一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器制造技术

本发明专利技术为一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器，该电暖器包括螺旋形肋片电加热体、下方管道、中间管道、上方管道、枝状散热单元、条形磁铁块、管道封头和异形磁铁块；上述的上方管道、中间管道和下方管道构成热媒管道，在热媒管道中流动有磁性纳米流体热媒；在每个中间管道上沿上下方向均安装有一个枝状散热单元，相邻两个枝状散热单元之间沿上下方向均匀布置有多个条形磁铁块，在两个中间管道之间的上方管道和下方管道上均布置有异形磁铁块；所述异形磁铁块的中心设置有能嵌套上方管道或下方管道的圆柱形凹槽。该电暖器通过使用磁性纳米流体可以提高加热速度，减少预热时间，使用螺旋形肋片电加热体可提高对流换热系数，并使加热过程更稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器
本专利技术涉及家用电加热采暖设备领域，具体涉及一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器。
技术介绍
在南方缺少集中供暖的地区以及北方寒冷地区，为保持环境舒适需要依靠电暖器、空调等加热采暖设备进行辅助加热，电暖器可广泛应用于住宅、办公场所、宾馆、医院等民用建筑及公共场所中。辐射换热与自然对流换热是电暖器的主要工作方式，即通过散热片表面的高温及大的表面积对环境空气进行有效加热。而在电暖器的内部，热媒介质的自然对流是对热媒介质加热的主要方式。目前，常见的电暖器普遍以水或导热油为热媒介质，但热媒介质水的自然对流的换热系数较低，导热油的预热时间较长且所需功率较大。另外，电暖器中的加热装置常采用圆管形电加热棒，其有效加热面积较小且在加热过程中的导热热阻较大，如专利号为201721284997.3的中国专利公开的一种新型的油汀电暖器，以及申请号为201711319626.9的中国专利公开的板式油汀电暖器，其热媒介质为导热油，且使用圆形加热棒进行加热，由于导热油的比热容较大故其初始加热时间较长，在达到相同加热温度的条件下，所需的加热功率以及所需加热量均较大，不利于降低能耗，另外由于加热热媒介质的过程中，导热油会在圆形加热棒上形成厚厚的温度边界层，加热棒的热量不能进行高效传递，阻碍了其对流换热过程降低了导热油的对流传热系数，故其加热效率较低。总之，热媒介质的选用及电加热器形式的改进是目前市场上的电暖器所急需面对和解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提出了一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器，该电暖器通过使用磁性纳米流体可以提高加热速度，减少预热时间，另外使用螺旋形肋片电加热体可提高热媒介质的对流换热系数，并使加热过程更加均匀稳定。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器，其特征在于该电暖器包括螺旋形肋片电加热体、下方管道、中间管道、上方管道、枝状散热单元、条形磁铁块、管道封头和异形磁铁块；在上、下方管道之间等间距布置有多个中间管道，中间管道一端与上方管道下端连接，一端与下方管道上端连接；在上方管道的两端及下方管道的一端均设置有管道封头，下方管道的另一端通过安装螺旋形肋片电加热体进行密封；所述螺旋形肋片电加热体位于电暖器下方管道的内部，与下方管道同轴，螺旋形肋片电加热体的外壁面上具有螺旋形肋片，内部连接有导线可与外界电源相连；上述的上方管道、中间管道和下方管道构成热媒管道，在热媒管道中流动有磁性纳米流体热媒；在每个中间管道上沿上下方向均安装有一个枝状散热单元，相邻两个枝状散热单元之间沿上下方向均匀布置有多个条形磁铁块，在两个中间管道之间的上方管道和下方管道上均布置有异形磁铁块；所述异形磁铁块的中心设置有能嵌套上方管道或下方管道的圆柱形凹槽；所述枝状散热单元的横截面为矩形，包括四个结构相同的枝状散热部分，四个枝状散热部分以相应的中间管道为中心呈前后、左右对称布置，每个枝状散热部分的主干上连接多个直散热翅片，且位于主干一侧的多个直散热翅片相互平行，主干的根部连接中间管道；在两个相邻的枝状散热单元的相对的侧面上均匀布置有若干个用于固定条形磁铁块的凹槽，该凹槽数量与条形磁铁块的数量相匹配；条形磁铁块的长度为每个枝状散热单元的凹槽深度及相邻两个枝状散热单元之间的孔隙宽度之和。