Электротеплоаккумулирующий нагреватель

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам и электрическим нагревателям, которые могут быть применены для терморегулирования объекта, в частности на автотранспортной технике для терморегулирования топлива, моторного масла, низкотемпературной жидкости; в пищевой промышленности для хранения ферментов, селективной пастеризации различных субстратов, селективного выращивания различных культур дрожжей. Задачей изобретения является улучшение теплофизических параметров и придание свойства нагреваться в условиях подвода электрического напряжения к теплоаккумулирующему материалу. Поставленная задача достигается тем, что электротеплоаккумулирующий нагреватель выполнен в виде оболочки и наполнителя, в объеме наполнителя имеется наноструктурный углерод и электрические контакты, к которым подведены токопроводящие провода, подключенные к источнику электрической энергии. 4 ил.

 

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам и электрическим нагревателям, которые могут быть применены для терморегулирования объекта, в частности на автотранспортной технике для терморегулирования топлива, моторного масла, низкотемпературной жидкости; в пищевой промышленности для хранения ферментов, селективной пастеризации различных субстратов, селективного выращивания различных культур дрожжей.

Известен теплоаккумулирующий материал, содержащий, мас.%: генэй-козан 1,5-7,5; пальмитиновая кислота 1,0-7,5; тетрадекан - остальное, при массовом соотношении генэйкозана и пальмитиновой кислоты от 1:1 до 3:1, имеющий температуру плавления 3,8°С и теплоту плавления 218 кДж/кг (патент РФ №2084486, C09K 5/06, 20.07.97, Бюл. № 22).

Недостатком является слишком низкая температура плавления, что делает невозможным применение его в большинстве технологических процессов.

Известен теплоаккумулирующий материал в виде полимерной оболочки и наполнителя из парафина. В качестве наполнителя используют низкоплавкий парафин из ряда C17H36-C20H42 с температурой плавления от 16,7 до 36,7°С, в качестве полимерной оболочки - пористый материал. Представленный теплоаккумулирующий материал разработан для регулирования поверхностного теплообмена тела (патент №2008776, A41D 13/00, 15.03.1994).

Недостаток: парафин в чистом виде имеет низкую теплопроводность, что снижает его эффективность в отношении накопления и отдачи теплоты в быстро протекающих процессах; представленный материал способен аккумулировать теплоту объекта, с которым организован тепловой контакт, однако в ряде случаев необходимо дополнительное выделение теплоты в объеме теплоаккумулятора.

Технической задачей изобретения является улучшение теплофизических параметров и придание свойства нагреваться в условиях подвода электрического напряжения к теплоаккумулирующему материалу.

Поставленная задача достигается тем, что электротеплоаккумулирующий нагреватель выполнен в виде оболочки и наполнителя, при этом в объеме наполнителя имеется наноструктурный углерод и электрические контакты, к которым подведены токопроводящие провода, подключенные к источнику электрической энергии.

Изобретение иллюстрируется чертежами (фиг.1-4).

В качестве наполнителя 1 может быть использован: парафин, воск, битум, полиэтиленоксид (полиэтиленгликоль) или любой органический диэлектрик. В качестве наноструктурного углерода могут быть использованы фуллерены, однослойные и многослойные нанотрубки, Таунит (скрученные в клубки углеродные трубки диаметром 10-40 нм и длиной до 2 мкм). Электрические контакты 2 плотно прижаты к поверхности нагревателя. Электропроводные провода 3 соединяют источник электрической энергии 4 с электрическими контактами 2. Представленные элементы герметично располагаются в непроницаемой оболочке 5, которая в общем случае является диэлектриком (фиг.1).

При подаче питающего напряжения от источника электрической энергии 4 на электрические контакты 2 электротеплоаккумулирующего нагревателя происходит прохождение электрического тока за счет наличия наноструктурного углерода, что приводит к тепловыделению. Диэлектрическая часть, которая относится к наполнителю, в этом случае накапливает теплоту, что находит отражение на внешнем виде распределения температурного поля по поверхности электротеплоаккумулирующего нагревателя (фиг.2). Максимум накопления теплоты (для парафина) приходится на момент фазового перехода (фиг.3), при этом температура фазового перехода, определенная путем построения касательных, равна 54°С. Теплообмен, с внешними объектами, происходит через непроницаемую оболочку 5. Теплопроводность воска и парафина улучшается до 30% при добавлении от 0,1 до 20% (по массе) наноструктурного углерода по отношению к исходному состоянию. Вольтамперные характеристики электротеплоаккумулирующего нагревателя носят линейный вид: 1 - электротеплоаккумулирующий нагреватель (твердый наполнитель) с использованием цемента с 2% добавлением парафина; 2 - электротеплоаккумулирующий нагреватель на основе парафина; 3 - электротеплоаккумулирующий нагреватель на основе воска (фиг.4).

