[發(fā)明專利]一種相變儲能介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510711995.7
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105238363B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董歐陽;周園;李翔;申月;海春喜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;李彪

本發(fā)明公開了一種室溫相變儲能介質(zhì)，所述相變儲能介質(zhì)為由水、磷酸氫二鈉、硅酸鈉和醋酸鈉組成的共晶混合物。所述相變儲能介質(zhì)的制備方法為：將上述成分按配比混合加熱全部熔化，攪拌均勻，該液相即可作為相變儲能介質(zhì)使用。本發(fā)明的相變儲能介質(zhì)具有相變溫度在室溫附近，材料環(huán)保和成本低等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種以相變形式儲存熱能的相變儲能介質(zhì)。

背景技術(shù)

一般的，把相變溫度Tm在-50-90℃范圍內(nèi)的材料劃為常低溫相變儲熱材料，此類材料在建筑和日常生活中的應(yīng)用較為廣泛。相變溫度低于15℃的材料主要應(yīng)用于空調(diào)制冷，而相變溫度在15-90℃之間的材料則廣泛應(yīng)用于太陽能儲熱和熱負(fù)載領(lǐng)域。

常低溫相變儲能材料的作用機(jī)理是：當(dāng)溫度略高于相變溫度時(shí)，相變儲能介質(zhì)從環(huán)境中吸收大量熱量而熔化，把能量儲存起來，當(dāng)溫度低于相變溫度時(shí)，已熔化的室溫相變儲能介質(zhì)冷凝成固體而向室內(nèi)環(huán)境釋放大量的熱量，從而維持室溫的相對恒定。在日溫差或周(每星期)溫差很大的地區(qū)，室溫相變儲能介質(zhì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，它可在高溫時(shí)段儲存能量，而在夜間或較冷時(shí)段給室內(nèi)供熱，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

理想的相變儲能材料一般應(yīng)具有相對恒定的熔點(diǎn),這樣才可能當(dāng)環(huán)境溫度高于或低于相變溫度時(shí),儲能材料盡可能多地從環(huán)境吸收或向環(huán)境釋放能量。這一特征對于儲能材料從低品位太陽能中吸收能量和維持室溫的恒定具有重要意義。

作為相變儲能介質(zhì)的物質(zhì)可以是無水鹽、鹽水化合物及其混合物、有機(jī)物等。而目前用作室溫相變儲能材料的有機(jī)物具有危險(xiǎn)易燃，價(jià)格較貴，導(dǎo)熱性不好等缺點(diǎn)；無水熔鹽適用于高溫儲熱；鹽水化合物及其混合物適合于儲存低溫?zé)嵩矗@些材料在太陽能和城市余熱利用，電網(wǎng)的削峰填谷等多方面有著廣泛的應(yīng)用。目前仍存在需要開發(fā)專門針對室溫儲能材料的必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型相變儲能介質(zhì)，該相變儲能介質(zhì)應(yīng)當(dāng)具備相變溫度較適中和成本低廉的特點(diǎn)。

本發(fā)明提供的相變儲能介質(zhì)為由水、磷酸氫二鈉、硅酸鈉和醋酸鈉組成的共晶混合物。

優(yōu)選的，所述的儲能介質(zhì)的組成相當(dāng)于由87.5-90wt.％十二水磷酸氫二鈉，5-10wt.％硅酸鈉和1-5wt.％醋酸鈉所形成混合物的組成。此處制備儲能介質(zhì)的原料可以是磷酸氫二鈉、硅酸鈉、醋酸鈉和水；也可以是含有結(jié)晶水的磷酸氫二鈉、含有結(jié)晶水的硅酸鈉和含有結(jié)晶水的醋酸鈉；也可以是部分組分是含有結(jié)晶水的化合物，其余部分為相應(yīng)的不含水的化合物；只要其原料的組成相當(dāng)于由87.5-90wt.％十二水磷酸氫二鈉，5-10wt.％硅酸鈉和1-5wt.％醋酸鈉所形成混合物，其就可以形成本發(fā)明的共晶混合物。

優(yōu)選的，所述的儲能介質(zhì)的原料由磷酸氫二鈉、硅酸鈉、醋酸鈉和水組成，或相應(yīng)的物質(zhì)的水合物和/或水組成。

優(yōu)選的，所述共晶混合物的共晶相變溫度為31-32攝氏度左右。

上述材料組成的十二水磷酸氫二鈉+硅酸鈉+醋酸鈉體系中存在一個(gè)組成點(diǎn)，該點(diǎn)的相變溫度為31－32℃左右。

將該儲能介質(zhì)封裝于由各種材料制成的密閉容器中，置于建筑物室內(nèi)或墻體中，用于調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，可使其保持在一個(gè)舒適的溫度范圍。

本發(fā)明的室溫相變儲能介質(zhì)具有相變溫度點(diǎn)穩(wěn)定、相變時(shí)固相組成與液相組成一致、相變隨溫度變化敏感等諸多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)環(huán)境溫度高于32℃時(shí)，該儲能材料通過自身的融化大量地從環(huán)境中吸收熱量，當(dāng)環(huán)境溫度低于31℃時(shí)，儲能材料由液相緩慢結(jié)晶成固相，向環(huán)境釋放大量的熱量，從而維持環(huán)境溫度的穩(wěn)定。

附圖說明

圖1、實(shí)施例1的儲能材料吸放熱溫度曲線圖。

圖2、儲能材料1吸放熱溫度曲線圖。

圖3、儲能材料2吸放熱溫度曲線圖。