时间的2倍，是既无保温材料又无填充物冷却时间的4倍。储热盒体1的特殊构型使得保温时间得到了大幅度的提升，节约了能源，且储热盒体1坚固耐用，不受环境、振动、电磁干扰等的影响，是一种绿色经济的储热装置。
44.本发明的一种储热装置及具有该储热装置的汽车杯架具有以下优点：
45.第一，通过多个金属鳍柱与泡沫金属的设置，能够有效补偿相变化材料的热传导能力，使得整体吸热更为快速，有效缩短单位重量的相变材料完成储热的时间，有效提高整体等效热传导系数，从而提高热交换效率；
46.第二，通过储热盒体的特殊构型及其填充的泡沫金属在隔热材料的作用下，使得保温时间得到了大幅度的提升，节约了能源；
47.第三，本储热装置能够实现储热设备的小型化、轻量化和高性能化，不仅能提高储热速率，也能有效提高热传导系数与装置的热均衡性，将其应用于对热均衡有一定要求的
场合能够有效地节约资源、保护环境；
48.第四，通过将储热装置汽车杯架结合，能够对其中的物体进行快速加热、保温，适用范围广。
49.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。