一種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分：溴化釔50～60份；水40～50份；乙二醇10～15份；威蘭膠0.2～0.4份；黃原膠0.05～0.2份；緩蝕劑0.1～0.3份。本發(fā)明的太陽能供暖系統(tǒng)中，以由一定配比的水和溴化釔組成的超導(dǎo)液作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，并利用該超導(dǎo)液經(jīng)由連接管路在暖氣片空腔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，從而快速實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖的目的，并且在–40～–20℃的寒冷環(huán)境下依然保持較高的流動(dòng)性和傳熱導(dǎo)性能，太陽能利用效率高。
【專利說明】
一種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(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)異抗寒性能的溴化 釔超導(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(chǔ)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(chǔ)存水箱，待水箱溫度滿足溫度要求時(shí)，使其流動(dòng)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(dòng)溫度高，水的強(qiáng)傳遞必須超過或達(dá)到100°C，一般水暖的啟動(dòng)升溫 經(jīng)過近2h才能達(dá)到室溫，鍋爐需要對(duì)管路中大量的循環(huán)水進(jìn)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(zhǎng)，高溫水在流動(dòng)中易因蒸發(fā)產(chǎn)生損失，需經(jīng)常補(bǔ)充管道內(nèi)水份。 此外，在冬天零下環(huán)境中可能會(huì)因?yàn)樗Y(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，但防凍液的加入會(huì)增加循環(huán)供暖介質(zhì)的 粘度，影響其在低溫下的流動(dòng)性，從而影響供暖介質(zhì)的熱傳導(dǎo)系數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 作為各種廣泛且細(xì)致的研究和實(shí)驗(yàn)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，以由合適配比的水和溴化釔組成的超導(dǎo)液作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，并通過在溴化釔超 導(dǎo)液中添加乙二醇、威蘭膠和黃原膠，可顯著提高超導(dǎo)液在低溫條件下的流動(dòng)性和穩(wěn)定性， 有效保證了在寒冷環(huán)境下室內(nèi)供暖的需要?；谶@種發(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā)明。
[0005] 本發(fā)明的一個(gè)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(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液，其達(dá)到30°C 即可開始進(jìn)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，并且在-40~_20°C的寒冷環(huán)境下依然保持較高的流動(dòng)性和傳熱導(dǎo)性能，太陽能利用 效率高。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種具有優(yōu)異抗寒性能的溴 化釔超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分： 溴化釔 50~60份; 水 40~50份； 乙二醇 1.0.~15份；
[0008] 威蘭膠 0.2~0.4份； 黃原膠 0.05~0.2份； 緩蝕劑 0.1~0.3份。
[0009] 在上述配方中，乙二醇的添加可提高溴化釔傳導(dǎo)液的抗凍防寒性能，保證其在低 溫環(huán)境下的正常循環(huán)運(yùn)行狀態(tài)，但乙二醇的添加量不能過高，否則會(huì)明顯增加體系的粘度， 影響傳導(dǎo)液尤其在低溫狀態(tài)下的流動(dòng)性;威蘭膠的添加也可提高傳導(dǎo)液在低溫下工作的穩(wěn) 定性，且威蘭膠具有假塑流體特性，當(dāng)施加一定的剪切力時(shí)，其粘度可迅速下降，當(dāng)剪切力 消失時(shí)，其粘度又可恢復(fù)，由此易于循環(huán)栗對(duì)傳導(dǎo)液的運(yùn)輸，且威蘭膠與黃原膠有良好的復(fù) 配增效作用效果，當(dāng)兩者進(jìn)行復(fù)配使用時(shí)比單一威蘭膠使用時(shí)的性能更穩(wěn)定。上述配方中， 在威蘭膠和黃原膠共同存在的條件下，僅需添加10~15份的乙二醇即可保證傳導(dǎo)液在-40 ~-20°C環(huán)境下的正常工作運(yùn)行。
[0010] 上述方案中，超導(dǎo)液的pH為6~9,超導(dǎo)液的pH不易過酸或過堿，否則會(huì)影響威蘭膠 和黃原膠混合膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0011] 上述方案中，所述威蘭膠與黃原膠的質(zhì)量比為3,以保證最優(yōu)的復(fù)配協(xié)同增效作 用。
[0012] 上述方案中，所述緩蝕劑包括30~50wt %的三氧化二銻和50~70wt %的亞硝酸 鉀。由于溴化釔超導(dǎo)液及乙二醇會(huì)對(duì)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(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)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(jī) 組的運(yùn)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(hù)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?yàn)槿苡诔瑢?dǎo)液中的銻離子可沉積于陰極區(qū)域，可進(jìn)一步減緩整個(gè)電化學(xué)氧化還原反 應(yīng)。
