[發明專利]太陽能熱交換介質

無效

• 申請號: 201210170607.5
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102690636A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 高靖國;王穎霞;王俊
• 申請（專利權）人: 寧夏北極星化工有限公司
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 賈冬生

技術領域：

本發明涉及一種換熱介質，特別是一種用于太陽能的熱交換介質。

技術背景：

我國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產國和消費市場，但目前在太陽能加熱系統中所用的熱傳導介質主要是采用汽車發動機的防凍液。利用汽車發動機的防凍液作為太陽能加熱系統中的熱傳導介質，可有效解決太陽能熱水器冬天結凍的問題，而汽車發動機的防凍液主要以乙二醇為原料。由于乙二醇含有羥基，長期在80℃-90℃下工作，容易氧化生成對應的酸，具有一定的腐蝕性，并且對人體健康有一定危害。而太陽能加熱系統是長期暴露在陽光和高溫狀態下使用的，該防凍液一旦將太陽能加熱系統腐蝕后，液體進入洗浴水系統后會對人體造成傷害。由于其有很大的腐蝕性，所以汽車發動機的防凍液使用壽命一般只有1～2年，需定期更換，給用戶造成很大的不便和經濟負擔。如何解決上述問題，成為制約太陽能加熱系統發展的瓶頸之一。

發明內容：

本發明的目的是克服現有技術所存在的缺陷，提供一種具有優良的傳熱、導熱功效和低溫流動性及高溫抗氧化性、使用安全可靠、無腐蝕性的用于太陽能的熱交換介質。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的技術方案主要采用二乙二醇、丙二醇和多種有機、無機復合緩蝕劑為原料，二乙二醇：具有很好的穩定性、且無色、無臭，沸點245.8℃，目前未見其引起職業中毒的報道，可以與水混溶；丙二醇：無色粘稠穩定的吸水性液體，幾乎無味無臭，沸點188.2℃，比熱容2.49kJ/(kg.℃)。通過上述二乙二醇、丙二醇的物理性能可以看出，上述兩物質具有較高的沸點、比熱容和很好的穩定性，對人體無危害，非常適合作為太陽能熱交換的介質使用。

加入復合緩蝕劑的目的是降低本熱交換介質對金屬的腐蝕性，提高太陽能系統的使用壽命。太陽能加熱循環系統通常是采用各類金屬制成的密閉循環系統，為提高熱交換效果，其中大部分采用的是紫銅作為熱傳導的管路。

緩蝕劑可以與鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩定的絡合物，能在金屬的表面形成氧化膜，起到良好的緩蝕作用，在250℃左右的溫度和高pH值下仍很穩定，不易水解，一般光熱條件下不易分解，且具有緩蝕阻垢作用。

本發明的熱交換介質，通過大量實驗結果如下表。

通過上述實驗結果表明：本發明的太陽能熱交換介質，玻璃器皿腐蝕實驗結果達到并遠遠高于SH/T0521標準。SH/T0521標準玻璃器皿腐蝕實驗標準金屬片變化值紫銅、黃銅為±5mg/片，鋼、鑄鐵為±10mg/片，鋁、焊料為±30mg/片，本發明的太陽能換熱液對金屬無腐蝕性；通過多次實驗結果表明本發明的太陽能換熱液具有優良的傳熱、導熱功效。通過對本發明的太陽能換熱液產品的導熱系數和比熱容參數的測定，并通過大量實際應用效果表明：本發明的產品在較短的時間內能大量吸收太陽熱能，并將一部分熱能傳遞給水介質，一部分熱能作為備用能量儲存起來，能在一定程度上解決冬天日曬短，用水很快變涼的問題；通過對本發明的太陽能熱交換介質0℃運動粘度參數的測定和高溫抗氧化性的測定，并通過實際應用表明：本產品具有較好的低溫流動性和高溫抗氧化性，能滿足不同環境溫度的應用。各項數據表明：本太陽能熱交換介質具有優良的傳熱、導熱功效，不腐蝕，使用壽命長，較好的低溫流動性和高溫抗氧化性等特點。

綜上所述，通過大量的實驗得出：本發明的太陽能熱交換介質非常適合太陽能加熱循環系統的熱傳導使用，具有很好的高溫穩定性、低溫流動性和較大的比熱容，在金屬表面能形成起到良好的緩蝕阻垢作用的表層，對人體無危害，可根據使用地區的需要配制成不同濃度的稀釋液，同時也可根據不同的使用系統要求，添加不同顏色，便于區分使用。

具體實施方案

以下按生產100kg本發明所述的太陽能熱交換介質為例說明本發明的具體實施方式。

實施實例1：

生產100kg本發明所述的太陽能熱交換介質濃縮液。

稱取二乙二醇77Kg、丙二醇22Kg、羥基乙叉二膦酸1Kg，將上述三種原料混合攪拌均勻后，即得發明所述的太陽能熱交換介質的濃縮液。使用時可根據不同地區，加蒸餾水或去離子水或純凈水進行稀釋后，即可作為太陽能熱交換介質使用。

上述實施例中，二乙二醇、丙二醇羥基乙叉二膦酸為醫藥級。

實施實例2-6：

在實施例1的基礎上改變配比關系的實施方式如下表。單位：Kg

使用時可根據不同地區，加蒸餾水或去離子水或純凈水進行稀釋后，即可作為太陽能熱交換介質使用。