[發明專利]一種應用于熱泵熱水器的相變儲熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310275784.4
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103351850A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 汪吉平;顏世峰;吳劍峰;曹偉
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市博浪熱能科技有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 景豐強

技術領域

本發明涉及一種相變儲熱材料，尤其涉及一種應用于熱水器的相變儲熱材料。本發明還涉及該相變儲熱材料的制備方法。

背景技術

相變材料(PCM)是一種新型的儲熱介質，在其可逆相變過程中完成能量的儲存和釋放，并且具有相變潛熱大、儲熱密度高、成本低等優點，能有效解決太陽能利用，熱泵熱水器及廢熱回收過程中的能源供求時間和空間不匹配的問題，進而提高能源利用率。已經廣泛的應用熱水器和空調等技術領域。如申請號為98114695.3的中國發明專利申請公開《利用相變基蓄熱材料儲熱的電熱水器及其儲熱取熱方法》(公開號為CN1204033A)，該文獻實現了相變材料在熱水器上的應用，類似的還可參考中國專利文獻CN201285169Y、CN1229594C等。

應用于熱水器和空調等技術領域相變材料組分及其配比現有技術中也有公開，見專利號為ZL200610039026.2的中國發明專利《太陽能熱水器相變儲熱材料及其制備方法》(授權公告號：CN100334179C)，該專利中相變材料由如下組分及重量百分配比組成：三水醋酸鈉80～90%、八水氫氧化鋇1～10%、十水硼酸鈉1～5%、醋酸鋅1～5%、十二烷基苯磺酸鈉1～5%及明膠1～5%組成。又可見申請號為200810219313.0的中國發明專利申請公開《一種蓄熱用無機混合相變材料》(授權公告號：CN100334179C)，該文獻中相變材料由以下成分按質量比混合而成：三水醋酸鈉80～88份，羥甲基纖維素1～10份，十二水磷酸氫二鈉0.5～3.5份，羥甲基纖維素鈉0.1～2.5份；質量濃度20～30%的氯化鈉5～10份及納米銅粉0～10ppm。

實際應用過程中，現有技術公開的一些相變材料普遍存在多次吸熱和放熱后容易出現結晶沉積現象造成不穩定等現象，不適宜長久使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種相變潛熱值大且無結晶沉積現象的應用于熱水器的相變材料。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種應用于熱泵熱水器的相變儲熱材料，由如下組分及其重量配比組成：

硬脂酸20～30；

棕櫚酸30～40；

月桂酸10～20；

石蠟20～30；

碳納米纖維3～5；

膨脹石墨；

NaCl；

其中，膨脹石墨的添加量為石蠟的重量的12%～20%，NaCl的添加量為硬脂酸，棕櫚酸，月桂酸和石蠟四種組份總重量的3%～8%。

作為優選，所述的相變儲熱材料相變溫度為48℃～55℃范圍內，相變潛熱為280～305J/g,導熱系數為5.12～5.52W/m.K。

作為最佳，相變儲熱材料，由如下組分及其重量配比組成：

硬脂酸25；

棕櫚酸35；

月桂酸18；

石蠟30；

碳納米纖維5；

膨脹石墨3.6；

NaCl6.24。

一種應用于熱泵熱水器的相變儲熱材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

先將石蠟加熱至完全熔化狀態，按比例與膨脹石墨混合并充分攪拌；同時將硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸分別加熱，待它們完全熔化后，按比例混合形成一種硬脂酸，棕櫚酸及月桂酸三種組份的共熔混合物；

再將石蠟膨脹石墨的混合物加熱至完全熔化狀態，和硬脂酸，棕櫚酸和月桂酸三種組份的共熔混合物以及納米碳纖維充分混合，并加入一定比例的NaCl，形成熱泵熱水器用的相變儲熱材料。

與現有技術相比，本發明的優點在于：石墨和碳納米纖維主要起導熱和保持各組分均勻的作用，氯化鈉是用于防止結晶，石蠟、硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸的作用是儲存熱量，上述物質相互協同作用、特別是將碳納米纖維作為導熱物質加進來使得所得相變材料具有相變潛熱值大、相變溫度合適、儲熱密度大、體積膨脹率小、性能穩定無毒無污染、對金屬不腐蝕，原料易得制造容易等優點。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。