一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分：溴化鑭50～60份；水40～50份；甘露醇0.1～0.5份；聚乙二醇0.2～0.8份；阿拉伯膠0.1～0.5份；SiO2納米顆粒0.1～0.5份；緩蝕劑0.1～0.3份。本發(fā)明太陽能供暖系統(tǒng)中的熱儲存水箱內(nèi)為由一定配比的水和溴化鑭組成的超導(dǎo)液，并利用該超導(dǎo)液經(jīng)由連接管路在暖氣片空腔內(nèi)進行循環(huán)流動，可快速實現(xiàn)室內(nèi)供暖的目的，其中，傳導(dǎo)液中還添加有合適比例的傳熱促進組分，以降低傳導(dǎo)液體系的表面張力，增強熱傳導(dǎo)的系數(shù)和穩(wěn)定性，從而提高太陽能的利用效率。
【專利說明】
一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能供暖領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及具有優(yōu)異熱傳導(dǎo)特性的太 陽能供暖專用超導(dǎo)液。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能供暖系統(tǒng)一般由太陽能集熱器、儲熱水箱、連接管路、輔助熱源、散熱部件 及控制系統(tǒng)組成，太陽能供暖利用太陽能集熱器收集太陽光的熱量并轉(zhuǎn)化成熱能，再通過 循環(huán)系統(tǒng)將熱量導(dǎo)入至熱儲存水箱，待水箱溫度滿足溫度要求時，使其流動經(jīng)過管路和散 熱器即室內(nèi)暖氣片中的空腔，通過水在散熱器腔體中的循環(huán)來提高室內(nèi)的溫度。
[0003] 但由于水的啟動溫度高，水的強傳遞必須超過或達到100°C，一般水暖的啟動升溫 經(jīng)過近2h才能達到室溫，鍋爐需要對管路中大量的循環(huán)水進行加熱，能源消耗大，且供暖系 統(tǒng)中的循環(huán)水流經(jīng)的路徑長，高溫水在流動中易因蒸發(fā)產(chǎn)生損失，需經(jīng)常補充管道內(nèi)水份。 此外，在冬天零下環(huán)境中可能會因為水結(jié)冰脹裂暖氣片，現(xiàn)有技術(shù)中多采用在水箱中添加 一定比例的防凍液提高管路和暖氣片的耐寒效果，但目前市場上防凍液的品牌眾多，且不 同品牌的防凍液生產(chǎn)配方有所差異，冰點也各不相同，不易混用，且混用不同品牌的防凍 液，易相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，堵塞散熱器管道，影響散熱器使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 作為各種廣泛且細(xì)致的研究和實驗的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在太陽能 供暖系統(tǒng)中，熱儲存水箱內(nèi)為由合適配比的水和溴化鑭組成的超導(dǎo)液，并利用該超導(dǎo)液經(jīng) 由連接管路在暖氣片空腔內(nèi)進行循環(huán)流動，可快速實現(xiàn)室內(nèi)供暖的目的?；谶@種發(fā)現(xiàn)，完 成了本發(fā)明。
[0005] 本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu) 點。
[0006] 本發(fā)明還有一個目的是提供一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其達到30°C即可開始進 行溫度的快速傳遞并通過暖氣片表面向外輻射散熱，僅需數(shù)分鐘就可將暖氣片加熱。
[0007] 為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種太陽能供暖專用超導(dǎo) 液，其包括如下重量份組分： 溴化鑭 50~60份; 水 40~50份； 甘露醇 0.1~0.5份；
[0008] 聚乙二醇 0.2~0.8份； 阿拉伯膠 0.1~0.5份； Si02納米顆粒 0.1~0.5份； 緩蝕劑 0.1~0.3份。
