[發(fā)明專利]利用相變潛熱的電熱水袋及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310297059.7
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103340712A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奚馨;陳捷;吳松柏
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: A61F7/08
• 分類號: A61F7/08;C09K5/06
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種利用相變潛熱的電熱水袋，由電熱水袋外層（5）、發(fā)熱體（7）、絕緣材料和填充儲(chǔ)熱液體（3）構(gòu)成，所述電熱水袋外層（5）密閉形成密封腔，向密封腔內(nèi)注入填充儲(chǔ)熱液體（3），所述發(fā)熱體（7）設(shè)置于密封腔內(nèi)，所述發(fā)熱體（7）的熱量輸出部分向所述填充儲(chǔ)熱液體（3）輸出熱量，所述發(fā)熱體（7）的一端形成正負(fù)電極（2），所述正負(fù)電極（2）外表面包覆絕緣材料進(jìn)行絕緣，所述正負(fù)電極（2）通過導(dǎo)線與所述電熱水袋外層（5）外部的電源插頭（1）連接，其特征在于：在所述填充儲(chǔ)熱液體（3）的內(nèi)部還設(shè)有儲(chǔ)能材料層（4）部分，將所述發(fā)熱體（7）的熱量輸出部位設(shè)置于所述儲(chǔ)能材料層（4）內(nèi)部，所述儲(chǔ)能材料層（4）由相變材料和助劑混合組成穩(wěn)定相組合物體系，使所述儲(chǔ)能材料層（4）組合物體系保持均勻且穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)、乳濁狀態(tài)或形成凝膠狀態(tài)，并形成熱能交換緩沖釋放功能層，所述儲(chǔ)能材料層（4）將吸收的所述發(fā)熱體（7）輸出的熱量緩慢且平穩(wěn)地向所述填充儲(chǔ)熱液體（3）傳遞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用相變潛熱的電熱水袋，其特征在于：所述儲(chǔ)能材料層（4）為多層夾層分布的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，相鄰的儲(chǔ)能材料層（4）結(jié)構(gòu)層之間設(shè)有低熱導(dǎo)率材料夾層（6）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用相變潛熱的電熱水袋，其特征在于：在同一層所述儲(chǔ)能材料層（4）結(jié)構(gòu)層內(nèi)，又采用低熱導(dǎo)率材料夾層（6）將所述儲(chǔ)能材料層（4）的單層結(jié)構(gòu)層分隔為不同的區(qū)塊，使所述儲(chǔ)能材料層（4）的低熱導(dǎo)率材料夾層（6）連接形成整體式空間隔板架，將所述儲(chǔ)能材料層（4）的不同區(qū)塊分隔開，使所述儲(chǔ)能材料層（4）形成分層陣列復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用相變潛熱的電熱水袋，其特征在于：所述低熱導(dǎo)率材料夾層（6）采用丁基膠制作形成，所述發(fā)熱體（7）的熱量輸出部分為扁平圓餅狀的電熱絲，所述發(fā)熱體（7）采用丁基膠固定于所述儲(chǔ)能材料層（4）的中部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的利用相變潛熱的電熱水袋，其特征在于：所述儲(chǔ)能材料層（4）組合物體系包括相變材料組分和成核劑組分，采用三水合醋酸鈉作為相變材料，采用硫酸鈉作為成核劑，在所述儲(chǔ)能材料層（4）組合物體系中，使各組份的質(zhì)量百分含量分別為90～92%三水合醋酸鈉和8～10%的硫酸鈉。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的利用相變潛熱的電熱水袋，其特征在于：所述儲(chǔ)能材料層（4）組合物體系包括相變材料組分、成核劑組分和增稠劑組分，采用三水合醋酸鈉作為相變材料，采用硫酸鈉作為成核劑，采用羧甲基纖維素作為增稠劑，在所述儲(chǔ)能材料層（4）組合物體系中，使各組份的質(zhì)量百分含量分別為88～90%三水合醋酸鈉、8.5～10.5%的硫酸鈉和1.5～2.0%的羧甲基纖維素。

7.一種權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的利用相變潛熱的電熱水袋的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

a.?儲(chǔ)能材料層組合物體系制備：采用三水合醋酸鈉作為相變材料，采用硫酸鈉作為成核劑，按照設(shè)定比例分別稱取三水合醋酸鈉和硫酸鈉作為制備儲(chǔ)能材料層的組合物主要組分，將三水合醋酸鈉加熱溶解成透明的相變材料溶液，再向相變材料溶液中加入硫酸鈉，對混合液進(jìn)行混合攪拌，使混合液達(dá)到均一穩(wěn)定的狀態(tài)，獲得儲(chǔ)能材料層組合物混合液；

b.?儲(chǔ)能材料層單元制備：將在上述步驟a中制備的儲(chǔ)能材料層組合物混合液趁熱分布于兩層丁基膠材料層之間，使儲(chǔ)能材料層組合物混合液保持均勻且穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)、乳濁狀態(tài)或形成凝膠狀態(tài)，形成相變材料層，制備得到由兩層丁基膠材料層和一層相變材料層結(jié)合構(gòu)成的儲(chǔ)能材料層的第一個(gè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)單元；

c.?儲(chǔ)能材料層體系制備：在第一個(gè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)單元的一層丁基膠材料層和另外的一層丁基膠材料層之間再制作另一層的相變材料層，形成第二個(gè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)單元，重復(fù)上述步驟b，連續(xù)制作7～9個(gè)依次結(jié)合的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)單元，形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)體系，得到儲(chǔ)能材料層功能體；

d.?電熱水袋的制作：在上述步驟a中制備的儲(chǔ)能材料層功能體中，置入電加熱裝置的發(fā)熱體，使所述發(fā)熱體的熱量輸出部分固定于儲(chǔ)能材料層的中部，再將發(fā)熱體和儲(chǔ)能材料層功能體外部共同置于由電熱水袋外層封裝形成的電熱水袋內(nèi)腔中，并向電熱水袋內(nèi)腔中注入可加熱的填充儲(chǔ)熱液體，同時(shí)將發(fā)熱體的電極端通過導(dǎo)線與電熱水袋外層外部的電源插頭連接起來，并對發(fā)熱體的電極端進(jìn)行絕緣處理，即完成電熱水袋的制作。