[发明专利]利用磁性流体及多孔介质蓄热装置

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，特别涉及磁性流体在多孔介质中传热以及提高蓄热能力、蓄热效率的一种新型蓄热方法及其装置。

背景技术

“21世纪是一个和平的年代，如果发生战争，那必然会是能源引起的战争”。能源是世界运转的物质基础，随着人类社会的发展，煤炭、石油等不可再生的传统能源的储量越来越少，而人类对能源的依存度却越来越大，由此而引发的能源危机迫在眉睫，成为人类不得不面对的问题之一。在诸多的解决方案中，节约和合理利用能源是针对现在能源局面最简单和直接的解决办法。

在众多能源中，热能是其中最重要的能源之一。热能可用于各种不同类型的工业企业，是人民生活和社会经济中应用最广泛的能量形式，节约和合理利用热能有特别重要的意义。但是，大多数能源，如太阳能、风能、地热能、工业余热废热等，都存在间断性和不稳定性，在许多情况下，能源不能得到合理利用。以太阳能为例：太阳能是世界上储量最丰富的自然资源且对环境危害小，若能得以利用，将是解决能源危机的有效途径。但众所周之，太阳能具有间断性和不稳定性，不需要太多热量时，有大量的热产生，供应的热量很大一部分作为余热被损失掉；而需要热时，热量却不能及时提供。蓄热技术可以解决这一问题。现有的蓄热技术有显热蓄热、潜热蓄热以及化学蓄热三种，其中潜热蓄热所需温度较高，成本也较高。显热蓄热方式比较简单，成本较低，适合太阳能蓄热这些温度不太高的能量形式。但现使用的用于蓄热的工质或材料其性能和效率不高，特别是在蓄积的热能数量以及蓄积释放热能的速率方面。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出利用温度敏感性的磁性流体及多孔介质蓄热装置，通过磁性流体和多孔介质的结合运用，利用磁性流体在磁场作用下具有温度敏感性这一特性及多孔介质作为一种固体填充物具有热容高的特质储存热量，可以利用温差在100℃左右及以下的热源，并且提高了蓄热的能力及效率。

本发明所采用的技术方案是：一种利用温度敏感性磁性流体及多孔介质蓄热装置，其特征在于，该装置主要由外加磁场供应装置、供应热量装置及蓄热主体组成；其中，供应热量装置与蓄热主体一侧接触，提供温差；蓄热主体设置在外加磁场供应装置之中，该装置的温度梯度递减方向和外加磁场方向相同且平行；蓄热装置为内部充满温度敏感性磁性流体和孔径均匀的多孔介质材料的方腔体。

本发明的工作原理：固体物质具有很高的比热，升高相同的温度，其储存的热量远远高于一般流体，但普通材料的介质其传热的能力比较差，为克服这一技术难题，并提高蓄热的能力和效率，本发明中，外加磁场供应装置(通过电磁石或通电线圈)产生的外加磁场，使磁性流体在填充多孔介质的方腔中被磁化，在蓄热主体一侧放置可提供温差的热源，由于磁性流体具有温度敏感性，在不同温度下其磁化率不同，因而在外加磁场中受力也不同，这个力作为驱动力驱使磁性流体在方腔中流动，从而带动热量在多孔介质中流动，加速热量传递，同时由于多孔介质的固体填充物的加入，相比于其他流体，又增加了蓄热的能力。

实际应用中，提供温差的热源可以为太阳能，这样在太阳能热利用中就可以把在中午时分多余的热量进行储存用于傍晚或夜晚没有太阳能或太阳能稀少的时候，进行能量的有效规划。

实际应用中，提供温差的热源也可以为太阳能热水、工业废热等余热废热，这样可以将多余热量进行储存，在需要时加以利用。

本发明的特点及效果：

本发明将磁性流体应用于多孔介质中，充分利用磁性流体的温度敏感性特质、磁性流体作为流体可流动加速热量传递的特性以及多孔介质作为固体填充物比热较大的特点，提高显热蓄热的能力和效率。

附图说明

图1是本发明的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。