WO2011006495A2 - Wärmeleitendes fluid - Google Patents

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WO2011006495A2
WO2011006495A2 PCT/DE2010/075060 DE2010075060W WO2011006495A2 WO 2011006495 A2 WO2011006495 A2 WO 2011006495A2 DE 2010075060 W DE2010075060 W DE 2010075060W WO 2011006495 A2 WO2011006495 A2 WO 2011006495A2
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Borontec AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa

Definitions

  • the present invention relates to the efficient transfer of thermal energy from one or more heat sources, from one location to another, using a heat-conducting fluid for heat transfer.
  • thermodynamic zero law established in 1931 by Ralph H. Fowler, describes the following with a simple statement: when two objects with different temperatures touch each other in terms of heat, the warm object becomes cooler and the cool one Item is getting warmer. The basis of this is that in the heat transfer between two objects having two different temperatures, the temperature flows from the warm to the cool object, it is possible that some objects are perceived as cool and some as warm. Even if minus 30 degrees can be perceived as cold, it is still warmer than minus 50 degrees.
  • the principle why the heat flow does not come from the cold to the warm is the following: heat is a factor that affects the atoms of matter, or rather, the kinetic energy of the electrons.
  • the electrons always have a movement. They always want to transfer the superfluous kinetic energy and return to their basic energy level. The heat is transferred with the movement of the electrons. For this reason, the heat transfer always takes place from the warm object to the cool object.
  • Thermally conductive systems are described in the prior art which use liquids, gases or solid substances, inter alia, water, alcohol, ammonia, oil and other known heat transfer agents as a base material for heat transfer.
  • a disadvantage of heat transfer systems which use water as a heat transfer medium is that they depend on another source of energy, such as circulating pumps. This makes them uneconomical and maintenance-intensive.
  • Other heat transfer systems that use alcohol as a heat transfer medium are not applicable due to their high risk of explosion at certain temperatures.
  • these heat transfer medium on low heat transfer coefficients, which adversely affects the heat conduction.
  • ammonia-based heat transfer systems have a higher thermal conductivity, but because of the toxic substances for humans and the environment is a serious threat.
  • gas-powered heat transfer systems are only satisfactory in their thermal conductivity and not suitable for heat transfer on longer distances. Equally unsuitable for longer distances are systems with thermal oil, as these have insufficient thermal conductivity.
  • the object of the invention is accordingly to provide a substance which enables the efficient heat transfer and does not have the disadvantages and deficiencies of the substances described in the prior art.
  • the object is achieved by the features of the independent claim. Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • the invention is based on a thermally conductive fluid, which can transmit thermal energy without additional auxiliary energy, has a significantly higher thermal conductivity coefficient and ensures a fast, homogeneous heat distribution in a system.
  • the heat-conducting fluid has a very high thermal conductivity, whereby the thermal energy from the heat source transferred quickly and efficiently and distributed homogeneously.
  • the thermally conductive fluid is selected from the group comprising the following substances and the following percentages by weight: 1 - 20% CA 2 B 6 On • 5H 2 O or Ca 2 B 6 On -13H 2 O, Ca 4 B 10 Oi 9 TH 2 O, NaCaB 5 O 9 OH 2 O or NaCaB 5 O 9 -8H 2 O, Mg 3 B 7 O 13 Cl, CaMgB 6 O 8 (OH) 6 -3H 2 O or MgBO 3 (OH), M x / n [(AIO 2) x (SiO 2) y] z H 2 O J MgBO 2 (OH),
  • CaB 6 O 9 (OH) 2 -3H 2 O, CaB 6 O 10 -OH 2 O, CaB 2 (OH) 8 , Ca 2 B 6 O 6 (OH) 10 -2H 2 O, Ca 4 B 10 O 19 -20H 2 O, Ca 2 B 14 O 23 -8H 2 O, MgB 2 O 4 -3H 2 O, KHMg 2 B 12 O 16 (OH) 10 -4H 2 O, Mg [B 3 O 3 (OH) 5 ] OH 2 O, Mg [B 3 O 3 (OH) 5 ] OH 2 O, CaMg [B 3 O 3 (OH) 5 ] 2 -6H 2 O, (NH 4 ) B 5 O 6 (OH) 4, (NH 4 ) 2 B 10 O 16 -5H 2 O,
  • the heat-conducting fluid is preferably introduced into a tightly closable empty container in which the heat-conducting fluid can move freely.
