СИСТЕМА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ, ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ МАТЕРИАЛЫ, АККУМУЛИРУЮЩИЕ ТЕПЛОВУЮ ЭНЕРГИЮ

1. Устройство, включающее в себя:
I) материал, аккумулирующий тепловую энергию и имеющий фазовый переход от твердого к жидкому при определенной температуре; и
II) капиллярную структуру, имеющую множество капилляров;
причем устройство представляет собой теплоаккумулирующее устройство.
2. Устройство по п. 1, в котором материал, аккумулирующий тепловую энергию, имеет фазовый переход от твердого к жидкому при температуре выше, чем приблизительно 50°С.
3. Устройство по п. 2, в котором материал, аккумулирующий тепловую энергию, имеет фазовый переход от твердого к жидкому при температуре примерно от 90°С до 300°С.
4. Устройство по п. 1, в котором материал, аккумулирующий тепловую энергию, инкапсулирован в одном или более отделениях для материала, аккумулирующего тепловую энергию, причем устройство включает в себя отделение для рабочей текучей среды, находящееся в тепловом контакте с материалом, аккумулирующим тепловую энергию.
5. Устройство по п. 1, в котором материал, аккумулирующий тепловую энергию, заключен во множестве капсул.
6. Устройство по п. 5, в котором капсулы имеют поверхность, которая обеспечивает максимальный контакт с отделением для рабочей текучей среды, и капсула имеет геометрию, позволяющую получить максимальную передачу тепла между ними.
7. Устройство по п. 1, в котором материал, аккумулирующий тепловую энергию, инкапсулирован во множество капсул, при этом капсулы имеют изогнутую поверхность и плоскую поверхность.
8. Устройство по п. 1, содержащее:
I) одну или более емкостей, каждая из которых имеет, по меньшей мере, один впуск и один выпуск для рабочей текучей среды, и, по меньшей мере, один впуск и один выпуск для второй текучей среды;
II) одну или более капсул, содержащих материал, аккумулирующий тепловую энергию, в емкости, имеющих, по меньшей мере, первую наружную поверхность, при этом материал, аккумулирующий тепловую энергию, представляет собой материал с фазовым переходом;
III) первый канал для потока рабочей текучей среды через емкость, причем упомянутый канал для потока, по меньшей мере, частично образован первой наружной поверхностью капсулы;
IV) капиллярную структуру, имеющую множество капилляров, способных перекачивать рабочую текучую среду через первый канал для потока, при этом капиллярная структура частично заполняет первый канал для потока и, по меньшей мере, частично находится в контакте с первой наружной поверхностью капсулы, так что при контакте с рабочей текучей средой с одного конца, рабочая текучая среда втягивается в капилляр и во второй участок первого канала для потока, свободный от капилляров;
V) второй канал для потока второй текучей среды через емкость;
при этом первый канал для потока представляет собой отделение для рабочей текучей среды, второй канал для потока представляет собой отделение для теплообменной текучей среды, а материал с фазовым переходом находится в отделении для материала с фазовым переходом;
материал с фазовым переходом термически сообщается с отделением для рабочей текучей среды и отделением для теплообменной текучей среды;
причем устройство представляет собой теплоаккумулирующее устройство.
9. Устройство по п. 8, в котором множество капилляров включает в себя капилляры, диаметр поры которых меньше, чем приблизительно 200 мкм.
10. Устройство по п. 9, в котором капсула содержит вторую наружную поверхность, которая, по меньшей мере, частично образует второй канал для потока.
11. Устройство по п. 9, в котором вторая текучая среда представляет собой выхлопной газ.
12. Устройство по п. 9, в котором рабочая текучая среда предпочтительно имеет суммарное давление пара всех ее компонентов, равное 1 атмосфере, при температуре примерно от 0°С до 250°С.
13. Устройство по п. 9, в котором материал с фазовым переходом имеет температуру фазового перехода от твердого в жидкое выше, чем приблизительно 50°С (например, примерно от 90°С до 300°С).
14. Устройство по п. 9, в котором емкость, по меньшей мере, частично изолирована.
15. Устройство по п. 9, в котором система включает в себя множество капсул.
