專利名稱：熱交換系熱媒及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換系熱媒及其應(yīng)用，尤指以水液為基材，配合熱交換器為具有內(nèi)壓，而能滿足轉(zhuǎn)載熱的強(qiáng)度，和明確解決環(huán)保課題。
背景技術(shù)：
有關(guān)熱交換裝置，一般為工業(yè)用之恒溫維持裝置，或室內(nèi)取暖之循環(huán)式油葉電暖器，其里部轉(zhuǎn)載熱之媒體為由礦物油為之，雖然礦物油的比熱較低而易于吸熱，但由于其油體本身黏滯系數(shù)高而不易流動(dòng)，且油質(zhì)受到電加熱器的高溫?zé)嶙鳎?huì)形成焦化作用，而在加熱器表面形成一焦炭層影響發(fā)熱功率，且該油質(zhì)易于劣化失去有效帶熱作用，一般使用約三年必須重新更換，而工業(yè)用者則甚至半年需求更換，更換后之廢油則形成一大污染問題，更容易因漏油形成電氣短路點(diǎn)燃礦物油造成火災(zāi)導(dǎo)致人身及財(cái)產(chǎn)損失。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種熱交換系熱媒及其應(yīng)用，尤指應(yīng)用于閉回路循環(huán)熱交換器轉(zhuǎn)載熱質(zhì)之熱媒，它主要是以水液為基材混合改善劑料為熱媒，填充于一具有內(nèi)壓對(duì)抗之熱交換系循環(huán)路徑之中。
本發(fā)明利用水液為基材，混合改善劑料為熱媒，其物理性質(zhì)改善載熱條件及相變溫度，實(shí)施于一具內(nèi)壓之閉回路式熱交換系路徑之中，更可擴(kuò)大水液相變溫度，而符合熱交換系之性能需求，并能轉(zhuǎn)載滿足熱的強(qiáng)度。
本發(fā)明再一目的，是該水液里部可填充有高熱導(dǎo)之載熱粒子，藉由該載熱粒子可獲得快速帶熱效果。
本發(fā)明第二目的為該閉回路熱交換系統(tǒng)之路徑空間為可接受一壓力值，得是可產(chǎn)生較高內(nèi)壓，而提升水液沸點(diǎn)溫度。
本發(fā)明第三目的為該閉回路熱交換系統(tǒng)之路徑空間為接受熱媒填入，熱媒之容積比約70-85％，而預(yù)留有膨漲吸收空間。
本發(fā)明第四目的為該水液為了對(duì)抗低溫而可加熱防凍劑，使降低其凝結(jié)溫度。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施，可獲以下優(yōu)點(diǎn)1.具有無污染及不燃性的安全特性。
2.拋棄時(shí)無環(huán)?；厥諉栴}。
3.系統(tǒng)泄漏無環(huán)境污染問題。
4.因不可燃，泄漏后對(duì)于居家物品如地毯等不會(huì)有污染及助燃之行為。

圖1為熱交換系統(tǒng)圖。
圖2為本發(fā)明電暖器應(yīng)用圖。
圖3為圖2之側(cè)視圖。
元件符號(hào)說明吸熱端...1 路徑...10 熱交換系..100緩沖柜...11 釋壓閥...110 熱沉端...2熱媒...3加熱器...4電熱裝置..40殼體..41葉片式電暖器..5 葉片...51分流側(cè)...511集流側(cè)...512 管路...52長邊側(cè)...521 短邊側(cè)..52具體實(shí)施方式
有關(guān)本發(fā)明之詳細(xì)說明，首先請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明為應(yīng)用在熱交換系100，熱交換系100設(shè)有一吸熱端1，經(jīng)路徑10而回向結(jié)合熱沉端2，熱媒3則填充于系統(tǒng)路徑10之中，并串接吸熱端1及熱沉端2，若實(shí)施于電子機(jī)器冷卻系，則在熱沉端2的外端可利用風(fēng)力馬達(dá)驅(qū)散熱溫，而吸熱端1可親合發(fā)生廢熱之電子組件。
若熱交換系100應(yīng)用于室內(nèi)取暖提升環(huán)境空氣溫度之加溫器，則利用一加熱器4以對(duì)熱媒3產(chǎn)生熱作，加熱器4為電熱工作，由電熱裝置40發(fā)生熱電工作，外圍有導(dǎo)熱殼體41所包封。