[0009] 在上述配方中，通過在溴化鑭超導(dǎo)液中添加適當(dāng)?shù)木垡叶伎山档统瑢?dǎo)液的表面 張力，加快傳導(dǎo)液的流動和傳導(dǎo)，小分子多羥基甘露醇的加入可與聚乙二醇產(chǎn)生協(xié)同作用， 明顯降低超導(dǎo)液的表面張力。其中，納米顆粒Si〇2添加后，納米顆粒較強的布朗運動可增加 傳導(dǎo)液的傳熱傳質(zhì)作用，阿拉伯膠的添加可提高納米微粒的分散穩(wěn)定性，阿拉伯膠的長鏈 結(jié)構(gòu)在傳導(dǎo)液中充分伸展形成位阻層能有效阻止納米微粒間的聚集、沉降，起到空間位阻 穩(wěn)定的作用，保證整個體系的穩(wěn)定性。
[0010] 優(yōu)選的是，其中，所述水為純水，以防止自來水在長時間循環(huán)加熱條件下結(jié)垢，影 響暖氣片傳熱或循環(huán)管路的堵塞。
[0011] 優(yōu)選的是，其中，所述純水的電導(dǎo)率小于2ys/Cm，以確保水中無機金屬離子的充分 去除，提高暖氣片的使用壽命。
[0012] 優(yōu)選的是，其中，所述緩蝕劑包括30~50wt%的三氧化二銻和50~70wt%的亞硝 酸鉀，由于溴化鑭超導(dǎo)液對金屬材料有一定的腐蝕性，為避免連接管路及暖氣片內(nèi)部在長 時間使用時被腐蝕形成的鐵銹或銅銹等堵塞管路或栗的過濾裝置等，妨礙供暖機組的運 行，故需要在超導(dǎo)液中添加一定量的緩蝕劑。其中，亞硝酸鉀可鈍化管路介質(zhì)，在金屬表面 形成一層細(xì)密的保護膜，三氧化二銻的添加可顯著提高緩蝕劑的防腐蝕效果，這可能是因 為溶于超導(dǎo)液中的銻離子可沉積于陰極區(qū)域，可進一步減緩整個電化學(xué)氧化還原反應(yīng)。 [00 13] 優(yōu)選的是，其中，所述Si〇2納米顆粒的平均粒徑為36~45nm，Si〇2納米顆粒的粒徑 不能過小，否則易聚集成團，Si〇2納米顆粒的粒徑也不能過大，否則會影響其納米效應(yīng)的發(fā) 揮，降低對熱傳質(zhì)強度的增加效果。
[0014]優(yōu)選的是，其中，所述阿拉伯膠的平均分子量為2.5 X105~2.8X105,阿拉伯膠的 分子量不能過大，否則會增大整個體系的粘度，反而會降低體系的熱傳質(zhì)效果。
[0015] 優(yōu)選的是，其中，所述聚乙二醇的平均分子量為800~1200,聚乙二醇的分子量也 不能過高，否則易產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，影響體系的穩(wěn)定性。
[0016] 本發(fā)明至少包括以下有益效果：
[0017] (1)本發(fā)明采用合適比例的溴化鑭和水制備得到超導(dǎo)液，達到30°C即開始溫度的 傳質(zhì)，溫度的傳遞速度可達22米/min以上，5分鐘左右即可將暖氣片加熱，遠遠高于現(xiàn)有水 暖啟動升溫需近2h的現(xiàn)狀，顯著提高了太陽供暖的能源利用效率和實用性；
[0018] (2)本發(fā)明溴化鑭傳導(dǎo)液中添加的甘露醇和聚乙二醇可降低傳導(dǎo)液的表面張力， 提高傳導(dǎo)液的流動性，傳導(dǎo)液中添加的Si〇2納米顆?？商岣唧w系的熱傳熱效率，阿拉伯膠 的添加可保證添加的納米粒子的穩(wěn)定性及性能的發(fā)揮；
[0019] (3)本發(fā)明中溴化鑭的沸點達1480°C，且傳導(dǎo)液的啟動溫度低，有效避免了傳導(dǎo)液 在循環(huán)加熱過程中因逐步蒸發(fā)而體積的減少，可保證水箱內(nèi)超導(dǎo)液經(jīng)一次灌裝后的使用年 限達30~50年之久。
[0020] 本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本 發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照 說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0022] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含"以及"包括"術(shù)語并不配出一個或多 個其它元件或其組合的存在或添加。
[0023] 〈實例 1>
[0024] 一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化鑭50份;水40份;甘露 醇0.5份;聚乙二醇0.8份;阿拉伯膠0.5份;Si02納米顆粒0.5份;緩蝕劑0.3份。
[0025]其中，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.5ys/cm，所述緩蝕劑包括30wt%的三 氧化二銻和70wt%的亞硝酸鉀，所述Si02納米顆粒的平均粒徑為36nm，所述阿拉伯膠的平 均分子量為2.7 X 105，所述聚乙二醇的平均分子量為800。
