一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于日用取暖設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶。該暖手寶的正表面和反表面的邊緣密封連接，構(gòu)成一個腔體，分隔面夾在正表面和反表面之間，將所述腔體分隔成上下兩個腔室，分別為上層和蓄熱層；所述正表面和分隔面構(gòu)成的上層中填充水基四氧化三鐵磁流體，反表面和分隔面構(gòu)成的蓄熱層中充滿填充了納米微粒的相變蓄熱材料。本發(fā)明直接利用太陽能作為能量供給，無需充電，只需放在陽光下數(shù)分鐘即可使用，可以解決現(xiàn)有暖手寶外出使用不方便和充電易出事故等問題，既消除了安全隱患又節(jié)能環(huán)保；發(fā)熱持續(xù)時間較長，無需更換內(nèi)部介質(zhì)可長期反復(fù)使用，此外對人體具有一定的磁保健效果。
【專利說明】一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于日用取暖設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在市場上的暖手寶大多是通過灌熱水或通電來發(fā)熱的，其主要缺點是發(fā)熱持續(xù)時間不夠，尤其是高溫狀態(tài)持續(xù)時間短，于是人們在寒冷的冬季夜晚使用時，常常還沒入睡就感覺到暖手寶溫度已經(jīng)不夠理想。此外，灌熱水時容易燙傷，而且為了延長發(fā)熱持續(xù)的時間不得不加大熱水的用量，每次使用又必須更換新的熱水，造成了水資源的浪費。而電加熱形式的暖手寶依賴于電源，在教室或者辦公室等使用人多的場所電源插座有限，而且外出時使用不方便，另外用電也存在安全隱患。
[0003]CN102846427A公開了一種太陽能暖手寶，其特點是利用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化成電能進而加熱暖手寶，暖手寶本體和太陽能電池板之間用導(dǎo)線連接，雖然實現(xiàn)了對太陽能的利用，但其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，攜帶很不方便且對于普通群眾來說價格較貴，此外，光能先轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化成熱能的過程中也產(chǎn)生了能源的浪費。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明針對普通暖手寶高溫狀態(tài)持續(xù)時間短的問題，從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，提供了一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶，有效地解決了暖手寶使用的局限性和安全性問題。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]正表面和反表面的邊緣密封連接，構(gòu)成一個腔體，分隔面夾在正表面和反表面之間，將所述腔體分隔成上下兩個腔室，分別為上層和蓄熱層；所述正表面和分隔面構(gòu)成的上層中填充第一種儲能介質(zhì)，反表面和分隔面構(gòu)成的蓄熱層中填充第二種儲能介質(zhì)；
[0007]所述第一種儲能介質(zhì)是水基四氧化三鐵磁流體；
[0008]所述第二種儲能介質(zhì)是填充了納米微粒的相變蓄熱材料。
[0009]所述正表面和分隔面均采用透明的塑膠材料，以保證其良好的透光性。
[0010]所述第一種儲能介質(zhì)中的四氧化三鐵為粒徑10~50nm的納米材料，基體為去離子水，第一種儲能介質(zhì)中的四氧化三鐵所占的體積比為3%~6% ;該儲能介質(zhì)與水相比其導(dǎo)熱系數(shù)大大提高，當接受太陽光照射時可迅速吸收熱量使自身溫度升高，實現(xiàn)了體吸收，相比僅依靠表面來吸收太陽能而言，吸熱效果大大提高。
[0011]所述第二種儲能介質(zhì)中的納米微粒為粒徑10~50nm的四氧化三鐵，所述相變蓄熱材料為石蠟，第二種儲能介質(zhì)中的四氧化三鐵所占的體積比為3%~6%。石蠟的相變溫度在52~70°C范圍內(nèi)，當溫度達到相變溫度時將由固相變?yōu)橐合?，相變過程中繼續(xù)吸收大量的相變潛熱但溫度保持恒定，起到存儲一部分熱量的作用，同時能保證溫度不致過高。當上層溫度低于石蠟相變溫度時，石蠟將發(fā)生凝固，同時放出熱量，起到熱源的作用。在石蠟中填充四氧化三鐵納米微?？梢栽龃笫灥膶?dǎo)熱系數(shù)，提高蓄熱速度。
[0012]所述石臘為52號、54號、56號、58號、60號、62號、64號、66號、68號、70號石臘中的一種或多種。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014](I)本發(fā)明所述暖手寶無需充電，只需在陽光下放置數(shù)分鐘，經(jīng)“充熱”后即可使用，具有較高的光熱轉(zhuǎn)化效率且方便快捷。所用材料均安全無毒，且相變過程為物理過程，因此整個使用過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無毒無污染，綠色環(huán)保。