[0013] 上述方案中，所述超導(dǎo)液中溴化釔的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58wt%，以得到最優(yōu)的熱傳質(zhì)速 率。
[0014] 上述方案中，所述水為純水，以防止自來水在長(zhǎng)時(shí)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。
[0015] 上述方案中，所述純水的電導(dǎo)率小于2yS/cm，以確保水中無機(jī)金屬離子的充分去 除，提高暖氣片的使用壽命。
[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釔和水制備得到超導(dǎo)液，達(dá)到30°C即開始溫度的 傳質(zhì)，溫度的傳遞速度可達(dá)22米/min以上，5分鐘內(nèi)即可將暖氣片加熱，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有水暖 啟動(dòng)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(shí)用性；
[0018] (2)本發(fā)明溴化釔傳導(dǎo)液還添加有適當(dāng)比例的乙二醇、威蘭膠和黃原膠，有效提高 了傳導(dǎo)液的抗寒防凍性能，使其在-40~_20°C的寒冷環(huán)境下依然保持較高的流動(dòng)性和傳熱 導(dǎo)性能，太陽能利用效率尚；
[0019] (3)本發(fā)明中溴化釔傳導(dǎo)液的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，且傳導(dǎo)液的啟動(dòng)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)而導(dǎo)致的體系體積的減少，可保證太陽能水箱 內(nèi)超導(dǎo)液經(jīng)一次灌裝后的使用年限達(dá)30~50年之久。
[0020] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、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(duì)本 發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)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(shí)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(gè)或多 個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0023] 〈實(shí)例 1>
[0024] 一種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釔50份;水 40份;乙二醇15份;威蘭膠0.4份;黃原膠0.2份;緩蝕劑0.3份。
[0025]其中，所述液的pH為6.5，所述緩蝕劑包括30wt%的三氧化二銻和70wt%的亞硝酸 鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.9ys/cm。
[0026] 采用本實(shí)例1制備得到的溴化釔超導(dǎo)液在-20 °C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)25.8W/m· k，且將所述溴化釔超導(dǎo)液置于_40°C的低溫冰箱內(nèi)，8h后未出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象。
[0027] 〈實(shí)例 2>
[0028] 一種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釔60份;水 50份;乙二醇10份;威蘭膠0.2份;黃原膠0.05份;緩蝕劑0.1份。
[0029]其中，所述液的pH為9.0，所述緩蝕劑包括50wt%的三氧化二銻和50wt%的亞硝酸 鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.4ys/cm。
[0030] 采用本實(shí)例2制備得到的溴化釔超導(dǎo)液在-20 °C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)25.6W/m· k，且將所述溴化釔超導(dǎo)液置于_40°C的低溫冰箱內(nèi)，8h后未出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象。
[0031] 〈實(shí)例 3>
[0032] -種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釔55份;水 45份;乙二醇13份;威蘭膠0.3份;黃原膠0.1份;緩蝕劑0.2份。
[0033]其中，所述液的pH為8.0，所述緩蝕劑包括40wt%的三氧化二銻和60wt%的亞硝酸 鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.5ys/cm。
[0034] 采用本實(shí)例3制備得到的溴化釔超導(dǎo)液在-20°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)26. OW/m · k，且將所述溴化釔超導(dǎo)液置于-40°C的低溫冰箱內(nèi)，8h后未出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象。
[0035] 〈實(shí)例 4>
[0036] -種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釔53份;水 48份;乙二醇11份;威蘭膠0.25份;黃原膠0.15份;緩蝕劑0.25份。
[0037]其中，所述液的pH為7.0，所述緩蝕劑包括33wt%的三氧化二銻和67wt%的亞硝酸 鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.6ys/cm。
