專利名稱：電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控溫裝置，尤其涉及間歇性工況條件下的一種電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在電梯的制動(dòng)都是通過制動(dòng)單元來控制，電梯制動(dòng)單元是由電路板等元器件組成。電梯在制動(dòng)時(shí)，通過制動(dòng)單元在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如果不能及時(shí)散發(fā)到環(huán)境中，將會(huì)造成制動(dòng)單元的元器件溫度過高而失效(超過85 °C)，甚至燒毀，給電梯的乘用人員造成極大的安全隱患。而電梯正常運(yùn)行時(shí)(非制動(dòng)狀態(tài))，制動(dòng)單元并不產(chǎn)生熱量。電梯制動(dòng)單元的發(fā)熱是間歇性的，這種發(fā)熱方式正好適用于相變材料。相變材料在熔化時(shí)，吸收大量的潛熱，使制動(dòng)單元的溫度基本趨于一致，有效地起到了抵抗瞬時(shí)高熱流沖擊的作用。而電梯正常運(yùn)行時(shí)(非制動(dòng)狀態(tài))，制動(dòng)單元并不產(chǎn)生熱量，相變材料有足夠的時(shí)間凝固，為下一次制動(dòng)做準(zhǔn)備。但現(xiàn)有的相變材料導(dǎo)熱系數(shù)很低(小于lW/m · K)，嚴(yán)重阻礙了熱量散發(fā)的速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置及其方法。由于電梯的制動(dòng)單元僅在電梯制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生熱量，在電梯正常運(yùn)行時(shí)基本不產(chǎn)生熱量，因此，需要一種短時(shí)間散熱的方式。本發(fā)明用被動(dòng)式散熱(相變儲(chǔ)能式散熱)，當(dāng)電梯制動(dòng)時(shí)，相變材料開始熔化，通過潛熱吸收制動(dòng)單元發(fā)出的熱量，維持其工作在低于85 0C的溫度，當(dāng)電梯正常運(yùn)行時(shí)(非制動(dòng)狀態(tài))，通過翅片的散熱，使相變材料重新回到凝固狀態(tài)?？稍谙嘧儾牧现刑砑优蛎浭?、納米顆粒等來提高相變材料的表觀導(dǎo)熱系數(shù)，并可結(jié)合翅片、風(fēng)扇等傳統(tǒng)散熱方式，以增強(qiáng)其散熱性能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，相變材料可反復(fù)熔化，使用壽命長，能有效提高制動(dòng)單元對瞬時(shí)高溫?zé)釠_擊的抵抗能力，系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，包括制動(dòng)單元、變頻器接口、外翅片、內(nèi)翅片、頂蓋、制動(dòng)電阻接口、散熱格柵、螺絲孔、散熱器；散熱器、制動(dòng)單元之間相接觸的部分涂抹一層導(dǎo)熱硅膠，頂蓋將整個(gè)翅片散熱器圍成一個(gè)盒子，一定質(zhì)量的相變材料填充在這個(gè)盒子里，散熱器和制動(dòng)單元通過螺絲固定；內(nèi)翅片在散熱器底部，外翅片在散熱器外部的周圍。所述的散熱器的形狀為矩形、圓柱形；外翅片和內(nèi)翅片為針翅、板翅、波紋翅。所述的散熱器的制作材料為高導(dǎo)熱的輕質(zhì)金屬，散熱器的內(nèi)部填充相變溫度在40 85 °C的相變材料。所述的相變材料為十二酸、石蠟、十六醇。所述的相變材料中添加膨脹石墨、納米顆粒中的一種或多種。所述的頂蓋上設(shè)有電風(fēng)扇。
一種所述的電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置的使用方法，電梯的制動(dòng)周期分為制動(dòng)時(shí)間和非制動(dòng)時(shí)間，制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)單元產(chǎn)生大量的熱量，這時(shí)相變材料通過熔化吸收熱量，同時(shí)通過內(nèi)外翅片將熱量散發(fā)到環(huán)境中，將制動(dòng)單元的溫度維持在85 0C以下；制動(dòng)時(shí)間結(jié)束后的非制動(dòng)時(shí)間內(nèi)，制動(dòng)單元將不再產(chǎn)生熱量，相變材料通過內(nèi)外翅片將熱量散發(fā)到環(huán)境中，重新回到凝固的狀態(tài)，為下一次制動(dòng)作準(zhǔn)備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果
