[发明专利]一种真空磁悬浮列车的相变储热系统

说明书

本发明提供一种真空磁悬浮列车的相变储热系统，包括安装在真空磁悬浮列车上的相变储热模块箱，所述相变储热模块箱包括箱体、换热设备和相变材料，所述换热设备的主体设于所述箱体内，并连接至列车的冷却系统，所述冷却系统中的传热工质通过或接触所述换热设备，所述相变材料填充于所述换热设备与所述箱体之间，与所述换热设备的外表面接触。本发明实施例提供的相变储热系统，利用相变材料作为热沉，通过相变潜热吸收热量，解决真空磁悬浮列车的散热问题，维持车舱内的温度使乘客感到舒适，并且维持列车电气电子设备的温度稳定于合适的范围内，保证列车安全稳定地长时间运行。

技术领域

本发明涉及热管理领域，尤其涉及一种真空磁悬浮列车的相变储热系统。

背景技术

近年来真空磁悬浮列车的研究受到了广泛的关注，其基本原理是让磁悬浮列车运行在密闭真空的管道里。真空磁悬浮列车有着超高速、环保低能耗、低噪音等突出优点。由于没有轮轨阻力并且几乎不受空气阻力，理论时速可达1000公里以上，理论极限可达第一宇宙速度，即20000公里。如果实现，未来人类可以在一个小时内到达地球的任何地方，太空旅行的成本也将大大降低。它的能耗不到航空飞机的1/10，而且由于置于真空管道中加上隔离措施，运行时的噪音几乎为零，因此是十分环保的近乎完美的交通方式。

然而，真空磁悬浮列车在热管理方面还存在着需要解决的技术问题。列车上的热量主要来自于两方面：一是人体散热和人类活动(例如饮用开水)；二是列车上的电子电气设备发热。传统的列车热管理是通过自然对流或强制对流将热量释放到环境中，而真空磁悬浮列车运行于密封的真空管道中，没有对流散热的条件，而列车对管外环境的辐射散热几乎可以忽略不计，因此，需要设计一种储热系统，承担起低温环境热沉的角色，及时吸收热量，保证列车的正常运行。与传统的轮轨列车相比，磁悬浮列车悬浮系统消耗的电能由于只维持悬浮状态并不做功，因此会完全转换为大量的热能；驱动系统所需要的电流更大，相应产生的热效应也更大，如果采用超导型电磁铁，还要满足制冷系统严苛的散热需求；在高速运行的状态下，为满足各种电子元器件的稳定性，对温度稳定也有更高的要求。

综上所述，磁悬浮列车的热管理系统要求远高于传统轮轨列车，这给真空磁悬浮列车对应的储热系统带来了更高的挑战。

发明内容

本发明提供一种真空磁悬浮列车的相变储热系统，利用相变材料作为热沉，通过相变潜热吸收热量，解决真空磁悬浮列车的散热问题，维持车舱内的温度使乘客感到舒适，并且维持列车电气电子设备的温度稳定于合适的范围内，保证列车安全稳定地长时间运行。

本发明提供一种真空磁悬浮列车的相变储热系统，包括安装在真空磁悬浮列车上的相变储热模块箱，所述相变储热模块箱包括箱体、换热设备和相变材料，所述换热设备的主体设于所述箱体内，并连接至列车的冷却系统，所述冷却系统中的传热工质通过或接触所述换热设备，所述相变材料填充于所述换热设备与所述箱体之间，与所述换热设备的外表面接触。

优选地，所述相变储热模块箱为多个，各自独立地安装在真空磁悬浮列车上。

优选地，多个所述相变储热模块箱内填充的所述相变材料不相同。

优选地，所述箱体内设有翅片，所述翅片一端固定于所述箱体的上内表面，另一端固定于所述箱体的下内表面，所述换热设备穿过所述翅片。

优选地，所述相变储热模块箱安装在真空磁悬浮列车的尾部或底部。

优选地，所述相变储热模块箱安装在所述真空磁悬浮列车底部的多个动力单元之间的间隔处。

优选地，所述相变储热模块箱可拆卸式地安装在真空磁悬浮列车上。

优选地，所述箱体由内壳、绝热材料和外壳依次构成。

优选地，所述相变材料为能够在固态和液态之间转换的相变材料。

优选地，所述换热设备包括换热管和/或热管。