  • the container is preferably made of aluminum, copper, steel, iron or other metals, plastic mixtures, glass or other pressure-resistant materials, advantageously at least at one point of the container, a filling valve is provided, through which the heat-conducting fluid can be filled.
  • the thermally conductive fluid comprises 1 -20% NA 2 B 4 O 7 and 80-99% CO 2 or CHCIF 2 , CHF 3 , CH 2 F 2 , C 2 F 6 , C 2 H 2 F 4 , C 2 H 3 F 2 Cl, C 2 H 3 F 3 , C 5 H 12 , C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 2 H 6 , C 3 F 8 , C 3 HF 7 , C 3 H 2 F 6 , C 3 H 3 F 5 , C 4 H 10 , C 2 HF 5 , C 3 H 8 , C 2 H 4 F 2 or 44% C 2 HF 5 and 4% C 2 H 2 F 4 and 52% C 2 H 3 F 3 , 23% CH 2 F 2 and 25% C 2 HF 5 and 52% C 2 H 2 F 4 , 15% CH 2 F 2 and 15% C 2 HF 5 and 70% C 2 H 2 F 4 , 7% C 2 HF 5 and 46% C 2 H 3 F 3 and 47% CHF 2 CI, 60%
  • the thermally conductive fluid comprises 1 to 20% of 50% CA 2 B 6 O 11 .5H 2 O and 50% NA 2 B 4 O 7 and 80-99% of CO 2 or CHCIF 2 , CHF 3 , CH 2 F 2 , C 2 F 6 , C 2 H 2 F 4 , C 2 H 3 F 2 Cl, C 2 H 3 F 3 , CsH 12 , C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 2 H 6 , C 3 F 8, C 3 HF 7, C 3 H 2 F 6, C 3 H 3 F, C 4 H 1O, C 2 HFs, C 3 H 8, C 2 H 4 F 2 or 44% C 2 HF 5 and 4% C 2 H 2 F 4 and 52% C 2 H 3 F 3 , 23% CH 2 F 2 and 25% C 2 HF 5 and 52% C 2 H 2 F 4 , 15% CH 2 F 2 and 15 % C 2 HF 5 and 70% C 2 H 2 F 4, 7% C 2 HF 5 and 46% C 2 H 3 F 3 and 47% CH
  • the substances listed for the component 1 - 20% can be combined with each other within the percentage. It may also be preferred that the substances listed for the ingredient 80-99% be combined with each other within the percentage. Further, instead of the mixing ratio of 1 -20% to 80-99%, it is preferable to use the mixing ratio of 1 to 67% to 33 to 99%.
  • the preferred substances and the preferred weight ratios are advantageously introduced into the container and the filling valve preferably closed pressure-tight.
  • the filling quantity depends on the volume of the container.
  • sufficient volume for the evaporation of the heat-conducting fluid is present in the container.
  • 1 to 25% ambient air is in the Filled container, wherein other substances are proportionately less filled according to their proportions.
  • the particles contained in the heat-conducting fluid are charged with thermal energy.
  • the particles are nanoparticles comprising
  • NA2B4O7 and / or CA2B6O11 • 5H2O can also be other
  • Particles comprising microparticles can be used.
  • the preferred nanoparticles such as NA2B4O7 and / or CA2B6O11 ⁇ 5H2O, have a high heat capacity, which contributes to efficient heat transfer.
  • the heat energy extracted at one point of the container is transferred to another location within the container.
  • the heat-conducting fluid evaporates.
  • the substances contained in it even over long distances in the container, are preferably distributed homogeneously horizontally and vertically in all directions and the thermal energy is released to the enclosing surfaces of the container.
  • the heat-conducting fluid condenses and returns to its original state of aggregation. This process is repeated as long as a thermal energy acts on the heat-conducting fluid.
  • the composition according to the invention of the heat-conducting fluid further eliminates Auxiliary power.
  • repair and maintenance of equipment in which the heat-conducting fluid is used can be reduced to a minimum, which in turn saves time and energy and financial and material costs can be reduced.