(I)能不用風(fēng)扇或者降低風(fēng)扇的功率，大大降低了能量的消耗。(2)通過相變材料的熔化吸收制動(dòng)單元產(chǎn)生的大量熱量,而非制動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)單元并不產(chǎn)生熱量，相變材料有足夠的時(shí)間重新凝固。這種發(fā)熱方式特別適用于相變儲(chǔ)能式散熱，能有效提聞制動(dòng)單兀對瞬時(shí)聞溫?zé)釠_擊的抵抗能力。(3)電梯電氣室相對容納空間較大，能充分利用空間，發(fā)揮儲(chǔ)能式控溫裝置的作用。(4)整個(gè)裝置緊湊，可靠性強(qiáng)，相變材料可反復(fù)熔化，使用壽命長。


圖1是電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置結(jié)構(gòu)示意 圖2是電梯制動(dòng)單元俯視結(jié)構(gòu)示意 圖3是電梯制動(dòng)單元散熱器俯視剖面結(jié)構(gòu)示意 圖中制動(dòng)單元(I)、變頻器接口(2)、外翅片(3)、內(nèi)翅片(4)、頂蓋(5)、制動(dòng)電阻接口
(6)、散熱格柵(7)、螺絲孔(8)、散熱器(9)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。一種電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，包括制動(dòng)單元1、變頻器接口 2、外翅片3、內(nèi)翅片4、頂蓋5、制動(dòng)電阻接口 6、散熱格柵7、螺絲孔8、散熱器9 ;散熱器9、制動(dòng)單元I之間相接觸的部分涂抹一層導(dǎo)熱硅膠，頂蓋5將整個(gè)翅片散熱器9圍成一個(gè)盒子，相變材料填充在這個(gè)盒子里(可根據(jù)需要調(diào)節(jié)相變材料的填充量)，散熱器9和制動(dòng)單元I通過螺絲固定；內(nèi)翅片4在散熱器9底部,外翅片3在散熱器9外部的周圍。所述的散熱器9的形狀為矩形、圓柱形；外翅片3和內(nèi)翅片4為針翅、板翅、波紋翅。所述的散熱器9的制作材料為高導(dǎo)熱的輕質(zhì)金屬，散熱器9的內(nèi)部填充相變溫度在40 85 °C的相變材料。所述的相變材料為十二酸、石蠟、十六醇。所述的相變材料中添加膨脹石墨、納米顆粒中的一種或多種。所述的頂蓋5上設(shè)有電風(fēng)扇。對整個(gè)散熱器來說，金屬主體的熱阻為10_2 m2 · Κ/ff數(shù)量級，而相變材料的熱阻為10 m2 · K/W數(shù)量級，兩者相差巨大，強(qiáng)化相變材料的傳熱，對散熱器有很重要的意義。相變材料十六醇本身的導(dǎo)熱系數(shù)很低，僅為O. 15 ff/m · K，十二酸的導(dǎo)熱系數(shù)為
0.2 W/m · K，而膨脹石墨(2000 W/m · K)或納米級顆粒石墨烯(10000 W/m · K)、碳納米管(2000 W/m ·Κ)的導(dǎo)熱系數(shù)相比于常用的金屬泡沫導(dǎo)熱系數(shù)(500 W/m*K)很高。通過在相變材料中加入高導(dǎo)熱系數(shù)材料的顆粒，形成一種復(fù)合相變材料，大大提高了相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)，從而改善了散熱器的性能。如在十六醇中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的膨脹石墨后，導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到2.1 ff/m · K，相比于十六醇的導(dǎo)熱系數(shù)，提高了 1300% ;相比于十六醇中加入孔隙率為50%的泡沫銅后的導(dǎo)熱系數(shù)O. 8 ff/m · K，也提高了 160%。本發(fā)明的工作過程如下
電梯的制動(dòng)周期分為制動(dòng)時(shí)間和非制動(dòng)時(shí)間，制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)單元會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這時(shí)相變材料通過熔化吸收大量的潛熱，同時(shí)通過內(nèi)外翅片將熱量散發(fā)到環(huán)境中，將制動(dòng)單元的溫度維持在85 °C以下。制動(dòng)時(shí)間結(jié)束后的非制動(dòng)時(shí)間內(nèi)，制動(dòng)單元將不再發(fā)熱，相變材料有足夠的時(shí)間通過翅片將熱量散發(fā)到環(huán)境中，重新回到凝體的狀態(tài)，為下一次制動(dòng)作準(zhǔn)備。這樣，有效的提高了制動(dòng)單元對瞬時(shí)高溫?zé)釠_擊的抵抗能力。一般情況下電梯僅通過自然對流散熱和相變材料的儲(chǔ)能即可達(dá)到散熱要求。在特殊環(huán)境下，可進(jìn)一步安裝風(fēng)扇進(jìn)行冷卻。
