CN113057055A - 高效温室大棚超导电磁加热装置 - Google Patents

Abstract

一种高效温室大棚超导电磁加热装置，由超导液加热池、与超导液加热池上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器和左超导翅片散热器、绕在超导液加热池的钢罐周围的电磁线圈、与电磁线圈连接的高频加热控制器、连接在钢罐与右超导翅片散热器和左超导翅片散热器的左回流罐和右回流罐、装在钢罐中的超导液、固定钢罐的耐火砖基座组成。其特征是将高节能高频电磁加热装置与高效超导热传导设备集成一体给温室大棚冬季加热，加热速度快，热转化效率和传输效率高，安全，不生水垢，布温均匀，温度可调，无低温死角，不烤苗，具有降湿去病功效，设备重量轻，彻底改变了大棚温室传统的电加热供热模式，经济效益提高。

Description

高效温室大棚超导电磁加热装置

技术领域：

本发明涉及一种温室大棚加热装置，具体讲是一种低能耗、高效率、不污染环境，经济效益高的高效温室大棚超导电磁加热装置。

背景技术

粮食、资源、环境一直是世界面临的重大问题。我国资源短缺，水土资源人均占有量少，并且人口在不断增加，耕地不断减少，因此，提高单位面积的产量和质量，发展设施化农业势在必行。发展设施化农业，调整农村产业结构，推广高收入反季节大棚温室种植与养殖业，是农业致富的有效途径，也是农业发展的重大决策。温室大棚利润和效益与加热的热源、设备有直接关系，目前使用昂贵的液化气、柴油增温设备种植反季节作物经济效益低，使用低廉常规能源煤炭加温设备种植作物利润高但对环境污染严重而要求全部取缔。农用电价下调后采用电热管热水器加热设备给温室大棚冬季取暖热效率低，耗电大，也直接影响经济收入。

发明内容

为解决温室大棚冬季取暖设备热转换效率低，影响经济收入的难题，设计一种能耗低、效率高、不污染环境、经济益高的高效温室大棚超导电磁加热装置。

高效温室大棚超导电磁加热装置是将高节能电磁加热与高效率超导传热设备集成一体给温室大棚冬季加热设备。通过电磁加热控制器将380v 50/60HZ的三相交流电转换成直流电，再将直流电转换成10～30KHZ的高频低压大电流，高频低压大电流流过电磁线圈产生高速变化的交变磁场，使放在其中的铁质容器表面切割交变磁力线在铁质容器上产生交变的电流(即涡流)，涡流使容器的载流子高速无规运动、互相碰撞、摩擦而产生热能，容器发热加热容器中的超导液产生相变潜热通过超导管散热器将热量散发到温室大棚中，给温室大棚进行供热。

高效温室大棚超导电磁加热装置，由超导液加热池、与超导液加热池上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器和左超导翅片散热器、绕在超导液加热池的钢罐周围的电磁线圈、与电磁线圈连接的高频加热控制器、连接在钢罐与右超导翅片散热器和左超导翅片散热器的左回流罐和右回流罐、装在钢罐中的超导液、固定钢罐的耐火砖基座组成。其特征是以超导液加热池的钢罐为中心线，钢罐上部左右各一个出气口，下部左右各一个进液口，右超导翅片散热器和左超导翅片散热器分布在超导液加热池钢罐两侧对称排列，左出气口与左超导翅片散热器的左超导传热管连接连通，右出气口与右超导翅片散热器的右超导传热管连接连通。左回流罐通过回流管与左超导传热管起始端和钢罐下部的左进液口连接连通，右回流罐通过回流管与右超导传热管起始端和钢罐下部的右进液口连接连通。绕在超导液加热池的钢罐周围的电磁线圈首尾端通过高频电流输出线与高频加热控制器的电源端子连接。连接在钢罐上的测温传感器探头经温度传感线与高频加热控制器连接，钢罐中工作温度超标时，会将信号反馈给高频加热控制器，高频加热控制器即可调整装置的输出功率。