  • the thermally conductive fluid can advantageously be used anywhere as a heat transfer medium in existing and newly constructed facilities, buildings, energy production facilities such. Geothermal, solar systems and everywhere where heat or cold to be transferred, are used.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die effizientere Übertragung von thermischer Energie aus einer oder mehreren Wärmequellen, von einer Stelle zu einer anderen Stelle, wobei hierfür ein warmeleitendes Fluid genutzt wird. Für die Übertragung der thermischen Energie wird keine zusätzliche Hilfsenergie benötigt, wobei das wärmeleitende Fluid einen höheren Wärmeleitkoeffizienten aufweist und eine schnelle, homogene Wärmeverteilung im jeweiligen System leistet. Hierbei wird das wärmeleitende Fluid vorteilhafterweise in einen fest verschließbaren leeren Behälter eingeführt, in dem es sich frei bewegen kann. Das Material des Behälters ist bevorzugt aus Aluminium, Kupfer, Stahl, Eisen oder anderen Metallen, Kunststoffgemischen, Glas oder anderen druckfesten Materialien, wobei vorteilhafterweise an mindestens einer Stelle des Behälters ein Füllventil vorhanden ist, durch das die Substanzen des wärmeleitenden Fluids eingefüllt werden.

Description

Wärmeleitendes Fluid
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die effiziente Übertragung von thermischer Energie aus einer oder mehreren Wärmequellen, von einer Stelle zu einer anderen Stelle, wobei zur Wärmeübertragung ein wärmeleitendes Fluid genutzt wird.
Das thermodynamische Null-Gesetz, das im Jahr 1931 von Ralph H. Fowler aufgestellt wurde, beschreibt mit einer schlichten Aussage folgenden Zu- stand: wenn sich zwei Gegenstände mit unterschiedlichen Temperaturen im Hinblick auf die Wärme berühren, wird der warme Gegenstand kühler und der kühle Gegenstand wird wärmer. Die Basis hiervon ist, dass beim Wärmetransfer zwischen zwei Gegenständen, die zwei verschiedene Temperaturen haben, die Temperatur von dem warmen zum kühlen Gegenstand fließt, da- bei ist es möglich, dass manche Gegenstände kühl und manche warm wahrgenommen werden. Auch wenn Minus 30 Grad als kalt wahrgenommen werden kann, ist es trotzdem wärmer als Minus 50 Grad. Der Grundsatz, weshalb der Wärmefluss nicht vom Kalten zum Warmen geschieht, ist folgender: die Wärme ist ein Faktor, der auf die Atome der Materie, besser gesagt, auf die kinetische Energie der Elektronen einwirkt. Die Elektronen weisen immer eine Bewegung auf. Sie wollen immer die überflüssige kinetische Energie übertragen und wieder in ihr grundsätzliches Energieniveau zurückkehren. Die Wärme wird mit der Bewegung der Elektronen übertragen. Aus diesem Grund vollzieht sich der Wärmetransfer immer vom warmen Gegenstand zum kühlen Gegenstand hin.
Im Stand der Technik sind wärmeleitende Systeme beschrieben, die als Basisstoff zur Wärmeübertragung Flüssigkeiten, Gase oder feste Stoffe, unter anderem Wasser, Alkohol, Ammoniak, Öl sowie weitere bekannte Wärmeübertragungsmittel verwenden. Nachteilig bei Wärnneübertragungssystennen, die Wasser als Wärmeüber- tragungsmittel verwenden, ist, dass sie von einer weiteren Energiequelle, wie zum Beispiel Umwälzpumpen abhängig sind. Dadurch sind sie unwirtschaftlich und wartungsintensiv. Auch andere Wärmeübertragungssysteme, die Alkohol als Wärmeübertragungsmittel nutzen, sind durch ihre hohe Explosionsgefahr bei bestimmten Temperaturen nicht einsetzbar. Zudem weisen diese Wärmeübertragungsmittel niedrige Wärmeleitkoeffizienten auf, was sich nachteilig auf die Wärmeleitung auswirkt.
Die auf Ammoniak basierenden Wärmeübertragungssysteme haben zwar eine höhere Wärmeleitfähigkeit, stellen aber aufgrund der giftigen Substanzen für Mensch und Umwelt eine ernsthafte Gefahr dar.
