[发明专利]相变储能合金及相变储能杯

说明书

本发明公开了一种相变储能合金，由以下重量百分比的组份组成：锡Sn13.5%~15.0%；铟In 7.5%~9.5%；铅Pb23.7%~25.8%；镉Cd 7.8%~9.5%；铋Bi40.0%~45.0%；相变储能材料的热导率为20‑25 W/m·K。本发明公开了一种相变储能杯。本发明通过结构设计将具有高热传导的相变储能合金和高能量密度的无机水合盐相变材料相结合形成能量密度和热传导俱佳的复合相变储能体系，使得高温介质的能量传导在相变储能合金与无机水合盐相变材料中达到平衡，从而获得最佳的热传导效率，同时整个储能体系的体积和重量也得到优化。通过对尺寸的配合调整，使达到更佳的能量吸收效率。

技术领域

本发明涉及一种相变储能合金及相变储能杯。特别是一种利用相变储能技术实现快速冷却和加热的保温杯，这种相变储能杯可以根据需求将杯中的饮用水快速达到并在长时间保持预定的适宜饮用温度。

背景技术

自然界中绝大多数材料可以在其物相变化过程中，从环境中吸收热(冷)量或向环境中放出热量，从而达到能量储存和释放及调节能量需求和供给失配的目的，这种材料被称为相变储能材料。利用相变储能材料作为调控和解决能量供求在时间和空间上不匹配矛盾，从而提高能源利用率，是当前环保新能源技术的研究热点之一。基于相变储能材料的商业化应用开发的方向主要包括建筑材料、农业大棚、IT器件制冷，太阳能热水器等。目前，很多民用品也开始使用相变储能技术，特别是容器产品，比如水杯、奶瓶等。

相变储能杯是指使用相变储能材料作为水杯的快冷、加热介质，达到使水杯中的热水快速降温到某一适宜饮用的温度的目的，也可以释放能量使冷水加热至饮用温度。目前市场上的相变储能杯使用的相变储能材料包括无机水合盐相变材料和有机储能材料。但是，这两类传统的相变储能材料都有个明显的缺点：热传导率过低。无机水合盐的热导率一般都低于1W/mK，而有机相变材料的热导率更是不高于0.3W/mK。过低的热导率将会显著的影响该相变储能材料的使用效率，使得这种相变储能杯的应用体验达不到最佳的效果。

为了改善热导率过低带来的升/降温速率过低问题，依米康等公司提出了使用镓基低熔点合金作为相变储能材料。很显然，镓基低熔点合金相变储能材料的热传导率达到15W/mK以上，显著高于无机水合盐相变材料和有机储能材料。但是，使用低熔点合金作为储能材料带来两个问题：1)低熔点合金密度较高，作为相变储能材料使用时，单位重量的能量密度较低；2)相对而言，低熔点合金的价格较高，不利于大规模的推广。此外，镓基合金在液态下对很多金属都存在腐蚀作用，带来一定的安全隐患。

因此，研究合适的相变储能结构，解决传统相变储能材料的低热导率和低熔点合金的高密度和成本的矛盾，从而开发性能优异且成本适当的相变储能杯，使其真正得到市场的认可和推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种相变储能合金及相变储能杯。

本发明所采用的技术方案是：相变储能合金，它由以下重量百分比的组份组成：

锡Sn 13.5％～15.0％；

铟In 7.5％～9.5％；

铅Pb 23.7％～25.8％；

镉Cd 7.8％～9.5％；

铋Bi 40.0％～45.0％。

所述相变储能材料的热导率为20-25W/m·K。

相变储能杯，包括有导热内胆和隔热外层，且所述导热内胆和隔热外层之间形成密闭空腔，所述导热内胆外壁上设置有整体位于密闭空腔内的导热管，该导热管内填充有前述的相变储能合金，所述密闭空腔内填充有无机水合盐相变材料。

所述无机水合盐相变材料为CH3COONa·3H2O。

所述导热管呈螺旋形紧贴缠绕于导热内胆外壁上。