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成果转让

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即热式不锈钢厚膜加热技术

发布日期:2017-07-13 浏览次数:117

 

项目概况

水是生命之源,人的饮食起居离不开水龙头。一个舒适的水温对于身体健康和身心愉悦都有好处。早期,采用冷、热水经过混水阀调兑的方法来获得合适的水温。一般需要一个大的储水式热水器来提供热水。这样既耗能又耗时,往往我们只要用一杯水,却要烧一大箱水,而且还存在反复加热的问题。另外一种方法就是将水龙头连接上即热式的热水器。但目前即热式热水器大多采用燃气式加热,为保证安全,热水器和水龙头之间还有很长的一段距离,需要放很长时间冷水后才能出热水,这样会浪费水资源,而且在热水器到水龙头的一大段管道内还会储存大量热水,对于洗浴等水用量较大的项目,管道储存的这些热水可以忽略,但对于简单洗漱和洗涤,管道的这部分水就不能忽略了。电热即热式水龙头能够保证用多少水,烧多少水,具有节能、节水的优点。目前市场上的电热水龙头普遍采用不锈钢加热管或者铜质加热管。由于加热管本身体积较大,而且功率不可调,导致电热即热式水龙头体积较大,影响美观。在人们越来越追求精致生活的今天,这也成为它的一大缺陷。另外加热功率不可调,只能通过水流量的大小来控制水温。在冬天,为保证有较大流量的温水,需要加热功率较大,而在夏天,功率太大会导致水温过高,而且加热管长期在高温下工作,也容易损坏。要实现功率可调,需要增加变压装置,这在体积较大的热水器上较容易实现,在水龙头上则较难实现。
 

不锈钢厚膜发热器从内到外主要由不锈钢基体,内绝缘介质层、电阻发热层和外绝缘介质层组成,水流从不锈钢内壁流过。其中内绝缘介质层厚度在100微米左右。由于从电阻发热层到不锈钢基体的热传导距离短,所以热阻很小,热响应速度快。厚膜加热属于面加热,整体受热比较均匀,不会因加热器表面产生大量气泡而使加热效率降低。同时,由于热量能够及时传导走,所以整个发热管表面温度不高,不会引起明火,安全性较好。另外,由于发热管在较低温度下运行,发热管的使用寿命也会明显延长。因此,厚膜加热具有加热效率高、发热均匀、体积小巧、安全性好、使用寿命长等优点。采用丝网印刷工艺,在同一加热管上印制几组不同功率的加热电路,通过接触不同的触点,即可方便地调整加热功率。另外,由于厚膜加热具有很高的功率密度,水龙头的体积可以做到很小巧。而且,由于它发热均匀、使用寿命长,也可以减小因为维修带来的烦恼。随着人们生活水平的提高,水龙头产品的功能化和艺术化集成成为一种必然趋势。另外管状厚膜发热管还可以用在饮水机、咖啡机、豆浆机、洗浴用具、蒸汽熨斗及工业设备如注塑机、空调电辅热等领域。

 

主要技术创新点:

该项目的核心技术包括以下几个方面:1. 通过对浆料黏度、流平性、触变性、挥发性、温度稳定性等的研究制备出可适用于桶状厚膜印刷的浆料。2. 通过对制备工艺以及浆料本身进行优化,无需后期化学和机械处理即可获得表面光亮的厚膜加热器件。减小中间环节,降低污染,节约能源。3. 功率可调电路的设计。目前市面上的水龙头功率不可调,不能同时满足冬、夏两季的使用要求,我们通过电路设计,可以采用较低的成本获得多档功率可调,保证不同季节的使用需求。4.水路设计。水路和电路必须匹配,才能保证电流产生的热被水流完全吸收,提高能源的利用效率,同时防止局部温度过高,降低发热管的使用寿命。而且,通过水路设计,可以确保水流均匀受热,获得高的水温甚至可以作为蒸汽发生器。5. 安全性设计。目前,影响厚膜发热管大规模使用的原因之一是对安全的顾虑。我们通过工艺优化和结构改进以及添加外部保护措施,使安全性得以保证。耐压强度在3000V以上。6. 低成本浆料的开发。目前限制厚膜加热器大规模使用的另外一个原因是成本较传统发热管高。其中尤以介质浆料和贵金属电阻浆料的成本占据主导,我们通过采用天然矿石和陶瓷粉作为原料,使成本大为降低。

 

产品预期效益分析

根据目前市场行情,我们产品出厂价格可定位在150 ~ 300元之间。其中,生产成本约为60元,扣除税收、销售和宣传成本。仍有较大的盈利空间。另外,厚膜发热技术作为一种新型、高效的发热技术,越来越受到市场青睐。除了工艺整机外,我们也可以提供厚膜加热管,目前市面上还没有圆筒状不锈钢厚膜发热管。一个功率在2000 ~ 5000瓦之间的厚膜发热管的成本基本上维持在30块左右。卖出去的价格在60以上。发热管的制造的自动化程度很高,容易规模化。
 

专利情况:

对于核心技术,我们已经申请了四个发明专利和一个实用新型专利,其中三项已经授权。

 

合作意向:

合作开发、技术转让。


中科院宁波材料所盱眙凹土研发中心

联系人:许高杰  电话:13454705646