Die mit Gas betriebenen Wärmeübertragungssysteme sind in ihrer Wärmeleitfähigkeit nur befriedigend und nicht für eine Wärmeübertragung auf längeren Strecken geeignet. Gleichermaßen ungeeignet für längere Strecken sind Systeme mit Thermoöl, da diese eine unzureichende Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, einen Stoff bereitzustellen, welcher die effiziente Wärmeübertragung ermöglicht und nicht die Nachteile und Mängel der im Stand der Technik beschriebenen Stoffe aufweist. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung basiert auf einem wärmeleitenden Fluid, welches thermische Energie ohne zusätzliche Hilfsenergie übertragen kann, einen deutlich höhe- ren Wärmeleitkoeffizienten besitzt und eine schnelle, homogene Wärmeverteilung in einem System gewährleistet.
Das wärmeleitende Fluid besitzt eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit, wodurch die thermische Energie aus der Wärmequelle schnell und effizient übertragen sowie homogen verteilt wird. Das wärmeleitende Fluid ist ausgewählt aus der Gruppe umfassend folgende Substanzen und folgende Gewichtsprozente: 1 - 20 % CA2B6On • 5H2O oder Ca2B6On -13H2O, Ca4B10Oi9TH2O, NaCaB5O9 OH2O oder NaCaB5O9-8H2O, Mg3B7O13CI, CaMgB6O8(OH)6-3H2O oder MgBO3(OH), Mx/n[(AIO2)x(SIO2)y]zH2OJ MgBO2(OH),
SrB6O9(OH)2-3H2O, Sr4B22O37 ■ 7 H2O oder Ca4MgAs2B12O28 ■ 2OH2O, Na6MgB24O40-22H2O, NaB5O6(OH)4-3H2O, Na4B10O17TH2O,
CaB6O9(OH)2-3H2O, CaB6O10-OH2O, CaB2 (OH)8 , Ca2B6O6(OH)10-2H2O, Ca4B10O19-20H2O, Ca2B14O23-8H2O, MgB2O4-3H2O, KHMg2B12O16(OH)10-4H2O, Mg[B3O3(OH)5] OH2O, Mg[B3O3(OH)5] OH2O, CaMg[B3O3(OH)5]2-6H2O, (NH4)B5O6(OH)4, (NH4)2B10O16-5H2O,
Sr2B11O16(OH)5 H2O, Sr2[B5O8(OH)I2B(OH)3-H2O, Na2B(OH)4CI, CuB(OH)4CI, Ca2B5O9CI H2O, Mg3(BO3)(F1OH)3, Be2BO3(OH), MnBO3H,
Ca2Mn2 2+B4O7(OH)6, Mn3(PO4)B(OH)6, Mn4B2O5(OH1CI)4, Mg3B2(PO4)2(OH)6-5H2O, Ca2B(AsO4)(OH)4, Mg3B2(SO4)(OH)8(OH1F)2, H3BO3, AI6B5O15(F1OH)3, Mg3B2O6, CaSnB2O6, K1Cs)AI4Be4(B1Be)12O28, (Mg1Fe)3TiB2O8, Mg2Fe3+BO5, Mg2Fe3+BO5, (Mg,Mn2+)2(Mn3+ Sb3+)BO5, Fe2+,Mg)2(Fe3+,Sn)BO5, (K1Cs)BF4, NaBF4, Ca4B4(BO4)(SiO4)3(OH)3 H2O, Ba(Y1Ce)6Si3B6O24F2, CaB2Si2O8, AI6 5-7(BO3)(SiO4)3(O,OH)3, (Mg,Fe2+)AI3(BO4)(SiO4)O, Ca2(Fe2+ Mg)B2Si2O10, Ca2B5SiO9(OH)5, (Ba1Pb1Ca1K)6(B1Si1AI)2(Si1Be)10O28(F1CI),
(Fe1Mg)(Mg1AI1Fe)5AI4Si2(Si1AI)2(B1Si1AI)(O1OH1F)22, Li2AI4[(Si2AIB)O10](OH)8, (Ca,Na)7(Ce,Y,Zr)3[(F,OH)4|BO3|(SiO4)4], NaBSi2O5(OH)2,
