[发明专利]一种提高空气源热泵热水器效率的储能材料

说明书

本发明涉及一种提高空气源热泵热水器的储能材料，由五水硫代硫酸钠、上述的复合成核剂、以及定型载体组成。优选由80～85％的五水硫代硫酸钠、3～5％的复合成核剂、7～15％的定型载体组成。其中所述定型载体优选为80～90目的膨胀石墨。其可以解决以五水硫代硫酸钠作为热泵热水器用蓄热材料所存在的过冷度和相分离问题。该储能材料可与太阳能集热装置相结合，将热量进行储存，待热泵系统工作时，再从储能材料中获得热量，提高空气源热泵热水器的工作效率，降低运行成本。

技术领域

本发明涉及本发明涉及相变储能材料技术领域，具体涉及一种提高空气源热泵热水器效率的储能材料。

背景技术

随着经济的发展，人们对生活质量的要求也越来越高，例如洗澡、采暖等方面对舒适性和安全性的要求。空气源热泵热水器具有可实现多功能的用途、能效比高等优点已逐渐被市场所接受。然而，空气源热泵热水器也具备体积大、外界环境温度较低时效率也随之降低等问题。相变材料具备储能密度大、体积小等优点，如果将储热介质由水更换成相变材料，不仅减小了设备的体积，而且可通过与太阳能集热装置相结合，实现白天对相变材料进行蓄热，待热泵系统工作时，可从储能材料中获得热量，提高空气源热泵热水器的工作效率，降低运行成本。

五水硫代硫酸钠相变点为48℃左右，密度为1.72g/mL，无毒、无污染，阻燃性能好，中性等优点。同时，相变点又低于热泵工作的最高温度55℃，可替代水作为介质的热泵热水器。但五水硫代硫酸钠也存在相变材料共有的问题，过冷和相分离。五水硫代硫酸钠在冷却过程中，存在过冷至室温不结晶的现象，且随着循环次数的增多，相分离也特别严重。

目前，针对相分离和过冷度的解决，多以添加高分子类的聚合物和成核剂进行研究。例如：专利CN200410000850.8公布了以五水硫代硫酸钠作为主原料，氯化锌作为成核剂，CMC作为增稠剂，丙三醇和水作为添加剂的一种可逆复合材料。丁益民等(上海大学学报，1998，4，487-490.)报道了以1％的MgCl2·6H2O作为成核剂时，过冷度降低为2.5℃，以4.5％的YDS-1和0.5％的Al2O3·3H2O作交联剂解决了其相分离问题，然而在报道中都提到了通过搅动方式促进的结晶，这对实际应用带来了一定的不便。胡小东(华南理工大学MS，2014.)报道了以氯化锰、酸性焦磷酸钠、二水硫酸钙、萘酚四种材料为成核剂，以CMC，活性白土，水溶性石蜡为增稠剂进行了研究，得到了不同改性后的五水硫代硫酸钠可在高于30℃的条件下结晶放热。从报道中可以看出材料的过冷度仍然较大，对实际应用还是会产生较大的影响。因为48℃材料通过二次换热的热品位已经较低，如果不能够及时放出高品位的热，实际应用将大打折扣。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种提高空气源热泵热水器效率的储能材料，该储能材料可与太阳能集热装置相结合，将热量进行储存，待热泵系统工作时，再从储能材料中获得热量，提高空气源热泵热水器的工作效率，降低运行成本。其可以解决以五水硫代硫酸钠作为热泵热水器用蓄热材料所存在的过冷度和相分离问题。

本发明的技术方案为：

首先提供一种复合成核剂，由氢氧化镁和频哪醇、硬脂酸铝、钨酸钠三种中的任一 种混合组成。所述成核剂中优选含氢氧化镁为80～90％，其余为10～20％。此复合成核剂加入五水硫代硫酸钠中，可以使五水硫代硫酸钠的结晶温度都在40℃以上。可以用于制备相变储能材料。

接着提供一种提高空气源热泵热水器的储能材料，由五水硫代硫酸钠、上述的复合成核剂、以及定型载体组成。优选由80～85％的五水硫代硫酸钠、3～5％的复合成核剂、7～15％的定型载体组成。其中所述定型载体优选为80～90目的膨胀石墨。

本发明中，除另有说明的以外，所有百分比均为质量比。

本发明的优点和取得的技术效果是：