所述的超导液加热池的钢罐固定在耐火砖基座上，钢罐的材质为碳钢或者不锈钢，钢罐与其连接并连通在一起的右超导翅片散热器、左超导翅片散热器、左回流罐、右回流罐及所有连接管道构成的容器腔内部呈负压态，其真空度为1.33X10^-2Pa，钢罐中超导液的容积占容器腔内部总容积的30％～40％，超导液灌注后容器腔总泄漏率≯4X10^-9a.L/s，超导液为活化的高潜热值的97％高纯水与3％重铬酸钾之混合液。

所述的与超导液加热池的钢罐上部连接并连通在一起的左超导翅片散热器从左出气口至左检测表呈直线且逐渐升高态，升高坡度≥3度；与超导液加热池的钢罐上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器从右出气口至右检测表呈直线逐渐升高态，升高坡度≥3度。左超导翅片散热器和右超导翅片散热器的长度≤50米。

所述的与超导液加热池的钢罐上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器和左超导翅片散热器为绕制翅片管散热器或轧制翅片管散热器，翅片和与左超导传热管、右超导传热管的表面接触率大于95％，以保证散热器散热良好。

所述高频加热控制器输入380v 50/60HZ的三相交流电，输出为20～30KHZ高频30V低压大电流电。

高效温室大棚超导电磁加热装置工作过程与有益效果：将装置置于温室大棚中央位置，接通高频加热控制器的380v 50/60HZ三相交流电电源开关，通过高频电流输出线向超导液加热池的钢罐的电磁线圈输入20～30KHZ高频30V低压大电流，高频低压大电流流过电磁线圈产生高速交变磁场，使放在其中的钢罐表面切割交变磁力线而在钢罐上产生交变的电流(即涡流)，涡流使钢罐的载流子高速无规则运动、互相碰撞、摩擦而产生热能，钢罐发热加热其中的超导液使其发生震动、震荡、沸腾、气化，产生的相变潜热通过左超导翅片散热器和右超导翅片散热器将热量散发到温室大棚中，给温室大棚进行供热。左超导翅片散热器将潜热释放后气化的超导液相变为液态超导液，依靠重力顺着左超导翅片散热器的左超导传热管、左回流管、左回流罐、从钢罐的左进液口返回到超导液加热池的钢罐中；右超导翅片散热器将潜热释放后气化的超导液相变为液态超导液，依靠重力顺着右超导翅片散热器的右超导传热管、右回流管、右回流罐、再右回流管、从钢罐的右进液口返回到超导液加热池的钢罐中均继续上述相变传热过程，周而复始，将装置的电热能高效率无损耗无污染的送到温室大棚中。

高效温室大棚超导电磁加热装置直接将380伏的电接在网上，发热元件钢罐容器自身直接发热，最高工作温度可达1200～1900℃，加热速度快，热转化效率高(最高可达到96％)，传输效率高(98％)，比电热水器供热节约电能30～40％，且安全，不需防电墙，不生水垢，彻底改变了大棚温室传统的电加热供热模式。且升温快，布温均匀，温度可调，无低温死角，不烤苗，具有降湿去病功效。设备重量轻，体积小，占地少，安装、运输和操作十分简便，绿色环保，无烟尘污染，经济效益显著。

附图说明

图1是高效温室大棚超导电磁加热装置示意图

1、超导液加热池 2、右超导翅片散热器 3、电磁线圈 4、高频加热控制器 5、钢罐6、超导液 7、左出气口 8、右出气口 9、左进液口 10、右进液口 11、右超导传热管 12、翅片13、右检测表 14、右回流管 15、右回流罐 16、右回流管 17、耐火砖基座 18、测温传感器探头 19、左超导传热管 20、左超导翅片散热器 21、左检测表 22、左回流管 23、左回流罐24、左回流管 25、高频电流输出线 26、翅片 27、高频电流输出线 28、温度传感线