Ca2(Mg1AI)6(Si1AI1B)6O20, (Ce1La1Y1Th)5(Si1B)3(O1OH1F)13, (NH4)2B10O16-4H2O, CaB2O2(OH)4, NaB5O6 (OH)4-3H2O , CaB2 O (OH)6 -2H2O, HBO2, KHMg2B12O16 (OH) 10 -4H2O, K6AI4 Si6BO20 (OH)4CI, Mg3(BO3)(OH)3, Ca2B4O4(OH) 7CITH2O, CaMgB6O8 (OH)6 -3H2O, Ca[B(OH)4]2-2H2O, Ca2Mg(COs)2B2 (OH)8-4H2O, CaB2O4, AI4 5SiB0 5O9 5, Li1- L5 AI4-3,5[(OH,F)8|(B,AI)Si3O10], Ca4 MgB4O6 (OH)6 (CO3)2, AI16[O5|(BO4)6|(SiO4)2], Mg3B7O13CI oder Be2(BO3)(OH1F)-H2, und 80-99 % CO2 oder CHCIF2, CHF3, CH2F2, C2F6, C2H2F4, C2H3F2CI, C2H3F3, C5H12, C2H4, C3H6, C2H6 , C3F8, C3HF7, C3H2F6, C3H3F5, C4H10, C2HF5, C3H8, C2H4F2, 44% C2HF5 + 4% C2H2F4 + 52% C2H3F3), 23% CH2F2 und 25% C2HF5 und 52% C2H2F4, 15% CH2F2 und 15% C2HF5 und 70% C2H2F4, oder 7% C2HF5 und 46% C2H3F3 und 47% CHF2CI oder 60% CHF2CI und 25% C2HF4CI und15% C2H3F2CI oder 50% CH2F2 und 50% C2HF5, 50% C2HF5 und 50% C2H3F3, 46% CHF3 und 54% C2F6, 65,1 % C2HF5 und 35,1 % C2H2F4 3,4% C4H10, 88% C2H2F4 und 9% C3F8 und 3% C4H10, 78,5% C2H2F4 und 19,5% C2HF5 und 1 ,4% C4H10 und 0,6% C5H12, 46,6% C2HF5 und 50% C2H2F4 und 3,4% C4H10, 85,1 % C2HF5 und 11 ,5% C2H2F4 und 3,4% C4H10 oder 86% C2HF5 und 9% C3F8 und 5% C3H8. Vorteilhafterweise können auch deren Derivate oder Homologa, oder andere Gase, die dem selben Zweck dienen, verwendet werden. Die Prozentangaben beschreiben im Sinne der Erfindung Gewichtsprozente.
Das wärmeleitende Fluid wird bevorzugt in einen fest verschließbaren leeren Behälter eingefüllt, in dem sich das wärmeleitende Fluid frei bewegen kann. Der Behälter ist bevorzugt aus Aluminium, Kupfer, Stahl, Eisen oder anderen Metallen, Kunststoffgemischen, Glas oder anderen druckfesten Materialien gefertigt, wobei vorteilhafterweise mindestens an einer Stelle des Behälters ein Füllventil vorhanden ist, durch das das wärmeleitende Fluid eingefüllt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das wärmeleitende Fluid 1 -20 % NA2B4O7 und 80-99 % CO2 oder CHCIF2, CHF3, CH2F2, C2F6, C2H2F4, C2H3F2CI, C2H3F3, C5H12, C2H4, C3H6, C2H6, C3F8, C3HF7, C3H2F6, C3H3F5, C4H10, C2HF5, C3H8, C2H4F2 oder 44% C2HF5 und 4% C2H2F4 und 52% C2H3F3, 23% CH2F2 und 25% C2HF5 und 52% C2H2F4, 15% CH2F2 und 15% C2HF5 und 70% C2H2F4, 7% C2HF5 und 46% C2H3F3 und 47% CHF2CI, 60% CHF2CI und 25% C2HF4CI und 15% C2H3F2CI, 50% CH2F2 und 50% C2HF5, 50% C2HF5 und 50% C2H3F3, 46% CHF3 und 54% C2F6, 65,1 % C2HF5 und 35,1 % C2H2F4 und 3,4% C4H10, 88% C2H2F4 und 9% C3F8 und 3% C4H10, 78,5% C2H2F4 und 19,5% C2HF5 und 1 ,4% C4H10 und 0,6% C5H12, 46,6% C2HF5 und 50% C2H2F4 und3,4% C4H10, 85,1 % C2HF5 und 11 ,5% C2H2F4 und 3,4% C4H10, 86% C2HF5 und 9% C3F8 und 5% C3H8 oder deren Derivate oder Homologa, oder andere Gase, die dem selben Zweck dienen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das wärmeleitende Fluid 1 -20 % aus 50 % CA2B6O11• 5H2O und 50 % NA2B4O7 und 80-99 % aus CO2 oder