CN102690636A - 太阳能热交换介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换热介质，特别是一种用于太阳能的热交换介质。该热交换介质是由以下重量配比的原料均匀混合而成：二乙二醇：21.5～77.0％、丙二醇：19.5～75.0％、缓蚀剂：0.3～3.5％、水：0～77.2％、颜料：0～0.5％。本发明的太阳能热交换介质非常适合太阳能加热循环系统的热传导使用，具有很好的高温稳定性、低温流动性和较大的比热容，在金属表面能形成起到良好的缓蚀作用的表层，根据急性毒性分级标准，属无毒级。可根据使用地区的需要配制成不同浓度的稀释液，同时也可根据不同的使用系统要求，添加不同颜色，便于区分使用。

Description

太阳能热交换介质

技术领域：

本发明涉及一种换热介质，特别是一种用于太阳能的热交换介质。

技术背景：

我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和消费市场，但目前在太阳能加热系统中所用的热传导介质主要是采用汽车发动机的防冻液。利用汽车发动机的防冻液作为太阳能加热系统中的热传导介质，可有效解决太阳能热水器冬天结冻的问题，而汽车发动机的防冻液主要以乙二醇为原料。由于乙二醇含有羟基，长期在80℃-90℃下工作，容易氧化生成对应的酸，具有一定的腐蚀性，并且对人体健康有一定危害。而太阳能加热系统是长期暴露在阳光和高温状态下使用的，该防冻液一旦将太阳能加热系统腐蚀后，液体进入洗浴水系统后会对人体造成伤害。由于其有很大的腐蚀性，所以汽车发动机的防冻液使用寿命一般只有1～2年，需定期更换，给用户造成很大的不便和经济负担。如何解决上述问题，成为制约太阳能加热系统发展的瓶颈之一。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术所存在的缺陷，提供一种具有优良的传热、导热功效和低温流动性及高温抗氧化性、使用安全可靠、无腐蚀性的用于太阳能的热交换介质。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案主要采用二乙二醇、丙二醇和多种有机、无机复合缓蚀剂为原料，二乙二醇：具有很好的稳定性、且无色、无臭，沸点245.8℃，目前未见其引起职业中毒的报道，可以与水混溶；丙二醇：无色粘稠稳定的吸水性液体，几乎无味无臭，沸点188.2℃，比热容2.49kJ/(kg.℃)。通过上述二乙二醇、丙二醇的物理性能可以看出，上述两物质具有较高的沸点、比热容和很好的稳定性，对人体无危害，非常适合作为太阳能热交换的介质使用。

加入复合缓蚀剂的目的是降低本热交换介质对金属的腐蚀性，提高太阳能系统的使用寿命。太阳能加热循环系统通常是采用各类金属制成的密闭循环系统，为提高热交换效果，其中大部分采用的是紫铜作为热传导的管路。

缓蚀剂可以与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能在金属的表面形成氧化膜，起到良好的缓蚀作用，在250℃左右的温度和高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解，且具有缓蚀阻垢作用。

本发明的热交换介质，通过大量实验结果如下表。

通过上述实验结果表明：本发明的太阳能热交换介质，玻璃器皿腐蚀实验结果达到并远远高于SH/T0521标准。SH/T0521标准玻璃器皿腐蚀实验标准金属片变化值紫铜、黄铜为±5mg/片，钢、铸铁为±10mg/片，铝、焊料为±30mg/片，本发明的太阳能换热液对金属无腐蚀性；通过多次实验结果表明本发明的太阳能换热液具有优良的传热、导热功效。通过对本发明的太阳能换热液产品的导热系数和比热容参数的测定，并通过大量实际应用效果表明：本发明的产品在较短的时间内能大量吸收太阳热能，并将一部分热能传递给水介质，一部分热能作为备用能量储存起来，能在一定程度上解决冬天日晒短，用水很快变凉的问题；通过对本发明的太阳能热交换介质0℃运动粘度参数的测定和高温抗氧化性的测定，并通过实际应用表明：本产品具有较好的低温流动性和高温抗氧化性，能满足不同环境温度的应用。各项数据表明：本太阳能热交换介质具有优良的传热、导热功效，不腐蚀，使用寿命长，较好的低温流动性和高温抗氧化性等特点。

综上所述，通过大量的实验得出：本发明的太阳能热交换介质非常适合太阳能加热循环系统的热传导使用，具有很好的高温稳定性、低温流动性和较大的比热容，在金属表面能形成起到良好的缓蚀阻垢作用的表层，对人体无危害，可根据使用地区的需要配制成不同浓度的稀释液，同时也可根据不同的使用系统要求，添加不同颜色，便于区分使用。

具体实施方案

以下按生产100kg本发明所述的太阳能热交换介质为例说明本发明的具体实施方式。

实施实例1：

生产100kg本发明所述的太阳能热交换介质浓缩液。

称取二乙二醇77Kg、丙二醇22Kg、羟基乙叉二膦酸1Kg，将上述三种原料混合搅拌均匀后，即得发明所述的太阳能热交换介质的浓缩液。使用时可根据不同地区，加蒸馏水或去离子水或纯净水进行稀释后，即可作为太阳能热交换介质使用。

上述实施例中，二乙二醇、丙二醇羟基乙叉二膦酸为医药级。

实施实例2-6：

在实施例1的基础上改变配比关系的实施方式如下表。单位：Kg

使用时可根据不同地区，加蒸馏水或去离子水或纯净水进行稀释后，即可作为太阳能热交换介质使用。

上述实施例中，二乙二醇、1，2-丙二醇、1.3-丙二醇和缓蚀剂可采用医药级，也可采用工业级。

实施例7：

称取二乙二醇30Kg、丙二醇16Kg、水51Kg、羟基乙叉二膦酸2Kg、苯并三氮唑0.5Kg、硅酸钠0.4Kg、红色系颜料0.1Kg。依次将丙二醇、二乙二醇、羟基乙叉二膦酸、苯并三氮唑、硅酸钠、红色系颜料放入水中混合搅拌均匀，即得发明所述的红色太阳能热交换介质。

实施例8-10：

在实施例7的基础上改变配比关系的实施方式如下表。单位：Kg

在上述实施例8-10的基础上，将1，2-丙二醇变为1，3-丙二醇或丙二醇，或将缓蚀剂采用羟基乙叉二膦酸、苯并三氮唑、硅酸钠、葡萄糖酸钠、三乙醇胺一种或多种复配也可实现本发明。

在上述实施例中，红色、绿色、黄色、蓝色的太阳能热交换介质可以通过规定用于不同领域。

Claims (6)

1.一种太阳能热交换介质，其特征在于所述的太阳能热交换介质是由以下重量配比的原料均匀混合而成：

二乙二醇：21.5-77.0％

丙二醇：19.5-75％

缓蚀剂：0.3-3.5％

水：0-77.2％

颜料：0-0.5％。

2.根据权利1所述的太阳能热交换介质，其特征在于上述丙二醇为1，2-丙二醇或1，3-丙二醇。

3.根据权利2所述的太阳能热交换介质，其特征在于上述缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸、苯并三氮唑、硅酸钠、葡萄糖酸钠、三乙醇胺中的一种或多种复配。

4.根据权利3所述的太阳能热交换介质，其特征在于上述二乙二醇、丙二醇、缓蚀剂和颜料为食品级或工业级。

5.根据权利4所述的太阳能热交换介质，其特征在于上述水为蒸馏水或去离子水或纯净水。

6.根据权利5所述的太阳能热交换介质，其特征在于上述颜料为绿色系或黄色系或红色系或蓝色系。