熱交換系100相關(guān)熱媒3填布路徑，為具有一可抗拒內(nèi)壓之容置空間，利用其內(nèi)壓對(duì)抗，則可提升水液沸點(diǎn)溫度，一般水液在吸熱到達(dá)100℃時(shí)則會(huì)產(chǎn)生相變氣化，其氣化會(huì)形成膨脹壓力，以危害到交換系統(tǒng)之結(jié)構(gòu)，相關(guān)水液由液態(tài)至氣態(tài)變化的一個(gè)主要條件，除溫度外，為一壓力與沸點(diǎn)的關(guān)系，由克拉貝隆方程式ΔP/ΔT＝λ/T(V2-V1)，其中λ為潛熱，T是沸點(diǎn)，V2為氣態(tài)的容積比，V1為液態(tài)的容積比，由此我們了解壓力大的時(shí)候，其沸點(diǎn)會(huì)跟著提升，也就是在一壓力容器之下，其水的沸點(diǎn)溫度會(huì)與其壓力值的大小成正比，如是可提高上升水液的沸點(diǎn)溫度。
本發(fā)明實(shí)施以壓力容器之觀念，讓該水液之沸點(diǎn)可提升約到達(dá)125℃，其條件為交換系統(tǒng)之內(nèi)壓允許在0.15Mpa的壓力值為前提，依據(jù)本發(fā)明實(shí)驗(yàn)，水性溶液在一大氣壓(常壓)下之沸點(diǎn)約100℃，利用密閉容器壓力為0.1Mpa的時(shí)候，其沸點(diǎn)提高到達(dá)約120℃，而內(nèi)壓設(shè)定為0.15Mpa，則沸點(diǎn)可到達(dá)約125℃，又該沸點(diǎn)提高在125℃，則相同可受到國際安全標(biāo)準(zhǔn)UL130℃以下之規(guī)范，或歐洲IEC小于110℃以下規(guī)范，若配合歐洲之規(guī)格，其壓力相對(duì)可調(diào)降，使溫度在110℃以下，該安全標(biāo)準(zhǔn)溫度為應(yīng)用在室內(nèi)取暖葉片式電暖器的升溫規(guī)格，利用該安全溫度，可適當(dāng)轉(zhuǎn)載出電暖器熱量，而緩和對(duì)室內(nèi)溫度作加溫。
熱媒3填充于熱交換系100的內(nèi)部路徑空間之中，所填入之容積比約70-85％為佳，使路徑空間預(yù)留有約15-30％的靜態(tài)空間，該預(yù)留空間，則可吸收熱媒3異常相變后膨漲之體積，如環(huán)境溫度下降到其冰點(diǎn)以下使熱媒3結(jié)冰時(shí)所發(fā)生之膨漲體積，或電加熱器異常工作使熱媒3溫超過沸點(diǎn)相變后氣體漲壓之膨漲體積，得由該預(yù)留空間作前置性安全防護(hù)。
加熱器表面提供水液親合交遞熱能，在微小單位面積，若該點(diǎn)熱能集中較高，且水液流速相對(duì)不足的情況下，親合該面積的水液會(huì)急速升溫氣化，形成球狀氣泡，又該氣泡一切面為交割在加熱器表面而形成氣穴，本發(fā)明提供輔助解決方案如下水的比熱大于礦物油，整體升溫慢，加熱器表面過熱而造成的氣泡氣穴現(xiàn)象。
解決方式1.水中加導(dǎo)熱粒子迅速將加熱器表面高溫帶走并加速氣泡脫離速度消除氣泡。
2.加熱器表面毛孔化，利用毛孔粗面凹凸落差結(jié)構(gòu)及二點(diǎn)溫差，使生成之氣泡無法穩(wěn)定落置而驅(qū)離。
3.加熱器表面布置網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，利用網(wǎng)構(gòu)線材桿身破壞氣泡結(jié)構(gòu)而將之破壞分解。
4.加熱器連動(dòng)超音波震動(dòng)裝置，利用震蕩能量使氣泡與加熱器表面交結(jié)部位切開位移，加上水壓及液體內(nèi)聚力，而使氣泡脫離。
一般而言，加溫用之熱交換系統(tǒng)，其目的為將加熱器之熱能快速往目的地帶放，其速率越高為佳，昔用利用礦物油有黏滯性的問題，使產(chǎn)生回流緩慢，和因緩慢可能造成管路之平流層，而中心之熱質(zhì)無法與管壁或熱沉端結(jié)構(gòu)組件表面親合，失去交換功能作用。
本發(fā)明利用水液低黏滯性，則其循環(huán)速率可增加，由于速度增加，則易于在路徑中形成紊流，利用該紊流可讓管路中心之熱媒所運(yùn)載熱質(zhì)，易于與外圍混合而親合管路壁面，達(dá)成管路內(nèi)中心點(diǎn)及外圍之液體易于紊流，親合管壁而向外交換熱能。
本發(fā)明之熱媒為了改善其物理性質(zhì)，在百分比的水液中，可填充約15-50％之改善劑，該改善劑為防腐劑或絕緣劑或乙二醇防凍劑，利用乙二醇防凍劑可降低其凝結(jié)溫度約在-15--40℃，因此若應(yīng)用在天寒地凍的居家環(huán)境的室內(nèi)，則可避免熱媒因凍結(jié)而無法作動(dòng)。
