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高导热率无腐蚀性不燃的新型超导液技术

简介

一、技术背景
2012年8月6日,国务院以国发〔2012〕40号印发《节能减排“十二五”规划》。该《规划》分现状与形势,指导思想、基本原则和主要目标,主要任务,节能减排重点工程,保障措施,规划实施6部分。为确保实现“十二五”节能减排约束性目标,缓解资源环境约束,应对全球气候变化,促进经济发展方式转变,建设资源节约型、环境友好型社会,增强可持续发展能力,根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,制定本规划。
超导液是一种超导传热和高效换热新技术。社会上很多人以为真空超导的关键问题就在超导液,其实这是一种误解,超导液本身只是一种传热的介质,就好比是能量的运输工具,但它不是超导系统的全部。2016节能减排将成为我国环保工作重点,超导液技术应运而生。
二、技术概述
超导液有成百上千种,由于需要不同,有低温、中温、高温之分。在零度以下换热就需要极低的沸点才能传热,如果用于超导暖气片,就需要20~30度启动的介质;如果用于家庭采暖,范围在五六十度到一百度左右,则可用40~55度相变的超导液;如果用于烘干,就需要100~300度以上的相变材料做介质。所以,只有根据不同需要,用不同材料进行配制,才能达到预定效果,所以说只有搞懂超导液材料的性质才能配制出正确的超导液。不要以为买一个配方就是万能的,这是失败者失败的原因之一。超导液是保证成功不可少的组成部分,更重要的是在运用过程中,所用超导不是单独的一个超导体,而是一个系统,其中包括热源——介质吸热相变(通过管道传输)——散热体(冷凝后超导液回到热源体反复循环传热)。传统导热介质与超导液对比如图1所示。


三、市场概述
1. 家庭供暖
图2展示了超导液在家庭供暖市场的应用,其热源为太阳能、生物质气化炉、燃料炉、油气炉、电热炉等。


图2 超导液在家庭供暖市场的应用


2. 热交换与传导
图3展示了超导液在热交换与传导的市场应用。


图3超导液在热交换与传导的市场应用

四、效果指标
目前,本技术方案已通过中试,进入生试阶段,可以在多个领域得到应用;另外,相比于传统技术,超导液在导热率、使用寿命、可燃性等性质中预计可达到以下技术效果与指标(如表1所示):



五、应用范围

本技术可应用于多个领域,主要为能源、供暖、塑料材料等相关行业和机构。

六、案例

实例一: 5吨加热反应釜维护
实例效果对比(如表2所示)


备注说明:304钢管/元/米,“2+2”是指一根一米长的 304钢管(2元)及阀门(2元)成本;内液成本/元/米,“0.5”为填充一米304钢管的超导液成本,“0.32”为普通导热油填充成本;5年维修费用(5t)/元/米,“0”表示超导液的性质稳定对基材无损伤,无需维修,“14+0.32”表示清洗一米304钢管成本(14元)和不重新添加新液(0.32元)。
实例总结
使用超导液技术,一个5吨反应釜五年的维护成本能够节省7096元。
实例二:铺设100㎡地暖
实例效果参数(如表3所示)


100m2地暖,每1m2使用20根管,每根成本5元,人工费2元,每根售价15元,1m2收费为20×15=300元,故100m2地暖的利润为:
      300×100-(5×20+2)×100=19800元。
实例总结
铺设100㎡地暖,其地暖利润:19,800元。

工艺流程简介


技术特色

本技术具有以下优势:
升温速度快,2-3秒即可升温至40℃;导热率高,热量损失仅为3%;使用寿命长,大于50年;对基材无腐蚀性,不会损伤基材;适用温度范围更广,可在10-800℃环境内使用;不燃,使用安全。
相比于传统技术,超导液的技术优势还体现在以下两个方面:
随着温度的升高,管内压强逐渐增加;
其导热速度和导热损耗远远优于传统导热介质的导热。


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