[0015](2)本發(fā)明利用納米流體來高效地吸收太陽光使之轉(zhuǎn)化成熱能，以實現(xiàn)暖手寶溫度的升高，同時利用相變蓄熱材料進行相變蓄熱，以使暖手寶存儲更多的熱能進而延長發(fā)熱時間，高溫狀態(tài)持續(xù)時間長。[0016](3)本發(fā)明消除了灌熱水及用電加熱帶來的安全隱患；同時對人體具有磁保健作用。
[0017](4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本低廉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中標號:
[0020]1-正表面；2_反表面；3_分隔面；4_第一種儲能介質(zhì)；5_第二種儲能介質(zhì)?！揪唧w實施方式】
[0021]本發(fā)明提供了一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明所述的暖手寶正表面I和分隔面3均為一層透明塑膠材料，反表面2為一層具有任意圖案和顏色的非透明塑膠材料，三者四周邊緣對齊后經(jīng)高溫壓合密封，內(nèi)部形成了兩個袋狀空間，分別稱為上層和蓄熱層。上層填充第一種儲能介質(zhì)4，為水基四氧化三鐵磁流體，其中四氧化三鐵為粒徑20nm的納米微粒，流體基質(zhì)為去離子水，第一種儲能介質(zhì)4中的四氧化三鐵微粒所占的體積比為5%。蓄熱層內(nèi)充滿了第二種儲能介質(zhì)5，為填充了納米微粒的相變蓄熱材料，所述納米微粒為粒徑20nm的四氧化三鐵，相變蓄熱材料為66號石蠟，其相變溫度為66°C，常溫下為固體，第二種儲能介質(zhì)5中四氧化三鐵微粒所占的體積比為4%。
[0023]將暖手寶正面朝上，放置在陽光下，當暖手寶溫度達到66°C時，蓄熱層內(nèi)的材料繼續(xù)吸收大量的熱并由固體慢慢轉(zhuǎn)變成液體，達到“充熱”的目的。當蓄熱層內(nèi)材料全部變?yōu)橐簯B(tài)時即為該暖手寶最適合開始使用的時刻。隨著使用，暖手寶向外放熱，同時蓄熱層內(nèi)相變蓄熱材料發(fā)生凝固，向上層放熱，起到熱源的作用。待蓄熱材料全部凝固后，隨著繼續(xù)放熱，暖手寶溫度逐漸降低。相變過程溫度保持不變，這就保證了暖手寶可以維持更久的高溫狀態(tài)(66 °C )，同時達到了延長使用時間的目的。
[0024]儲能介質(zhì)中填充的四氧化三鐵微粒為納米級，其粒徑越小則對材料導(dǎo)熱系數(shù)的提高越多，納米流體體吸收的效果越明顯，充熱速度越快。蓄熱層內(nèi)所需石蠟選用66號石蠟，則隨著蓄熱層相變過程進行暖手寶溫度一直保持在66°C左右，充熱過程中當蓄熱層內(nèi)石蠟全部變?yōu)橐簯B(tài)后暖手寶溫度將由66°C起繼續(xù)上升，放熱過程中當蓄熱層內(nèi)石蠟全部變?yōu)楣虘B(tài)后暖手寶溫度將由66°C起繼續(xù)下降。蓄熱層內(nèi)所需石臘可以選用52號、54號、56號、58號、60號、62號、64號、66號、68號、70號不同牌號的石臘,此時暖手寶在充熱、放熱過程中的溫度變化特征同理，保持在對應(yīng)相變溫度的時間最長，具體持續(xù)時間與材料的用量有關(guān)。
[0025]本發(fā)明不受 上述實施例的限制，上述實施例和說明書中表述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶，其特征在于:正表面(I)和反表面(2)的邊緣密封連接，構(gòu)成一個腔體，分隔面(3)夾在正表面(I)和反表面(2)之間，將所述腔體分隔成上下兩個腔室，分別為上層和蓄熱層；所述正表面(I)和分隔面(3)構(gòu)成的上層中填充第一種儲能介質(zhì)(4)，反表面(2)和分隔面(3)構(gòu)成的蓄熱層中填充第二種儲能介質(zhì)(5)； 所述第一種儲能介質(zhì)(4)是水基四氧化三鐵磁流體； 所述第二種儲能介質(zhì)(5)是填充了納米微粒的相變蓄熱材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶，其特征在于:所述正表面(I)和分隔面(3)均采用透明的塑膠材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶，其特征在于:所述第一種儲能介質(zhì)(4)中的四氧化三鐵為粒徑10~50nm的納米材料,基體為去離子水；第一種儲能介質(zhì)(4)中的四氧化三鐵所占的體積比為3%~6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶，其特征在于:所述第二種儲能介質(zhì)(5)中的納米微粒為粒徑10~50nm的四氧化三鐵,所述相變蓄熱材料為石蠟；第二種儲能介質(zhì)(5)中的四氧化三鐵所占的體積比為3%~6%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用四氧化三鐵磁流體的太陽能蓄熱型暖手寶，其特征在于:所述石臘為52號、54號、56號、58號、60號、62號、64號、66號、68號、70號石臘中的一種或多種。
【文檔編號】A61F7/08GK103830038SQ201410076809
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】魏高升, 邢麗婧, 蘇然然, 杜小澤, 楊勇平 申請人:華北電力大學(xué)