本發(fā)明進(jìn)一步在熱媒3里部填充有低比熱之載熱粒子，該載熱粒子為金屬微?；蜓趸镂⒘?，上述微粒可經(jīng)奈米化使易于被水液載動(dòng)，利用導(dǎo)熱粒子低比熱之特性，而易于在吸熱端吸熱，并藉由水液快速運(yùn)送而在熱沉端快速放送熱溫。
該奈米微粒藉由加入水溶性分散劑，從而達(dá)到使奈米微粒在水基液態(tài)傳媒中均勻穩(wěn)定分布熱媒3進(jìn)一步可利用純水為基材，避免雜質(zhì)及可維持穩(wěn)定之物理性。
熱交換系100相關(guān)熱媒3流布之路徑為具有抗壓性，在熱媒3填充前可操作為真空狀態(tài)或以熱態(tài)填充形成負(fù)壓，事后填布熱媒以真空填充方式或負(fù)壓填充，則可避免里部空氣殘存，從而避免對(duì)熱交換器的腐蝕。
若如上述以真空填充之實(shí)施，鄰近吸熱端1的位置，需結(jié)合有一緩沖柜11，該緩沖柜11為吸收超額壓力，避免加熱器4因電流不穩(wěn)所產(chǎn)生之異常狀況發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)部高壓時(shí)，可作為壓力之緩沖，形成異狀安全防護(hù)，該緩沖柜11進(jìn)一步可設(shè)有釋壓閥110。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2所示，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施可應(yīng)用在葉片式電暖器5，該電暖器5是由多數(shù)葉片51并排之后，上下端串通結(jié)合為分流側(cè)511及集流側(cè)512，分流側(cè)511里部設(shè)有加熱器4，葉片導(dǎo)通分流側(cè)511及集流側(cè)512之間，形成有管路52，該管路52為一長孔狀之截面，設(shè)有長邊側(cè)521及短邊側(cè)522，兩者之比例以大于等于6∶1為佳。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3所示，葉片式電暖器5是由多數(shù)葉片51上下結(jié)合分流側(cè)511及集流側(cè)512所構(gòu)成一循環(huán)回路，在分流側(cè)511里部設(shè)有電熱作用之加熱器4，加熱器4對(duì)里部之熱媒3產(chǎn)生熱作，提升其溫度之后，熱媒3則經(jīng)由葉片51所設(shè)管路52往上浮流，該伏流過程之動(dòng)力為由加熱器加溫作用，使物質(zhì)熱應(yīng)變產(chǎn)生伏流動(dòng)態(tài)效應(yīng)，藉由該伏流而達(dá)成一冷熱循環(huán)回流作動(dòng)線。
由于水液為低黏滯性，因此在管路52里部可快速通流，其快速通流之流速則可讓路徑中之熱媒產(chǎn)生紊流，紊流狀態(tài)易于接觸管路52之內(nèi)壁面，使該熱質(zhì)與管路內(nèi)壁面產(chǎn)生熱交換。
又該管路52(請(qǐng)參閱圖2所示)其長邊側(cè)521及短邊側(cè)522所以形成6∶1的狀態(tài)，為利用短邊側(cè)可拉近長邊側(cè)內(nèi)壁相對(duì)的距離，而減低距離后，依雷諾數(shù)形成紊流之值，由公式取得密度ρ×流速V×內(nèi)側(cè)距離D/粘滯系數(shù)μ所決定，其中若短邊側(cè)之值較小，相對(duì)D值較小的時(shí)候，則易于突破臨界雷諾數(shù)，使管內(nèi)流易于形成紊流，依據(jù)本發(fā)明之實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)用水液之黏滯系數(shù)相乘后，其管路截面長短邊之比為長邊側(cè)為六，短邊側(cè)為一(D值)為佳。
權(quán)利要求
1.一種熱交換系熱媒及其應(yīng)用，尤指應(yīng)用于閉回路循環(huán)熱交換器轉(zhuǎn)載熱質(zhì)之熱媒，其特征在于它主要是以水液為基材，混合物理性改善劑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該改善劑之比例約15-50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該改善劑為乙二醇防凍劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該改善劑為高導(dǎo)熱之載熱粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求第4項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該載熱粒子為金屬微粒