CHCIF2, CHF3, CH2F2, C2F6, C2H2F4, C2H3F2CI, C2H3F3, CsH12, C2H4, C3H6, C2H6 , C3F8, C3HF7, C3H2F6, C3H3Fs, C4H1O, C2HFs, C3H8, C2H4F2 oder 44% C2HF5 und 4% C2H2F4 und 52% C2H3F3, 23% CH2F2 und 25% C2HF5 und 52% C2H2F4, 15% CH2F2 und 15% C2HF5 und 70% C2H2F4, 7% C2HF5 und 46% C2H3F3 und 47% CHF2CI, 60% CHF2CI und 25% C2HF4CI und 15% C2H3F2CI, 50% CH2F2 und 50% C2HF5, 50% C2HF5 und 50% C2H3F3, 46% CHF3 und 54% C2F6, 65,1 % C2HF5 und 35,1 % C2H2F4 und 3,4% C4H10, 88% C2H2F4 und 9% C3F8 und 3% C4H10, 78,5% C2H2F4 und 19,5% C2HF5 und 1 ,4% C4H10 und 0,6% C5H12, 46,6% C2HF5 und 50% C2H2F4 +3,4% C4H10,oder 85,1 % C2HF5 und 11 ,5% C2H2F4 und 3,4% C4H10, 86% C2HF5 und 9% C3F8 und 5% C3H8 oder deren Derivate oder Homologa, oder andere Gase, die dem selben Zweck dienen können.
Vorteilhafterweise können die Substanzen, die für den Bestandteil 1 -20 % aufgelistet sind, innerhalb des Prozentsatzes untereinander kombiniert werden. Es kann auch bevorzugt sein, dass die Substanzen, die für den Be- standteil 80-99 % aufgelistet sind, innerhalb des Prozentsatzes untereinander kombiniert werden. Weiterhin ist es bevorzugt, anstatt dem Mischverhältnis von 1 -20 % zu 80-99 %, das Mischverhältnis von 1 -67 % zu 33-99 % anzuwenden.
Die bevorzugten Substanzen und die bevorzugten Gewichtsverhältnisse werden vorteilhafterweise in den Behälter eingefüllt und das Füllventil bevorzugt druckfest verschlossen. Die Füllmenge hängt von dem Volumen des Behälters ab. Vorteilhafterweise ist in dem Behälter ausreichend Volumen für die Verdampfung des wärmeleitenden Fluids vorhanden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird 1 -25 % Umgebungsluft in den Behälter eingefüllt, wobei andere Substanzen entsprechend ihrer Anteile proportional weniger befüllt werden.
Wenn dem Behälter thermische Energie zugeführt wird, erhöht sich die kinetische Energie der Elektronen des wärmeleitenden Fluids, so dass die Wärme auf den gesamten Behälter homogen verteilt wird. Durch die Erwärmung verdampft das wärmeleitende Fluid im Behälter. Durch die Wärmeabgabe an die Umschließungsflächen des Behälters kondensiert das das wärmeleitende Fluid.
Durch die Einwirkung der thermischen Energie werden im wärmeleitenden Fluid enthaltene Partikel mit thermischer Energie geladen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Partikel Nanopartikel umfassend
NA2B4O7 und / oder CA2B6O11 • 5H2O. Es können jedoch auch sonstige
Partikel, umfassend Mikropartikel verwendet werden. Vorteilhafterweise besitzen die bevorzugten Nanopartikel, wie beispielsweise NA2B4O7 und/ oder CA2B6O11 • 5H2O eine hohe Wärmeaufnahmefähigkeit, die zu einer effizienten Wärmeübertragung beiträgt.