權(quán)利要求
1.一種電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，其特征在于，它包括制動(dòng)單元(I)、變頻器接口(2)、外翅片(3)、內(nèi)翅片(4)、頂蓋(5)、制動(dòng)電阻接口(6)、散熱格柵(7)、螺絲孔(8)、散熱器(9);散熱器(9)、制動(dòng)單元(I)之間相接觸的部分涂抹一層導(dǎo)熱硅膠，頂蓋(5)將整個(gè)翅片散熱器(9 )圍成一個(gè)盒子，相變材料填充在這個(gè)盒子里，散熱器(9 )和制動(dòng)單元(I)通過螺絲固定；內(nèi)翅片(4)設(shè)在散熱器(9)底部，外翅片(3)設(shè)在散熱器(9)外部的周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，其特征在于，所述的散熱器(9)的形狀為矩形、圓柱形；外翅片(3)和內(nèi)翅片(4)為針翅、板翅、波紋翅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，其特征在于，所述的散熱器(9)的制作材料為高導(dǎo)熱的輕質(zhì)金屬，散熱器(9)的內(nèi)部填充相變溫度在40 85°C的相變材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，其特征在于，所述的相變材料為十二酸、石臘、十六醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，其特征在于，所述的相變材料中添加膨脹石墨、納米顆粒中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置，其特征在于，所述的頂蓋(5)上設(shè)有電風(fēng)扇。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置的使用方法，其特征在于，電梯的制動(dòng)周期分為制動(dòng)時(shí)間和非制動(dòng)時(shí)間，制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)單元(I)產(chǎn)生大量的熱量，這時(shí)相變材料通過熔化吸收熱量，同時(shí)通過內(nèi)外翅片將熱量散發(fā)到環(huán)境中，將制動(dòng)單元(I)的溫度維持在85 0C以下；制動(dòng)時(shí)間結(jié)束后的非制動(dòng)時(shí)間內(nèi)，制動(dòng)單元將不再產(chǎn)生熱量，相變材料通過內(nèi)外翅片將熱量散發(fā)到環(huán)境中，重新回到固體的狀態(tài)，為下一次制動(dòng)作準(zhǔn)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電梯制動(dòng)單元儲(chǔ)能式控溫裝置及其方法。采用相變儲(chǔ)能材料和散熱器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，將一般的翅片散熱器周圍進(jìn)行封裝，將一定質(zhì)量，相變溫度適宜的相變材料裝在其中。電梯制動(dòng)單元在制動(dòng)時(shí)，將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量，相變材料通過熔化將這些熱量吸收，保護(hù)電梯的制動(dòng)單元。而當(dāng)電梯在非制動(dòng)狀態(tài)，相變材料通過翅片的散熱，將熱量散發(fā)到環(huán)境中，重新凝固?？稍谙嘧儾牧现刑砑优蛎浭?、金屬泡沫、納米顆粒等來提高相變材料的表觀導(dǎo)熱系數(shù)，并可結(jié)合風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻等傳統(tǒng)散熱方式，以增強(qiáng)其散熱性能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，相變材料可反復(fù)熔化，使用壽命長，有效地提高了制動(dòng)單元對瞬時(shí)高溫?zé)釠_擊的抵抗能力，系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)。
文檔編號F16D65/78GK103062263SQ20121051854
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者洪榮華, 肖玉麒, 曾軼, 范利武, 俞自濤, 胡亞才, 方昕, 王曉, 張良 申請人:浙江大學(xué)