与现有电暖器相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术创新性地使用磁性纳米流体作为加热工质，磁性纳米流体属于固液两相混合物，通过加入导热系数更大的磁性纳米颗粒，可有效提高磁性纳米流体的换热系数，同时配合有布置在枝状散热单元之间的条形磁铁块以及上、下方管道上布置的异形磁铁块，可以通过产生磁场来强化热媒管道中Fe3O4纳米粒子与水的相互作用，并通过磁性纳米粒子的运动降低传热热阻，提高局部导热系数，进而增强加热性能及枝状散热单元的散热效果。2、采用螺旋形肋片电加热体可以通过螺旋形肋片增加加热体的对流换热面积，同时可破坏传热过程中的热边界层，从而减小加热热阻，提高热媒介质与加热体之间的对流换热系数，从而达到更高的加热效率。3、枝状散热单元可以通过增加分叉的散热翅片数量来增加电暖器的有效散热面积，另外，在枝状散热单元的相应位置设置凹槽以便于布置条形磁铁块，并与中间管道中的磁性纳米流体相互配合，提高散热能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的设计方案，下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器的立体结构示意图；图2为本专利技术一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器沿整体中心线纵切后的剖面示意图；图3为本专利技术一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器的螺旋形肋片电加热体的结构示意图；图4为本专利技术一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器的枝状散热单元的结构示意图；图5为本专利技术一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器的枝状散热单元的横截面示意图；图6为本专利技术一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器的异形磁铁块8的立体结构示意图；图中，螺旋形肋片电加热体1，下方管道2，中间管道3，上方管道4，枝状散热单元5，条形磁铁块6，管道封头7，异形磁铁块8。具体实施方式下面通过附图及实施例对本专利技术的技术方案进行详细的说明，但所述实施例仅为示例说明作用，并不以此作为对本专利技术保护范围的限定。本专利技术一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器(简称电暖器，参见图1-5)包括：螺旋形肋片电加热体1、下方管道2、中间管道3、上方管道4、枝状散热单元5、条形磁铁块6、管道封头7和异形磁铁块8；在上、下方管道之间等间距布置有多个中间管道3，中间管道3一端与上方管道下端连接，一端与下方管道上端连接；在上方管道的两端及下方管道的一端均设置有管道封头7，下方管道的另一端通过安装螺旋形肋片电加热体进行密封；所述螺旋形肋片电加热体1位于电暖器下方管道2的内部，与下方管道2同轴，螺旋形肋片电加热体1的外壁面上具有螺旋形肋片，内部连接有导线可与外界电源相连；上述的上方管道、中间管道和下方管道构成热媒管道，在热媒管道中流动有磁性纳米流体热媒；在每个中间管道上沿上下方向均安装有一个枝状散热单元5，相邻两个枝状散热单元5之间沿上下方向均匀布置有多个条形磁铁块6，在两个中间管道3之间的上方管道4和下方管道2上均布置有异形磁铁块8；所述异形磁铁块8的中心设置有能嵌套上方管道或下方管道的圆柱形凹槽；所述枝状散热单元5的横截面为矩形，包括四个结构相同的枝状散热部分51，四个枝状散热部分以相应的中间管道为中心呈前后、左右对称布置，每个枝状散热部分的主干上连接多个直散热翅片，且位于主干一侧的多个直散热翅片相互平行，主干的根部连接中间管道；在两个相邻的枝状散热单元的相对的侧面上均匀布置有若干个用于固定条形磁铁块6的凹槽，该凹槽数量与条形磁铁块的数量相匹配；条形磁铁块6的长度为每个枝状散热单元5的凹槽深度及相邻两个枝状散热单元5之间的孔隙宽度之和，所述异形磁铁块8的尺寸根据上方管道4、下方管道2的管径及中间管道3的间距来确定。