[0026] 采用本實例1制備得到的太陽能供暖專用超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達 26.9ff/m · k〇
[0027] 〈實例 2>
[0028] 一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化鑭60份;水50份;甘露 醇0.1份;聚乙二醇0.2份;阿拉伯膠0.1份;Si02納米顆粒0.1份;緩蝕劑0.1份。
[0029] 其中，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.8ys/cm，所述緩蝕劑包括50wt%的三 氧化二銻和50wt%的亞硝酸鉀，所述Si0 2納米顆粒的平均粒徑為45nm，所述阿拉伯膠的平 均分子量為2.5X105,所述聚乙二醇的平均分子量為1000。
[0030] 采用本實例2制備得到的太陽能供暖專用超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達 26.5ff/m · k〇
[0031] 〈實例 3>
[0032] 一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化鑭55份;水40份;甘露 醇0.3份;聚乙二醇0.5份;阿拉伯膠0.3份;Si02納米顆粒0.2份;緩蝕劑0.2份。
[0033]其中，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.6ys/cm，所述緩蝕劑包括35wt%的三 氧化二銻和65wt%的亞硝酸鉀，所述Si02納米顆粒的平均粒徑為40nm，所述阿拉伯膠的平 均分子量為2.6 X 105，所述聚乙二醇的平均分子量為1100。
[0034] 采用本實例3制備得到的太陽能供暖專用超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達 27.2ff/m · k〇
[0035] 〈實例 4>
[0036] 一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化鑭58份;水47份;甘露 醇0.2份;聚乙二醇0.4份;阿拉伯膠0.4份;Si02納米顆粒0.4份;緩蝕劑0.2份。
[0037]其中，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.9ys/cm，所述緩蝕劑包括45wt%的三 氧化二銻和55wt%的亞硝酸鉀，所述Si02納米顆粒的平均粒徑為37nm，所述阿拉伯膠的平 均分子量為2.7 X 105，所述聚乙二醇的平均分子量為850。
[0038] 采用本實例4制備得到的太陽能供暖專用超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達 27.Off/m · k〇
[0039] 〈實例 5>
[0040] -種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化鑭52份;水41份;甘露 醇0.4份;聚乙二醇0.7份;阿拉伯膠0.2份;Si0 2納米顆粒0.2份;緩蝕劑0.1份。
[0041 ]其中，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.4ys/cm，所述緩蝕劑包括34wt%的三 氧化二銻和66wt%的亞硝酸鉀，所述Si02納米顆粒的平均粒徑為43nm，所述阿拉伯膠的平 均分子量為2.55 X 105，所述聚乙二醇的平均分子量為980。
[0042]采用本實例5制備得到的太陽能供暖專用超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達 26.9ff/m · k〇
[0043] 為了說明本發(fā)明的效果，發(fā)明人提供比較實驗如下：
[0044] 〈比較例1>
[0045] 在太陽能供暖專用超導(dǎo)液的制備過程中，不添加甘露醇和聚乙二醇，其余參數(shù)與 實例2中的完全相同，工藝過程也完全相同。采用本比較例1制備得到的太陽能供暖專用超 導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)為20.3W/m · k。
[0046] 〈比較例2>
[0047] 在太陽能供暖專用超導(dǎo)液的制備過程中，不添加甘露醇，其余參數(shù)與實例3中的完 全相同，工藝過程也完全相同。采用本比較例2制備得到的太陽能供暖專用超導(dǎo)液在30°C溫 度下的導(dǎo)熱系數(shù)為21.8W/m · k。
