CN104613528A - 一种真空超导取暖气 - Google Patents

Abstract

一种真空超导取暖气，包括供热部分、散热部分以及给供热部分提供电力的电源，所述散热部分包括用于盛放超导液的超导液箱和真空管，超导液占超导液箱容积的5~10%，且超导液按质量百分比由以下成分组成：21~24%的乙二醇、23~27%的甲醇、16~20%的正戊烷、20~23%的丙酮、0.01~0.02%的铁屑、0.01~3%的二氧化钛纳米颗粒、0.1~3%的十二烷基苯磺酸钠1~3%的亚硝酸钠和10~15%的蒸馏水；供热部分由电加热炉板和绝热棉岩层组成，所述电加热炉板由电源供电，其两侧还连接有与超导液箱侧壁活动连接的搭板，并通过调节搭板的高度使电加热炉板紧贴在超导液箱的底部；本发明结构设置合理、节能节电、热启动快，适合大范围内供暖。

Description

一种真空超导取暖气

技术领域

本发明涉及一种散热式取暖气，具体的说是涉及一种真空超导取暖气。

背景技术

目前，生活中使用的家庭取暖气，大多还以传统的电暖器或水暖器为主，这种取暖气的热媒必须借助电、水或导热油来实现取暖，将水货导热油加热需要的时间较长，而需加之2/3的水或油，这无疑加大了材料和耗电量，而且还浪费了水、油资源，在长时间使用的管道内腔易被腐蚀，严重影响了产品的使用寿命，同时这种电暖器的散热效率低，热的慢、易冻结、功耗大，现在这种电暖器也只能在小房间进行局部取暖，大房间或者大一些的厂房、蔬菜大棚却无法使用，故不符合节能生产要求。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种真空超导取暖气，其结构设置合理、节能节电、热启动快，适合大范围内供暖。

本发明所采用的技术方案是：一种真空超导取暖气，包括供热部分、散热部分以及给供热部分提供电力的电源，所述散热部分包括用于盛放超导液的超导液箱以及两端分别与超导液箱的进、出口连接的真空管，且真空管与超导液箱连通形成一条用于流通蒸汽的循环回路，其中，所述超导液占超导液箱容积的5~10%，且超导液按质量百分比由以下成分组成：21~24%的乙二醇、23~27%的甲醇、16~20%的正戊烷、20~23%的丙酮、0.01~0.02%的铁屑、0.01~3%的二氧化钛纳米颗粒、0.1~3%的十二烷基苯磺酸钠1~3%的亚硝酸钠和10~15%的蒸馏水；

所述供热部分由用于给超导液加热的电加热炉板以及设置在电加热炉板底部的绝热棉岩层组成，所述电加热炉板由电源供电，其两侧还连接有与超导液箱侧壁活动连接的搭板，并通过调节搭板的高度使电加热炉板紧贴在超导液箱的底部。

进一步优化，所述真空管由多个管道通过法兰拼接组成。

进一步优化，所述真空管的侧壁上还设有抽真空口、超导液进口、放气开关以及与电源电连接的温控开关。

进一步优化，所述每个搭板上均设有凹槽，该凹槽的两侧对称设有多排挂鼻，所述超导液箱的侧壁上设有一与挂鼻配合连接的横梁。

与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：

1、本发明中超导液采用正戊烷等有机材料作为基础传热介质，其不易出现过冷现象和相分离，材料的腐蚀性好，性能稳定且毒性小，超导液中加入铁屑作为辅助相变传热物质，能够有效的改善超导液的传热效率，实施例结果表明，加入铁屑后超导液的传热效率增加了120%以上。

2、本发明超导液中添加有十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂、二氧化钛纳米颗粒作为加强传热介质，不仅起到强化传热的催化作用，使得超导液升温速率更快，降温速度更慢，显著提高热利用效率，而且，二氧化钛增强了超导液体系的抗酸性，减少了超导液对真空管的腐蚀，有效提高了真空管的使用寿命，二氧化钛纳米颗粒通过强力搅拌和超声震荡扩散到基础传热介质中后形成了纳米流体，有效的增强了超导液的传热性能。

