一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分：溴化釤50～60份；水40～50份；TiO2納米粒子0.3～0.8份；威蘭膠0.3～0.6份；十二烷基苯磺酸鈉0.2～0.5份；三乙醇胺0.1～0.2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釤組成的超導(dǎo)液作為儲熱介質(zhì)，并利用該超導(dǎo)液經(jīng)由連接管路在暖氣片空腔內(nèi)進行循環(huán)流動，從而快速實現(xiàn)室內(nèi)供暖的目的，其中，溴化釤傳導(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】
一種節(jié)能供暖超導(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)特性的節(jié) 能供暖超導(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(dá)到100°C，一般水暖的啟動升溫 經(jīng)過近2h才能達(dá)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，以由合適配比的水和溴化釤組成的超導(dǎo)液作為儲熱介質(zhì)，并利用該超導(dǎo)液經(jīng) 由連接管路在暖氣片空腔內(nèi)進行循環(huán)流動，以實現(xiàn)室內(nèi)快速供暖的目的。基于這種發(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節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其達(dá)到27°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，提供了一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其包 括如下重量份組分： 溴化釤 50~60份； 水 40~50份； Ti02納米粒子 0.3~0.8份； _8] 威蘭膠 0·3~0.0份； 十二烷基苯磺酸鈉 0.2~0.5份； 三乙醇胺 0.1~0.2份； 緩蝕劑 0.1~0.3份。
[0009] 在上述配方中，在溴化釤超導(dǎo)液中添加有適當(dāng)比例的Ti〇2納米粒子，由于納米粒 子的小尺寸效應(yīng)，懸浮納米粒子的微運動顯著強化傳導(dǎo)液的導(dǎo)熱系數(shù);十二烷基苯磺酸鈉 (SDBS)和三乙醇胺的加入用以提高二氧化鈦在超導(dǎo)液中的穩(wěn)定性，其中SDBS可在Ti0 2納米 粒子外圍形成殼層，增大了納米粒子之間的相互排斥能力，提高了納米粒子的穩(wěn)定性，三乙 醇胺的添加可增強納米顆粒的靜電位阻作用，進一步提高納米粒子的分散性;威蘭膠在水 溶液中規(guī)則穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)可提高整個體系的懸浮狀態(tài)及在低溫條件下的穩(wěn)定性。
[0010]優(yōu)選的是，其中，所述Ti〇2納米粒子的粒徑為10~15nm，以確保二氧化鈦納米粒子 小尺寸效應(yīng)的發(fā)揮，通過懸浮納米粒子的微運動增強體系的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0011 ]優(yōu)選的是，其中，所述威蘭膠的分子量為1.5 X 106~4 X 106,威蘭膠的分子量不能 過高，否則易造成體系的粘度過高，反而會降低體系的熱傳導(dǎo)效果。
[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，由于溴化釤超導(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)。
[0013] 優(yōu)選的是，其中，所述超導(dǎo)液中溴化釤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56wt%，以得到最優(yōu)的熱傳質(zhì) 速率。
[0014] 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。
[0015] 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。
[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釤和水制備得到超導(dǎo)液，達(dá)到27°C即開始溫度的 傳質(zhì)，溫度的傳遞速度可達(dá)25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)明溴化釤傳導(dǎo)液還添加有適當(dāng)比例的Ti02納米粒子，利用納米粒子的小 尺寸效應(yīng)及懸浮納米粒子的微運動可明顯強化傳導(dǎo)液的導(dǎo)熱系數(shù)，另外傳導(dǎo)液中添加的十 二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和三乙醇胺可提高納米粒子的分散性和穩(wěn)定性，威蘭膠的添加提高 了整個體系的懸浮狀態(tài)及在低溫條件下的穩(wěn)定性；
[0019] (3)本發(fā)明中溴化釤傳導(dǎo)液的沸點遠(yuǎn)高于水的沸點，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、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] 一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釤50份;水40份;Ti02納米粒 子〇. 8份;威蘭膠0.6份;十二烷基苯磺酸鈉0.5份;三乙醇胺0.2份;緩蝕劑0.3份。
[0025]其中，所述Ti02納米粒子的粒徑為10nm，所述威蘭膠的分子量為1.6X106,所述緩 蝕劑包括30wt %的三氧化二鋪和70wt %的亞硝酸鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為 1 · 5ys/cm〇
[0026] 采用本實例1制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)27.5W/ m · k〇
[0027] 〈實例 2>
[0028] 一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釤60份;水50份;Ti02納米粒 子〇. 3份;威蘭膠0.3份;十二烷基苯磺酸鈉0.2份;三乙醇胺0.1份;緩蝕劑0.1份。
[0029]其中，所述Ti02納米粒子的粒徑為15nm，所述威蘭膠的分子量為3.8X106,所述緩 蝕劑包括50wt %的三氧化二鋪和50wt %的亞硝酸鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為 1 · 7ys/cm〇
[0030] 采用本實例2制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)27.9W/ m · k〇
[0031] 〈實例 3>
[0032] 一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釤55份;水45份;Ti02納米粒 子〇. 5份;威蘭膠0.4份;十二烷基苯磺酸鈉0.3份;三乙醇胺0.1份;緩蝕劑0.2份。