[0038]采用本實(shí)例4制備得到的溴化釔超導(dǎo)液在-20 °C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)26.4W/m· k，且將所述溴化釔超導(dǎo)液置于-40°C的低溫冰箱內(nèi)，8h后未出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象。
[0039] 〈實(shí)例 5>
[0040] -種具有優(yōu)異抗寒性能的溴化釔超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釔57份;水 42份;乙二醇14份;威蘭膠0.3份;黃原膠0.08份;緩蝕劑0.12份。
[00411其中，所述液的pH為7.5，所述緩蝕劑包括46wt%的三氧化二銻和54wt%的亞硝酸 鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為1.8ys/cm。
[0042]采用本實(shí)例5制備得到的溴化釔超導(dǎo)液在-20°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)26. OW/m · k，且將所述溴化釔超導(dǎo)液置于_40°C的低溫冰箱內(nèi)，8h后未出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象。
[0043]為了說明本發(fā)明的效果，發(fā)明人提供比較實(shí)驗(yàn)如下：
[0044] 〈比較例1>
[0045] 在溴化釔超導(dǎo)液的制備過程中，不添加威蘭膠和黃原膠，其余參數(shù)與實(shí)例2中的完 全相同，工藝過程也完全相同。采用本比較例1制備得到的溴化釔超導(dǎo)液在-20°C溫度下的 導(dǎo)熱系數(shù)為20.7W/m · k，且將所述溴化釔超導(dǎo)液置于_40°C的低溫冰箱內(nèi)，6h即開始出現(xiàn)冰 凍現(xiàn)象。
[0046] 〈比較例2>
[0047] 在溴化釔超導(dǎo)液的制備過程中，不添加黃原膠，其余參數(shù)與實(shí)例3中的完全相同， 工藝過程也完全相同。采用本比較例2制備得到的溴化釔超導(dǎo)液在_20°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù) 為22.5W/m · k，且將所述溴化釔超導(dǎo)液置于-40°C的低溫冰箱內(nèi)，8h出現(xiàn)輕微冰凍現(xiàn)象。
[0048] 〈比較例3>
[0049] 在溴化釔超導(dǎo)液的制備過程中，不添加緩蝕劑，其余參數(shù)與實(shí)例4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(shí)例4制備的超導(dǎo) 液、本比較例3制備的超導(dǎo)液和純水(電導(dǎo)率為1.6ys/cm)中，6個(gè)月后實(shí)例4制備的溴化紀(jì)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3中制備的溴化釔超導(dǎo)液 中的鐵釘嚴(yán)重被腐蝕。
[0050] 從上述各實(shí)例和比較例能夠看出：
[0051]比較例1與實(shí)例相比，超導(dǎo)液中威蘭膠和黃原膠的加入明顯提高了溴化釔傳導(dǎo)液 的抗寒耐凍性能；
[0052]比較例2與實(shí)例相比，超導(dǎo)液中黃原膠的加入可與威蘭膠產(chǎn)生協(xié)同增效作用，這主 要是黃原膠可與威蘭膠分子發(fā)生嵌合作用，提高了體系的穩(wěn)定性；
[0053]比較例3與實(shí)例相比，溴化釔傳導(dǎo)液對(duì)金屬有一定的腐蝕作用，緩蝕劑的添加可有 效抑制溴化釔傳導(dǎo)液對(duì)金屬介質(zhì)的腐蝕速度。
[0054]可見，本發(fā)明制備得到的溴化釔傳導(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(jìn)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，并且在-40~-20°C的寒冷環(huán)境下依然保持較高的流動(dòng)性和傳熱導(dǎo)性能，太陽能 利用效率高。
[0055]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列 運(yùn)用。它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地 實(shí)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(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有優(yōu)異抗寒性能的漠化錠超導(dǎo)液，其特征在于，包括如下重量份組分： 漠化錠 50~60份； 水 4Θ~拂傲:； 乙二醇 10~15份； 威蘭膠 0.2~0.4份； 黃原膠 化妨~0.2份； 緩蝕劑 ~0.3份。2. 如權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異抗寒性能的漠化錠超導(dǎo)液，其特征在于，所述超導(dǎo)液的 抑為6~9。3. 如權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異抗寒性能的漠化錠超導(dǎo)液，其特征在于，所述威蘭膠與 黃原膠的質(zhì)量比為3。4. 如權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異抗寒性能的漠化錠超導(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所述的具有優(yōu)異抗寒性能的漠化錠超導(dǎo)液，其特征在于，所述超導(dǎo)液中 漠化錠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58wt%。6. 如權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異抗寒性能的漠化錠超導(dǎo)液，其特征在于，所述水為純 水。7. 如權(quán)利要求5所述的具有優(yōu)異抗寒性能的漠化錠超導(dǎo)液，其特征在于，所述純水的電 導(dǎo)率小于ais/cm。
【文檔編號(hào)】C09K5/10GK106085372SQ201610426072
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】王夢(mèng)圓, 豐俊
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古旭力恒新能源開發(fā)有限公司