3、本发明中真空管的两端与超导液箱的内部连通，形成了全密闭的真空超导热暖气内腔，采用电热源或煤炭煤加热源来启动超导液，启动快，由液相变为气相用时短，并随着温度上升，真空管内无压力、阻力，汽化后的热气体迅速充满整个真空管道，并通过真空管壁散热到房间所需的取暖温度，从而不需水或油类导热实现热启动。

4、本发明中采用的超导液为无色液体，有效避免了因长期使用造成的色素沉淀污染真空管壁，在40~65℃左右时，超导液由液相转换为气相，温度范围窄，所有组分从液箱转化为气象所需时间短，在较低温度下实现共沸，提高散热效果，其溶点在-10~-30℃，具有抗冻能力和防腐防蚀能力，不会造成冬季受冻结冰，同时也避免了长期使用造成的真空管壁腐蚀，有效提高了取暖气的实用寿命，实验验证，取暖气使用寿命长达12年以上。

5、制作简单，成本低廉，由于真空管内无压力、阻力，气体传输快，真空管内温差小，温度均匀，适合200平方米以上的大房间、小厂房等各种场合取暖使用。

6、使用安全，维护方便，本发明为真空双向回路循环，密封安全可靠，实用寿命长。

7、本发明中长距离的真空管由多个管道通过法兰拼接后抽真空形成，安装、维修方便，有效降低成本。

8、本发明中，搭板与超导液箱活动连接，通过调节超导液箱的高度，可使电加热炉板紧密贴合在超导液箱底部，防止热量散失，电加热炉板的底部还设置有绝热棉岩层，能够隔绝热量向其他方向扩散，更加有利于保护效果。

9、本发明中设有控温开关以防止蒸汽过热。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

【主要元件符号说明】

1：电源                 2：真空管

3：超导液箱             4：抽真空口

5：超导液进口           6：放气开关

7：温控开关             8：电加热炉板

9：绝热棉岩层           10：搭板

11: 凹槽                 12: 挂鼻

13: 横梁 。

具体实施方式

为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。

如图所示，一种真空超导取暖气，包括供热部分、散热部分以及给供热部分提供电力的电源1，所述散热部分包括用于盛放超导液的超导液箱3以及两端分别与超导液箱3的进、出口连接的真空管2，且真空管2与超导液箱3连通形成一条用于流通蒸汽的循环回路，其中，所述超导液占超导液箱3容积的5~10%，且所述超导液按质量百分比由以下成分组成：21~24%的乙二醇、23~27%的甲醇、16~20%的正戊烷、20~23%的丙酮、0.01~0.02%的铁屑、0.01~3%的二氧化钛纳米颗粒、0.1~3%的十二烷基苯磺酸钠1~3%的亚硝酸钠和10~15%的蒸馏水；

其中，真空管2的两端与超导液箱3内部连通，真空管2的侧壁上还设有抽真空口4、超导液进口5、放气开关6以及与电源1电连接的温控开关7，所述供热部分由用于给超导液加热的电加热炉板8以及设置在电加热炉板8底部的绝热棉岩层9组成，该绝热棉岩层为30mm厚，以阻挡热量向其他方向扩散，减少热量损失，所述电加热炉板8由电源1供电，其两侧还连接有与超导液箱3侧壁活动连接的搭板10，并通过调节搭板10的高度使电加热炉板8紧贴在超导液箱3的底部。