具体实施方案

现结合附图1做具体说明：一种高效温室大棚超导电磁加热装置，由超导液加热池1、与超导液加热池1上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器2和左超导翅片散热器20、绕在超导液加热池1的钢罐5周围的电磁线圈3、与电磁线圈3连接的高频加热控制器4、连接在钢罐5右进液口10与右超导翅片散热器2之间的右回流罐15和左超导翅片散热器20与左进液口9之间的左回流罐23、装在钢罐5中的超导液6、固定钢罐5的耐火砖基座17组成。其特征是以超导液加热池1的钢罐5为中心线，钢罐5上部左右各一个左出气口7和右出气口8，下部左右各一个左进液口9和右进液口10，右超导翅片散热器2和左超导翅片散热器20分布在超导液加热池的钢罐5两侧，均对称排列。左出气口7与左超导翅片散热器20的左超导传热管19连接连通，右出气口8与右超导翅片散热器2的右超导传热管11连接连通。左回流罐23通过回流管22、24与左超导传热管19起始端和钢罐5下部的左进液口9连接连通，右回流罐15通过回流管14、16与右超导传热管11起始端和钢罐5下部的右进液口10连接连通。绕在超导液加热池1的钢罐5周围的电磁线圈3首尾端通过高频电流输出线25、27与高频加热控制器4的电源端子D连接。连接在钢罐5上的测温传感器探头18经温度传感线28与高频加热控制器4连接，钢罐5中工作温度超标时，会将信号反馈给高频加热控制器4，高频加热控制器4即可调整装置的输出功率。

所述的超导液加热池1的钢罐5固定在耐火砖基座17上，钢罐5的材质为碳钢或者不锈钢，钢罐5与其连接并连通在一起的右超导翅片散热器2、左超导翅片散热器20、左回流罐23、右回流罐15及连接管道构成的容器腔内部呈负压态，其真空度为1.33X10^-2Pa，钢罐5中超导液6的容积占容器腔内部总容积的30％～40％，超导液6灌注后容器腔总泄漏率≯4X10^-9a.L/s，超导液6为活化的高潜热值的97％高纯水与3％重铬酸钾之混合液。

所述的与超导液加热池1的钢罐5上部连接并连通在一起的左超导翅片散热器20从左出气口7至左检测表21呈直线且逐渐升高态，升高坡度≥3度；与超导液加热池1的钢罐5上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器2从右出气口8至右检测表13呈直线逐渐升高态，升高坡度≥3度。左超导翅片散热器20和右超导翅片散热器2的长度≤50米。

所述的与超导液加热池1的钢罐5上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器2和左超导翅片散热器20为绕制翅片管散热器或轧制翅片管散热器，翅片26和翅片12与左超导传热管19和右超导传热管11的表面接触率大于95％，以保证散热器散热良好。

所述高频加热控制器4输入380v 50/60HZ的三相交流电，输出为20～30KHZ高频30V低压电流电。电压过大会引起部分高纯水电离和重铬酸钾离子反扩散而降低纯水水质，所述高频加热控制器4输出的高频电压≤30V。调整输出电压可以调整温室大棚内的环境温度。

高效温室大棚超导电磁加热装置工作过程：将装置置于温室大棚中央位置，接通高频加热控制器4的380v 50/60HZ三相交流电电源开关，通过高频电流输出线25、27向超导液加热池1的钢罐5的电磁线圈3输入20～30KHZ高频30V低压大电流，高频低压大电流流过电磁线圈3产生高速交变磁场，使放在其中的钢罐5表面切割交变磁力线而在钢罐5上产生交变的电流(即涡流)，涡流使钢罐5的载流子高速无规则运动、互相碰撞、摩擦而产生热能，钢罐5发热加热其中的超导液6使其发生震动、震荡、沸腾，气化，产生的相变潜热通过左超导翅片散热器20和右超导翅片散热器2将热量散发到温室大棚中，给温室大棚进行供热。左超导翅片散热器20将潜热释放后气化的超导液相变为液态超导液，依靠重力顺着左超导翅片散热器20的左超导传热管19、左回流管22、左回流罐23、从钢罐5的左进液口回到超导液加热池1的钢罐5中；右超导翅片散热器2将潜热释放后气化的超导液相变为液态超导液，依靠重力顺着右超导翅片散热器2的右超导传热管11、右回流管14、右回流罐15、右回流管16、从钢罐5的右进液口回到超导液加热池1的钢罐5中均继续上述相变传热过程，周而复始，将装置产生的电热高效率无损耗的送到温室大棚中。