[0048] 〈比較例3>
[0049] 在太陽能供暖專用超導(dǎo)液的制備過程中，不添加 Si02納米顆粒，其余參數(shù)與實例4 中的完全相同，工藝過程也完全相同。采用本比較例3制備得到的太陽能供暖專用超導(dǎo)液在 30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)為22.2W/m · k。
[0050] 〈比較例4>
[0051]在太陽能供暖專用超導(dǎo)液的制備過程中，不添加緩蝕劑，其余參數(shù)與實例5中的完 全相同，工藝過程也完全相同。于25°C條件下，將市售的同規(guī)格普通鐵釘分別置于實例5制 備的超導(dǎo)液、本比較例4制備的超導(dǎo)液和純水(電導(dǎo)率為1.4ys/cm)中，6個月后實例5制備的 溴化鑭超導(dǎo)液中的鐵釘未見腐蝕，純水中的鐵釘局部出現(xiàn)銹跡，而本比較例4中制備的溴化 鑭超導(dǎo)液中的鐵釘嚴(yán)重被腐蝕。
[0052]從上述各實例和比較例能夠看出：
[0053]比較例1與實例相比，在溴化鑭超導(dǎo)液中甘露醇和聚乙二醇的添加可有效強化熱 傳質(zhì)過程，提高能量的利用效率；
[0054]比較例2與實例相比，傳導(dǎo)液中甘露醇的添加在一定程度上可進一步增強聚乙二 醇的熱傳質(zhì)作用；
[0055] 比較例3與實例相比，傳導(dǎo)液中納米顆粒Si02的添加也可提高傳導(dǎo)液的傳熱傳質(zhì) 作用。
[0056] 比較例4與實例相比，溴化鑭傳導(dǎo)液對金屬有一定的腐蝕作用，緩蝕劑的添加可有 效抑制溴化鑭傳導(dǎo)液對金屬介質(zhì)的腐蝕速度。
[0057]可見，本發(fā)明制備得到的傳導(dǎo)液的傳熱系數(shù)顯著高于水的傳熱系數(shù)(30°C，0.62W/ m · k)，快速進行溫度的傳遞并通過暖氣片表面向外輻射散熱，僅需數(shù)分鐘就可將暖氣片加 熱。
[0058]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列 運用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地 實現(xiàn)另外的修改。因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實施例。
【主權(quán)項】
1. 一種太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其特征在于，包括如下重量份組分： 漠化銅 50~60份； 水 40~50份; 甘露醇 0.1~0.5份； 聚乙二醇 0.2~0.8份； 阿拉伯膠 0.1~0.5份； Si〇2納米顆粒 0.1~0.5份； 緩蝕劑 化:1~0.3份。2. 如權(quán)利要求1所述的太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其特征在于，所述水為純水。3. 如權(quán)利要求2所述的太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其特征在于，所述純水的電導(dǎo)率小于化 s/cm。4. 如權(quán)利要求1所述的太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其特征在于，所述緩蝕劑包括30~ 50wt%的Ξ氧化二錬和50~70wt%的亞硝酸鐘。5. 如權(quán)利要求1所述的太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其特征在于，所述Si化納米顆粒的平均 粒徑為36~45nm。6. 如權(quán)利要求1所述的太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其特征在于，所述阿拉伯膠的平均分子 量為 2.5X105 ~2.8X105。7. 如權(quán)利要求1所述的太陽能供暖專用超導(dǎo)液，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子 量為800~1200。
【文檔編號】C09K5/08GK106085373SQ201610426073
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】王夢圓, 豐俊
【申請人】內(nèi)蒙古旭力恒新能源開發(fā)有限公司