[发明专利]相变蓄热恒温取暖器

说明书

本发明属利用相变材料来蓄热、放热的取暖器。

目前的普通热水袋、烫婆子等取暖器，以水为蓄热物质，为获得较长的取暖时间，需灌入滚烫的开水，开始时因温度太高，取暖并不舒服;又由于热容量小，冷却较快，能维持在舒适取暖温度范围的时间很短。近有一种电热碟形取暖器，以金属块作贮热物质，因也是显热贮热，故无法长时间保持在舒适温度下取暖，且初温一般较高，容易烫伤人肤或烤黄被褥。

本发明的目的是克服现有取暖器的上述缺点，提供一种可长时间保持在舒适温度下取暖的恒温取暖器。

本发明相变蓄热式恒温取暖器，是在导热容器内充填相变蓄热物质构成，所述蓄热物质为具有所需相变温度及较大相变潜热的相变材料。利用相变蓄热物质在相变过程中温度维持不变，且伴随有较大相变潜热的特性，来达到在舒适温度下长时间恒温取暖的目的。

所述相变材料的选取，以相变潜热较大、且在其相变温度下取暖器外壁温度使人体感到舒适为宜。一般用于人体取暖时，可选取相变温度为50-65℃的相变物质。当外壳采用导热系数较大的材料，如金属、陶瓷、玻璃时，可选择相变温度较低的相变材料;当外壳采用导热系数较小的材料，如橡胶、塑料时，可选择相变温度较高的材料，以下列举的是一些可供选用的相变材料配方：

配方 相变温度T_f(℃) 组成 重量百分比

配方1 51 六水硝酸镁Mg(NO₃)₂·6H₂O 60-80

硝酸铵NH₄NO₃20-40

配方2    56    铵矾Ammonium  alum    30-50

硝酸铵NH₄NO₃45-50

活性白土    4-10

配方3 59.1 六水硝酸镁Mg(NO₃)₂·6H₂O 50-60

六水氯化镁MgCl₂·6H₂O 35-45

八水氢氧化钡 Ba(OH)₂·8H₂O 0.5-5

配方4 61 六水硝酸镁Mg(NO₃)₂·6H₂O 35-45

九水硝酸铝Al(NO₃)₃·9H₂O 55-65

所选相变蓄热材料的相变潜热越大，其单位质量的贮热量越大，可获得的恒温取暖时间就越长。这样，在同等取暖效果下，可把取暖器做得轻一些。一般选用相变潜热大于120千焦/公斤的材料。

所选相变蓄热材料的导热系数越大，热传递越快，温度越均匀。一般选用导热系数大于0.3W/m²·K的相变蓄热材料。

尽量选择与所用相变蓄热材料不发生化学作用的材料制作导热容器，例如可选用橡胶、塑料、耐腐蚀金属、玻璃钢等;还可在容器内壁涂上防腐蚀涂料。容器材料最好具有一定的伸缩性或弹性，还可在容器内壁与相变材料之间衬垫一层具有较好伸缩性能、且不易腐蚀的材料，如橡胶、泡沫塑料等，既可以防腐蚀，又可以防相变过程中因相变材料体积变化应力造成外壳破裂损坏。

充入相变材料后，可采用外壳整体全封闭的密封方式;也可设置孔塞作活动式封闭;还可在孔塞外加套保险旋盖进一步密封，以防塞子在取暖过程中与外物摩擦触碰造成松动、损坏而引起渗漏。

本发明恒温取暖器，可采用外热源加热方式，放在灶台上、炉灶    或热水中加热后使用;也可采用内热源加热方式，在容器内设置电加热器，或设置存放热水或其它作为热源介质（如油、砂子）的内容器来加热蓄热物质。

外热源加热式取暖器的导热容器宜采用导热系数较大的材料来制作，如金属、合金等，以利于外热源对它加热时将热量迅速传递到内部的相变蓄热物质中去。为了使热量传递迅速、均匀，还可在导热容器的内壁设置扩展传热片。

取暖器的形状和大小，可根据携带使用方便及所需取暖时间的长短来设计。例如，设计成一个香烟盒大小的扁薄长方体金属盒取暖器或扁薄椭园形橡胶取暖手袋，可方便地放在外衣内袋中随身携带，取暖时间可维持一、二个小时;设计成普通教科书形状、大小的长方体取暖器，可维持取暖时间三、四个小时，适合于学生放在书包内带到教室、或干部上班带到办公室使用;体积较大的取暖袋、取暖壶，可维持取暖时间八、九个小时，适合夜间家庭取暖使用。