16. Система аккумулирования и передачи тепла, включающая в себя:
а) теплоаккумулирующее устройство по п. 1;
б) конденсатор, имеющий, по меньшей мере, первый впуск и, по меньшей мере, первый выпуск и первый канал для потока для рабочей текучей среды;
при этом теплоаккумулирующее устройство находится в соединении по текучей среде с конденсатором, и система содержит контур с капиллярным накачиванием, включающий в себя указанный первый канал для потока конденсатора и первый канал для потока теплоаккумулирующего устройства.
17. Система по п. 16, которая содержит рабочую текучую среду.
18. Система по п. 17, в которой рабочая текучая среда имеет суммарное давление пара всех ее компонентов, равное 1 атм, при температуре, превышающей примерно 35°С.
19. Система по п. 16, в которой рабочая текучая среда включает в себя один или более спиртов, один или более кетонов, один или более углеводородов, фторуглерод, гидрофторуглерод, воду, аммиак или любую их комбинацию.
20. Система по п. 19, в которой рабочая текучая среда включает в себя раствор из аммиака и воды.
21. Система по п. 16, в которой равновесное состояние рабочей текучей среды наступает, когда, по меньшей мере, 90% жидкости при температуре -40°С и под давлением 1 атм.
22. Система по п. 16, включающая в себя клапан для рабочей текучей среды для управления потоком рабочей текучей среды из теплоаккумулирующего устройства в конденсатор.
23. Система по п. 16, включающая в себя трубу для пара, соединяющую выпуск теплоаккумулирующего устройства и впуск конденсатора.
24. Система по п. 16, в которой труба для пара, по меньшей мере, частично изолирована.
25. Система по п. 16, включающая в себя трубку для жидкости, соединяющую выпуск конденсатора и впуск теплоаккумулирующего устройства.
26. Система по п. 16, содержащая рабочую текучую среду, по меньшей мере, частично заполняющую конденсатор.
27. Система по п. 16, которая включает в себя средство нагревания материала с фазовым переходом в теплоаккумулирующем устройстве, так что, когда температура теплоаккумулирующего устройства достаточна для того, чтобы заставить суммарное давление пара всех компонентов рабочей текучей среды превысить 1 атм, и клапан открывается, пропуская поток рабочей текучей среды, рабочая текучая среда:
а) перекачивается капиллярной структурой;
б) по меньшей мере, частично испаряется;
в) по меньшей мере, частично транспортируется в конденсатор; и
г) по меньшей мере, частично конденсируется в конденсаторе;
таким образом, что тепло забирается из теплоаккумулирующего устройства.
28. Система по п. 16, включающая в себя второй клапан для управления указанным потоком второй текучей среды в теплоаккумулирующее устройство.
29. Система п. 16, включающая в себя резервуар, содержащий рабочую текучую среду.
30. Система по п. 16, в которой не предусмотрен насос для перекачивания рабочей текучей среды, кроме капиллярного насоса.
31. Система по п. 16, в которой конденсатор включает в себя второй канал для потока, второй впуск и второй выпуск для транспортирования теплообменной текучей среды через конденсатор, так чтобы конденсатор мог передавать тепло от рабочей текучей среды к теплообменной среде.
32. Система по п. 16, используемая для обогрева компонентов автомобиля.
33. Система по п. 16, которая термически сообщается с двигателем внутреннего сгорания.
34. Система по п. 16, в которой отношение объема рабочей текучей среды к объему материала с фазовым переходом меньше, чем примерно 20:1.
35. Система по п. 16, в которой примерно от 5% до 95% первого канала для потока через теплообменник включают в себя капиллярную структуру.
36. Система по п. 16, которая дополнительно содержит клапан для управления потоком выхлопного газа через второй канал для потока.
37. Система по п. 16, в которой средняя плотность энерговыделения составляет, по меньшей мере, приблизительно 1 кВт/литр изолированного (внутреннего) объема устройства, рассчитанная как средняя величина за первые 30 секунд работы, которая начинается, когда клапан открывается, пропуская поток рабочей текучей среды через первый канал для потока теплоаккумулирующего устройства, при этом, по меньшей мере, 50% объема материала с фазовым переходом находится в жидком состоянии, когда клапан открывают.
38. Способ отдачи тепла, включающий в себя этап циркулирования рабочей текучей среды через теплоаккумулирующее устройство по п. 1.