本专利技术的进一步特征在于，所述枝状散热单元5还包括单支散热直翅片52，单支散热直翅片位于两个枝状散热部分之间，且单支散热直翅片与相邻的枝状散热部分一侧的直散热翅片平行，且间距相等；单支散热直翅片52的一端直接连接中间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器，其特征在于该电暖器包括螺旋形肋片电加热体、下方管道、中间管道、上方管道、枝状散热单元、条形磁铁块、管道封头和异形磁铁块；在上、下方管道之间等间距布置有多个中间管道，中间管道一端与上方管道下端连接，一端与下方管道上端连接；在上方管道的两端及下方管道的一端均设置有管道封头，下方管道的另一端通过安装螺旋形肋片电加热体进行密封；所述螺旋形肋片电加热体位于电暖器下方管道的内部，与下方管道同轴，螺旋形肋片电加热体的外壁面上具有螺旋形肋片，内部连接有导线可与外界电源相连；上述的上方管道、中间管道和下方管道构成热媒管道，在热媒管道中流动有磁性纳米流体热媒；在每个中间管道上沿上下方向均安装有一个枝状散热单元，相邻两个枝状散热单元之间沿上下方向均匀布置有多个条形磁铁块，在两个中间管道之间的上方管道和下方管道上均布置有异形磁铁块；所述异形磁铁块的中心设置有能嵌套上方管道或下方管道的圆柱形凹槽；所述枝状散热单元的横截面为矩形，包括四个结构相同的枝状散热部分，四个枝状散热部分以相应的中间管道为中心呈前后、左右对称布置，每个枝状散热部分的主干上连接多个直散热翅片，且位于主干一侧的多个直散热翅片相互平行，主干的根部连接中间管道；在两个相邻的枝状散热单元的相对的侧面上均匀布置有若干个用于固定条形磁铁块的凹槽，该凹槽数量与条形磁铁块的数量相匹配；条形磁铁块的长度为每个枝状散热单元的凹槽深度及相邻两个枝状散热单元之间的孔隙宽度之和。...

【技术特征摘要】
1.一种基于磁性纳米流体的高效型电暖器，其特征在于该电暖器包括螺旋形肋片电加热体、下方管道、中间管道、上方管道、枝状散热单元、条形磁铁块、管道封头和异形磁铁块；在上、下方管道之间等间距布置有多个中间管道，中间管道一端与上方管道下端连接，一端与下方管道上端连接；在上方管道的两端及下方管道的一端均设置有管道封头，下方管道的另一端通过安装螺旋形肋片电加热体进行密封；所述螺旋形肋片电加热体位于电暖器下方管道的内部，与下方管道同轴，螺旋形肋片电加热体的外壁面上具有螺旋形肋片，内部连接有导线可与外界电源相连；上述的上方管道、中间管道和下方管道构成热媒管道，在热媒管道中流动有磁性纳米流体热媒；在每个中间管道上沿上下方向均安装有一个枝状散热单元，相邻两个枝状散热单元之间沿上下方向均匀布置有多个条形磁铁块，在两个中间管道之间的上方管道和下方管道上均布置有异形磁铁块；所述异形磁铁块的中心设置有能嵌套上方管道或下方管道的圆柱形凹槽；所述枝状散热单元的横截面为矩形，包括四个结构相同的枝状散热部分，四个枝状散热部分以相应的中间管道为中心呈前后、左右对称布置，每个枝状散热部分的主干上连接多个直散热翅片，且位于主干一侧的多个直散热翅片相互平行，主干的根部连接中间管道；在两个相邻的枝状散热单元的相对的侧面上均匀布置有若干个用于固定条形磁铁块的凹槽，该凹槽数量与条形磁铁块的数量相匹配；条形磁铁块的长度为每个枝状散热单元的凹槽深度及相邻两个枝状散热单元之间的孔隙宽度之和。2.根据权利要求1所述的基于磁性纳米流体的高效型电暖器，其特征在于，所述枝状散热单元还包括单支散热直翅片，单支散热直翅片位于两个枝状散热部分之间，且单支散热直翅片与相邻的枝状散热部分一侧的直散热翅片平行，且间距相等；单支散热直翅片的一端直接连接中间管道。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，于凯，翟郑佳，王震，雒婧，朱恒宣，
申请(专利权)人：河北工业大学，河北德昕宇新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12