[0033]其中，所述Ti02納米粒子的粒徑為12nm，所述威蘭膠的分子量為2.5X106,所述緩 蝕劑包括35wt %的三氧化二鋪和65wt %的亞硝酸鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為 1 · 8ys/cm〇
[0034] 采用本實例3制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)27.5W/ m · k〇
[0035] 〈實例 4>
[0036] 一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釤52份;水48份;Ti02納米粒 子〇. 7份;威蘭膠0.5份;十二烷基苯磺酸鈉0.4份;三乙醇胺0.1份;緩蝕劑0.2份。
[0037]其中，所述Ti02納米粒子的粒徑為llnm，所述威蘭膠的分子量為1.7X106,所述緩 蝕劑包括45wt %的三氧化二鋪和55wt %的亞硝酸鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為 1·4ys/cm〇
[0038] 采用本實例4制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)28.1W/ m · k〇
[0039] 〈實例 5>
[0040] -種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其包括如下重量份組分:溴化釤57份;水48份;Ti02納米粒 子〇. 4份;威蘭膠0.4份;十二烷基苯磺酸鈉0.3份;三乙醇胺0.1份;緩蝕劑0.1份。
[0041] 其中，所述Ti02納米粒子的粒徑為14nm，所述威蘭膠的分子量為3.2X106,所述緩 蝕劑包括33wt %的三氧化二鋪和67wt %的亞硝酸鉀，所述水為純水，所述純水的電導(dǎo)率為 1 · 2ys/cm〇
[0042] 采用本實例5制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)28.2W/ 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] 在節(jié)能供暖超導(dǎo)液的制備過程中，不添加 Ti02納米粒子，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制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的 導(dǎo)熱系數(shù)為21.3W/m · k。
[0046] 〈比較例2>
[0047] 在節(jié)能供暖超導(dǎo)液的制備過程中，不添加十二烷基苯磺酸鈉，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制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度 下的導(dǎo)熱系數(shù)為22.7W/m · k。
[0048] 〈比較例3>
[0049]在節(jié)能供暖超導(dǎo)液的制備過程中，不添加三乙醇胺，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制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱 系數(shù)為23.1W/m · k。
[0050] 〈比較例4>
[0051] 在節(jié)能供暖超導(dǎo)液的制備過程中，不添加威蘭膠，其余參數(shù)與實例5中的完全相 同，工藝過程也完全相同。采用本比較例4制備得到的節(jié)能供暖超導(dǎo)液在30°C溫度下的導(dǎo)熱 系數(shù)為23.3W/m · k。
[0052] 〈比較例5>
[0053] 在節(jié)能供暖超導(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5制備的超導(dǎo)液和純水(電導(dǎo)率為1.2y S/cm)中，6個月后實例5制備的溴化 釤超導(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5中制備的溴化釤超 導(dǎo)液中的鐵釘嚴(yán)重被腐蝕。
[0054]從上述各實例和比較例能夠看出：
[0055] 比較例1與實例相比，超導(dǎo)液中Ti02納米粒子的微運動明顯增強了溴化釤超導(dǎo)液 的熱傳導(dǎo)系數(shù)；
[0056] 比較例2與實例相比，超導(dǎo)液中十二烷基苯磺酸鈉的添加可利于納米粒子小分子 尺寸性能的發(fā)揮，提高納米粒子的穩(wěn)定性，保證其強化傳導(dǎo)液熱傳質(zhì)的作用；
[0057]比較例3與實例相比，三乙醇胺的添加對熱傳質(zhì)系數(shù)有一定的增強作用，這應(yīng)該是 因為三乙醇胺的加入對納米粒子分散及穩(wěn)定效果的進一步改善；
[0058]比較例4與實例相比，威蘭膠的添加對溴化釤熱傳質(zhì)系數(shù)的也有一定的改善作用。
[0059] 比較例5與實例相比，溴化釤傳導(dǎo)液對金屬有一定的腐蝕作用，緩蝕劑的添加可有 效抑制溴化釤傳導(dǎo)液對金屬介質(zhì)的腐蝕速度。
[0060] 可見，本發(fā)明制備得到的溴化釤傳導(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。
[0061] 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. 一種節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其特征在于，包括如下重量份組分： 漠化衫 50~60份； 水 40~50份; Ti〇2納義粒了 0.3~化8份； 威蘭膠 0.3~0.6份; 十二烷基苯磯酸納 化2~0.5份； Η乙醇胺 0.1~0.2份; 緩蝕劑 0.1~0.3份。2. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其特征在于，所述Ti化納米粒子的粒徑為10~ 15nm〇3. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其特征在于，所述威蘭膠的分子量為1.5 X 1〇6 ~4X106。4. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)能供暖超導(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所述的節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其特征在于，所述超導(dǎo)液中漠化衫的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為 56wt%。6. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其特征在于，所述水為純水。7. 如權(quán)利要求6所述的節(jié)能供暖超導(dǎo)液，其特征在于，所述純水的電導(dǎo)率小于化s/cm。
【文檔編號】C09K5/10GK106085374SQ201610426074
【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