Испытания показали, что использование нагревателя с возможностью теплоаккумуляции позволяет расширить функциональность устройств, в которых он может быть задействован. К примеру, теплоаккумуляция при подогреве дизельного топлива в двигателях внутреннего сгорания в условиях низких температур позволяет снизить установочную мощность нагревательных элементов до 50%.

Предлагаемый электротеплоаккумулирующий нагреватель может быть использован для: автотранспорта; экипировки персонала; в технологических процессах химической, нефтегазовой и пищевой промышленности.

Электротеплоаккумулирующий нагреватель в виде оболочки и наполнителя, отличающийся тем, что в объеме наполнителя имеется наноструктурный углерод и электрические контакты, к которым подведены токопроводящие провода, подключенные к источнику электрической энергии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к устройствам для аккумуляции тепла (холода), и может использоваться для аккумулирования энергии в системах теплоснабжения и кондиционирования.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплоаккумулирующим регенеративным теплообменникам. .

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в устройствах для аккумулирования холода и/или тепла. .

Изобретение относится к области энергетики и, в частности, к установкам отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. .

Изобретение относится к теплообменным устройствам, применяемым для передачи тепла или холода в процессах, использующих потоки жидкости или газа, и может быть использовано в системах отопления, вентиляции, в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для нагрева газового потока с использованием аккумулирования тепловой энергии. .

Изобретение относится к тепловым аккумуляторам, предназначенным для накопления, хранения и отдачи тепла при пуске системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для повышения процесса теплопередачи в тепловых аккумуляторах с различными теплоаккумулирующими материалами.

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для нагревания теплоносителя, а также для длительного аккумулирования энергии, полученной при утилизации тепловых выбросов с изменяющимся температурным режимом или при нетрадиционном теплоснабжении зданий, в частности с использованием солнечного излучения.

Изобретение относится к области биотехнологии, молекулярной биологии, медицины и ветеринарии. .
Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению материалов для дорожного полотна с использованием вяжущего на основе битума с применением резиновой крошки из отходов резин общего, в том числе, шинного назначения и наношпинели магния в качестве модификаторов.
Изобретение относится к химической, электронной и оптической отраслям промышленности, а именно к одностадийному способу получения стабильных наночастиц сульфида кадмия (CdS) непосредственно в среде акриловых мономеров.

Изобретение относится к области фармацевтической промышленности, в частности к композиции, содержащей эпигаллокатехин-3-галлат в качестве активного компонента и целевую добавку.
Изобретение относится к технологии получения неорганических материалов, а именно к способу получения материала, используемого как составляющая зубных паст и порошков с профилактическим действием.

Изобретение относится к средствам оптической импульсной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации и оптических вычислительных машинах в качестве источника тактовых импульсов.

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом никелировании стальных деталей. .

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для нанесения ультратонких люминесцентных покрытий и для получения маркеров. .

Изобретение относится к огнестойким полимерным композитам для панелей, используемых в качестве материала для сердечника композитных строительных панелей и, в частности, панелей, применяемых в системах вентилируемых фасадов.

Изобретение относится к контрастному средству для магнитно-резонансной томографии (МРТ), которое содержит наночастицы оксида железа и носитель из микросферической пористой целлюлозы с размером частиц 10-125 мкм и объемом внутренних пор не менее 90%, полученной высаживанием нейтральной целлюлозы из раствора ее смеси с роданистым кальцием.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способам получения алифатических углеводородов из оксида углерода и водорода, и может быть использовано в нефтепереработке, нефтехимии, газохимии, углехимии

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам и электрическим нагревателям, которые могут быть применены для терморегулирования объекта, в частности на автотранспортной технике для терморегулирования топлива, моторного масла, низкотемпературной жидкости; в пищевой промышленности для хранения ферментов, селективной пастеризации различных субстратов, селективного выращивания различных культур дрожжей

Наверх