6.根據(jù)權(quán)利要求第4項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該導(dǎo)熱粒子為氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求第5項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該金屬微粒為奈米化。
8.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該水液為純水。
9.一種熱交換系熱媒及其應(yīng)用，尤指提供一種閉回路循環(huán)熱交換系轉(zhuǎn)載熱質(zhì)之熱媒，其特征在于它主要是以水液為基材混合改善劑料為熱媒，填充于一具有內(nèi)壓對(duì)抗之熱交換系循環(huán)路徑之中。
10.根據(jù)權(quán)利要求第9項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為熱煤填入熱交換路徑空間之容積比約為70-85％。
11.根據(jù)權(quán)利要求第9項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該熱交換系為室內(nèi)取暖之葉片式電暖器，該電暖器之散熱葉片所設(shè)管路之截面為長孔狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求第11項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該長孔截面具有長邊側(cè)及短邊側(cè)，兩者之比例為大于等于6∶1。
13.根據(jù)權(quán)利要求第9項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該熱媒填布有約15-50％的改善劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求第13項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該改善劑為乙二醇。
15.根據(jù)權(quán)利要求第9項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該熱媒里部填充分布有導(dǎo)熱粒子。
16.根據(jù)權(quán)利要求第15項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為導(dǎo)熱粒子為金屬微粒。
17.根據(jù)權(quán)利要求第15項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該導(dǎo)熱粒子為氧化物。
18.根據(jù)權(quán)利要求第16項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該金屬微粒為經(jīng)奈米化。
19.根據(jù)權(quán)利要求第17項(xiàng)所述之熱交換系熱媒及其應(yīng)用，其特征為該氧化物為經(jīng)奈米化之粒子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱交換系熱媒及其應(yīng)用，尤指提供閉回路循環(huán)熱交換系轉(zhuǎn)載熱質(zhì)之熱媒，主要是以水液為基材，混合改善劑料或載熱粒子均勻混合而成液態(tài)熱媒，填布于閉回路熱交換系循環(huán)路徑中，該路徑為一壓力空間，利用其內(nèi)壓提升水液沸點(diǎn)以及下降冰點(diǎn)相變溫度，以符合實(shí)施要求，及使轉(zhuǎn)載熱的強(qiáng)度可滿足和明確解決環(huán)保課題。
文檔編號(hào)C09K5/04GK1872941SQ200610036110
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者巫嘉雄 申請(qǐng)人:巫嘉雄