Claims (5)

1.一种高效温室大棚超导电磁加热装置，由超导液加热池(1)、与超导液加热池(1)上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器(2)和左超导翅片散热器(20)、绕在超导液加热池(1)的钢罐(5)周围的电磁线圈(3)、与电磁线圈(3)连接的高频加热控制器(4)、连接在钢罐(5)右进液口(10)与右超导翅片散热器(2)之间的右回流罐(15)和左超导翅片散热器(20)与左进液口(9)之间的左回流罐(23)、装在钢罐(5)中的超导液(6)、固定钢罐(5)的耐火砖基座(17)组成，其特征是以超导液加热池(1)的钢罐(5)为中心线，钢罐(5)上部左右各一个左出气口(7)和右出气口(8)，下部左右各一个左进液口()9和右进液口(10)，右超导翅片散热器(2)和左超导翅片散热器(20)分布在超导液加热池的钢罐(5)两侧，均对称排列；左出气口(7)与左超导翅片散热器(20)的左超导传热管(19)连接连通，右出气口(8)与右超导翅片散热器(2)的右超导传热管(11)连接连通；左回流罐(23)通过回流管(22)、(24)与左超导传热管(19)起始端和钢罐(5)下部的左进液口(9)连接连通，右回流罐(15)通过回流管(14)、(16)与右超导传热管(11)起始端和钢罐(5)下部的右进液口(10)连接连通；绕在超导液加热池(1)的钢罐(5)周围的电磁线圈(3)首尾端通过高频电流输出线(25)、(27)与高频加热控制器(4)的电源端子D连接；连接在钢罐(5)上的测温传感器探头(18)经温度传感线(28)与高频加热控制器(4)连接。

2.根据权利要求1所述的高效温室大棚超导电磁加热装置，其特征是所述的超导液加热池(1)的钢罐(5)固定在耐火砖基座(17)上，钢罐(5)的材质为碳钢或者不锈钢，钢罐(5)与其连接并连通在一起的右超导翅片散热器(2)、左超导翅片散热器(20)、左回流罐(23)、右回流罐(15)及所列连接管道构成的容器腔内部呈负压态，其真空度为1.33X10^-2Pa，钢罐(5)中超导液(6)的容积占容器腔内部总容积的30％～40％，超导液(6)灌注后容器腔总泄漏率≯4X10^-9a.L/s，超导液(6)为活化的高潜热值的97％高纯水与3％重铬酸钾之混合液。

3.根据权利要求1所述的高效温室大棚超导电磁加热装置，其特征是所述的与超导液加热池(1)的钢罐(5)上部连接并连通在一起的左超导翅片散热器(20)从左出气口(7)至左检测表(21)呈直线且逐渐升高态，升高坡度≥3度；与超导液加热池(1的钢罐(5)上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器(2)从右出气口(8至右检测表(13)呈直线逐渐升高态，升高坡度≥3度。左超导翅片散热器(20)和右超导翅片散热器(2)的长度≤50米。

4.根据权利要求1所述的高效温室大棚超导电磁加热装置，其特征是所述的与超导液加热池(1)的钢罐(5)上部连接并连通在一起的右超导翅片散热器(2)和左超导翅片散热器(20)为绕制翅片管散热器或轧制翅片管散热器，翅片(26)和(12)与左超导传热管(19)和右超导传热管(11)的表面接触率大于95％。

5.根据权利要求1所述的高效温室大棚超导电磁加热装置，其特征是所述高频加热控制器(4)输入380v 50/60HZ的三相交流电，输出为20～30KHZ高频≤30V低压大电流电。

Images