所述的一种真空超导取暖气，所述超导液的制备方法包括以下步骤：

步骤一、按权利要求1中的配比称取乙二醇、甲醇、正戊烷和丙酮，混合均匀，并用水调节ph至7~8，备用；

步骤二、按权利要求1中的配比称取铁屑和亚硝酸盐，并将称取的成分加入到权利要求1制备的混合物中，搅拌均匀，备用；

步骤三、按权利要求1中的配比称取二氧化钛纳米颗粒和十二烷基苯磺酸钠，并将上述称取的成分添加到步骤二制备的混合物中通过强力搅拌、超声震荡配制成纳米流体，即成产品。

为了使本发明具有更好的使用效果，所述真空管2由多个管道通过法兰拼接组成。如此设置，不仅安装、维修方便，对于长距离管道而言更有利于降低成本。

本发明中，供热部分可以由煤源替换，以适应以烧煤为热源的地区使用。

结合上文描述，我们还可以在电加热炉板上设有一控制器温度、频率的两档变换开关。

本技术方案中，每个搭板10上均设有一贯穿搭板的凹槽11，该凹槽11的两侧对称设有多排挂鼻12，所述超导液箱3的侧壁上横梁13穿过对应的挂鼻12后将电加热炉板紧固在超导液箱的底部。

本发明中，一条总长为26m，直径为φ40~60mm的真空管，真空管表面散热温度达到了60~80℃，且用电功率仅为1500~2000W，不到传统电暖气的1/6，有效节省了能源。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种真空超导取暖气，包括供热部分、散热部分以及为供热部分提供电力的电源（1），其特征在于：所述散热部分包括用于盛放超导液的超导液箱（3）以及两端分别与超导液箱（3）的进、出口连接的真空管（2），且真空管（2）与超导液箱（3）连通形成一条用于流通蒸汽的循环回路，其中，所述超导液占超导液箱（3）容积的5~10%，且超导液按质量百分比由以下成分组成：21~24%的乙二醇、23~27%的甲醇、16~20%的正戊烷、20~23%的丙酮、0.01~0.02%的铁屑、0.01~3%的二氧化钛纳米颗粒、0.1~3%的十二烷基苯磺酸钠1~3%的亚硝酸钠和10~15%的蒸馏水；

所述供热部分由用于给超导液加热的电加热炉板（8）以及设置在电加热炉板（8）底部的绝热棉岩层（9）组成，所述电加热炉板（8）由电源（1）供电，其两侧还连接有与超导液箱（3）侧壁活动连接的搭板（10），并通过调节搭板（10）的高度使电加热炉板（8）紧贴在超导液箱（3）的底部。

2.如权利要求1所述的一种真空超导取暖气，其特征在于：所述真空管（2）由多个管道通过法兰拼接后抽真空形成。

3.如权利要求1所述的一种真空超导取暖气，其特征在于：所述真空管（2）的侧壁上还设有抽真空口（4）、超导液进口（5）、放气开关（6）以及与电源（1）电连接的温控开关（7）。

4.如权利要求1所述的一种真空超导取暖气，其特征在于：所述超导液箱（3）的侧壁上设有可拆卸的横梁（13），且横梁（13）穿过搭板（10）上设置的凹槽（11）后与凹槽（11）两侧设置的挂鼻（12）配合连接。

5.如权利要求1所述的一种真空超导取暖气，其特征在于：所述二氧化钛纳米颗粒的粒径为5~50nm。

6.如权利要求1所述的一种真空超导取暖气，其特征在于：所述超导液的制备方法包括以下步骤：

步骤一、按权利要求1中的配比称取乙二醇、甲醇、正戊烷和丙酮，混合均匀，并用水调节ph至7~8，备用；

步骤二、按权利要求1中的配比称取铁屑和亚硝酸盐，并将称取的成分加入到权利要求1制备的混合物中，搅拌均匀，备用；

步骤三、按权利要求1中的配比称取二氧化钛纳米颗粒和十二烷基苯磺酸钠，并将上述称取的成分添加到步骤二制备的混合物中通过强力搅拌、超声震荡配制成纳米流体，即成产品。