Gemäß dem Prinzip des thermodynamischen Null-Gesetzes wird die an einer Stelle des Behälters entnommene Wärmeenergie zu einer anderen Stelle innerhalb des Behälters übertragen. Mit Zuführung der thermischen Energie aus einer Wärmequelle verdampft das wärmeleitende Fluid. Durch den aufsteigenden Dampf werden die darin enthaltenen Substanzen, auch über längere Strecken im Behälter bevorzugt homogen waagerecht sowie senkrecht in alle Richtungen verteilt und die thermische Energie an die Umschließungsflächen des Behälters abgegeben. Durch Wärmeabgabe kondensiert das wärmeleitende Fluid und kehrt in seinen ursprünglichen Aggregatzustand zurück. Dieser Prozeß wiederholt sich solange eine thermische Energie auf das wärmeleitende Fluid einwirkt.
Überraschenderweise entfällt für die Wärmeübertragung, bedingt durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung des wärmeleitende Fluids, weitere Hilfsenergie. Es müssen keine Pumpen, Verdichter oder ähnliche Geräte verwendet werden. Hierdurch können Reparatur- und Wartungsarbeiten an Anlagen in den das wärmeleitende Fluid verwendet wird, auf ein Minimum reduziert werden, wodurch wiederum Zeit und Energie eingespart und finanzieller und materieller Aufwand verringert werden kann.
Das wärmeleitende Fluid kann vorteilhafterweise überall als Wärmeübertragungsmittel in bereits bestehende sowie neu zu errichtende Anlagen, Gebäude, Energieproduktionsanlagen wie z.B. Geothermie, Solarsystemen und überall dort wo Wärme oder Kälte übertragen werden soll, eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Wärmeleitendes Fluid, ausgewählt aus der Gruppe umfassend folgende Substanzen und Gewichtsverhältnisse:
a. 1 -20 % CA2B6O11• 5H2O, Na2B4O7 I OH2O, Na2B4O7-OH2O,
CaBSiO4(OH) OdBr Ca2B6O11 -I SH2O, Ca4B10O19TH2O, Na- CaB5O9-OH2O oder NaCaB5O9-8H2O, Mg3B7O13CI, CaMgB6O8(OH)6-3H2O oder MgBO3(OH),
Mχ/n[(AIO2)x(SIO2)y]zH2O, MgBO2(OH), SrB6O9(OH)2-3H2O, Sr4B22O37 ■ 7 H2O oder Ca4MgAs2B12O28 ■ 2OH2O,
Na6MgB24O40-22H2O, NaB5O6(OH)4-3H2O, Na4B10O17TH2O, CaB6O9(OH)2-3H2O, CaB6O10-OH2O, CaB2 (OH)8 , Ca2B6O6(OH)10-2H2O, Ca4B10O19-20H2O, Ca2B14O23-8H2O, MgB2O4-3H2O, KHMg2B12O16(OH)10-4H2O,
Mg[B3O3(OH)5] OH2O, Mg[B3O3(OH)5] OH2O,
CaMg[B3O3(OH)5]2-6H2O, (NH4)B5O6(OH)4,
(NH4J2B10O16-OH2O1 Sr2B11O16(OH)5-H2O,
Sr2[B5O8(OH)I2B(OH)3-H2O, Na2B(OH)4CI, CuB(OH)4CI, Ca2B5O9CI H2O, Mg3(BO3)(F1OH)3, Be2BO3(OH), MnBO3H, Ca2Mn2 2+B4O7(OH)6, Mn3(PO4)B(OH)6, Mn4B2O5(OH1CI)4,
Mg3B2(PO4)2(OH)6-5H2O, Ca2B(AsO4)(OH)4,
Mg3B2(SO4)(OH)8(OH1F)2, H3BO3, AI6B5O15(F1OH)3, Mg3B2O6, CaSnB2O6, K1Cs)AI4Be4(B1Be)12O28, (Mg1Fe)3TiB2O8,
Mg2Fe3+BO5, Mg2Fe3+BO5, (Mg,Mn2+)2(Mn3+ Sb3+)BO5,
