[发明专利]一种蓄热用无机混合相变材料

说明书

技术领域

本发明涉及化学技术领域，尤其涉及一种蓄热用无机混合相变材料。

技术背景

蓄热技术是提高热能利用率，解决用热和供热不同步时的重要技术，能满足多种能源需要的领域的重要环节。蓄热技术应用广泛，不仅可以用于余热回收、空调蓄热、电力调峰，而且可以用于不连续能源(风能、太阳能等)转向持续能源方面。运用该技术可降低能耗，节约运行费用，实现能量的高效合理利用。

空调在建筑物的应用很多，耗电也很大，同时建筑也有用热需求。如果能将空调冷凝器的热量予以回收利用，将会使空调系统的能效比获得飞跃性的提高。通过蓄能，可以使空调的整体能耗下降。而且，对家庭、商业以及工业空调用户来说，这又可以大大减少生产热水所需的能量，从而达到高度节能。

空调冷凝器排热的一个最有效的利用方式就是：将空调冷凝器的排热量通过高效蓄能材料蓄积下来，在需要热量的时候释放出来。对家用空调来说，那就是在室外机中加装蓄能热交换器，为家庭洗浴及厨房生产热水。对大型商用空调系统，比如餐厅、宾馆、以及工场等的空调系统，就可以将冷却塔或冷凝器的散热量蓄积下来，用于生产商用或工业用热水。

现有的相变材料可分为有机相变材料和无机相变材料。有机相变材料性质稳定，但相变热较低；无机结晶水合盐相变材料具有较大的相变热，但具有过冷和析出的缺陷。因此，急需研究出一种性能稳定、过冷度小、相变热大的无机相变材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能稳定、过冷度小、相变热大的蓄热用无机混合相变材料。

本发明的相变材料由以下成分按配比混合均匀而成：三水合醋酸钠(NaCH₃COO·3H₂O)、羧甲基纤维素(C₆H₉O₄OCH₂COOH)_n)、十二水磷酸氢二钠(Na₂HPO₄·12H₂O)、羧甲基纤维素钠([C₆H₇O₂(OH)₂CH₂COONa]_n)、氯化钠溶液(质量浓度20％-30％)、纳米铜粉。

按质量比计算，各成分的配比范围为：三水合醋酸钠，80-88份；羧甲基纤维素，1-10份；十二水磷酸氢二钠，0.5-3.5份；羧甲基纤维素钠，0.1-2.5份；氯化钠溶液5-10份；纳米铜粉，0-10ppm份(1ppm为百万分之一)。

优选地，按质量计算所述三水合醋酸钠、羧甲基纤维素、十二水磷酸氢二钠、羧甲基纤维素钠、氯化钠溶液、纳米铜粉的用量比依次分别为：86-88份、1.7-5份、1.0-2份、0.5-1.5份，7-9份，0-5ppm。

最优选，按质量计算所述三水合醋酸钠、羧甲基纤维素、十二水磷酸氢二钠、羧甲基纤维素钠、氯化钠溶液、纳米铜粉的用量比依次分别为：87.8份、1.7份、1.0份、0.5份、9份、3ppm份。

经测试，上述相变蓄热材料的相变温度为，52℃-58℃；过冷度为，2℃-4℃；相变热为，280MJ/m³-320MJ/m³；导热率为，0.8W/m·k-1.2W/m·k。

本发明无机混合相变材料主要应用于空调蓄热，也可用于其它蓄热(太阳能、废热利用等)的系统。该材料解决了过冷和析出两大难题，性能稳定、过冷度小、相变热。同时，本发明所制的相变材料的相变后的液态下流动性较好，应用场合更广泛。

本发明的优点和积极效果还有：

1、本发明的相变材料所需原料来源丰富、价格低廉；

2、本发明的相变材料的相变热大(大于280MJ/m³)、导热率大(大于0.8W/m·k)；

3、本发明的相变材料的相变温度在52℃-58℃，对于回收空调的冷凝器热量以及其他废热回收领域较为有利；

4、本发明的相变材料的过冷度较小(2℃-4℃)，因而对于所需热量的释放是极为有利的；

5、本发明的相变材料性能稳定，循环多次相变热、导热率等性能参数变化不大；

6、本发明的相变材料的腐蚀性较小，可用于铜、不锈钢等常用材质的换热器中，因而实用性较强；

7、本发明的相变材料对人体的毒副作用很小，因而生产实践中不存在安全隐患。

具体实施方式