Fe2+,Mg)2(Fe3+,Sn)BO5, (K1Cs)BF4, NaBF4,
Ca4B4(BO4)(SiO4)3(OH)3 H2O, Ba(Y1Ce)6Si3B6O24F2, CaB2Si2O8, Al6 5-7(BO3)(SiO4)3(O,OH)3,
(Mg1Fe2+)AI3(BO4)(SiO4)O1 Ca2(Fe2+ Mg)B2Si2O10, Ca2B5SiO9(OH)51 (Ba1Pb1Ca1K)6(B1Si1AI)2(Si1Be)10O28(F1CI), ([],Fe,Mg)(Mg,AI,Fe)5AI4Si2(Si,AI)2(B,Si,AI)(O,OH,F)22, Li2AI4KSi2AIB)Oi0](OH)8,
(CaJNa)7(CeJYJZr)3[(FJOH)4|BO3|(SiO4)4]J NaBSi2O5(OH)2, Ca2(Mg1AI)6(Si1AI1B)6O2O1 (Ce1La1Y1Th)5(Si1B)3(O1OH1F)13, (NH4)2B10Oi6-4H2O, CaB2O2(OH)4, NaB5O6 (OH)4-3H2O , CaB2 O (OH)6 -2H2O, HBO2, KHMg2B12Oi6 (OH) 10 4H2O, K6AI4
Si6BO20 (OH)4CI, Mg3(BO3)(OH)3, Ca2B4O4(OH) 7CITH2O, CaMgB6O8 (OH)6 -3H2O, Ca[B(OH)4]2-2H2O, Ca2Mg(COs)2B2 (OH)8-4H2O, CaB2O4, AI4 5SiB0 5O9 5, Li1-1 ,5 Al4- 3,5[(OH,F)8|(B,AI)Si3O10], Ca4 MgB4O6 (OH)6 (CO3)2,
AI16[O5|(BO4)6|(SiO4)2], Mg3B7O13CI oder Be2(BO3)(OH1F)-H2, und
b. 80-99 % CO2 oder CHCIF2, CHF3, CH2F2, C2F6, C2H2F4,
C2H3F2CI, C2H3F3, C5H12, C2H4, C3H6, C2H6 , C3F8, C3HF7, C3H2F6, C3H3F5, C4H10, C2HF5, C3H8, C2H4F2, 44% C2HF5 + 4% C2H2F4 + 52% C2H3F3), 23% CH2F2 und 25% C2HF5 und 52%
C2H2F4, 15% CH2F2 und 15% C2HF5 und 70% C2H2F4, oder 7% C2HF5 und 46% C2H3F3 und 47% CHF2CI oder 60% CHF2CI und 25% C2HF4CI und15% C2H3F2CI oder 50% CH2F2 und 50% C2HF5, 50% C2HF5 und 50% C2H3F3, 46% CHF3 und 54% C2F6, 65,1 % C2HF5 und 35,1 % C2H2F4 3,4% C4H10, 88% C2H2F4 und
9% C3F8 und 3% C4H10, 78,5% C2H2F4 und 19,5% C2HF5 und 1 ,4% C4H10 und 0,6% C5H12, 46,6% C2HF5 und 50% C2H2F4 und 3,4% C4H10, 85,1 % C2HF5 und 1 1 ,5% C2H2F4 und 3,4% C4H10 oder 86% C2HF5 und 9% C3F8 und 5% C3H8, sowie de- ren Derivate oder Homologa, oder andere Gase, die dem selben Zweck dienen können,
wobei die Wärmeübertragung ohne zusätzliche Hilfsenergie erfolgt.
2. Wärmeleitendes Fluid gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das wärmeleitende Fluid in einem geschlossenen druckfesten Behälter aus Metallen, Halbmetallen, Kunststoffen, Glas oder anderen Materialien befindet.
3. Wärmeleitendes Fluid, gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet das anstatt der Substanz: CA2B6On • 5H2O mit 1 -20 % die Substanz: NA2B4O7 mit 1 -20 % eingesetzt wird.
4. Wärmeleitendes Fluid gemäß einem oder mehreren der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt der Substanzen: CA2B6O11• 5H2O mit 1 -20 % oder NA2B4O7 mit 1 -20 % die Substanz: 50 % CA2B6O11• 5H2O und 50 % NA2B4O7 mit 1 -20 % eingesetzt wird.
5. Wärmeleitendes Fluid gemäß einem oder mehreren der vorherigen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt dem Mischverhältnis von 1 -20 % zu 80-99 %, das Mischverhältnis von 1 -67 % zu 33-99 % verwendet wird.
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