[發明專利]一種相變儲能介質

有效

• 申請號: 201610155966.1
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105694821B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 董歐陽;周園;申月;李翔
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;楊青

本發明公開了一種室溫相變儲能介質，所述相變儲能介質為由水、醋酸鈉、氟化鉀和羧甲基纖維素組成的混合物，且水、醋酸鈉和氟化鉀具有形成共晶混合物的組成。所述相變儲能介質的制備方法為：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使用。本發明的相變儲能介質相變溫度在51℃附近，具有材料環保和成本低等特點。

技術領域

本發明涉及節能環保領域，具體涉及一種以相變形式儲存熱能的相變儲能介質。

背景技術

一般的，常低溫相變儲熱材料為相變溫度Tm在-50-90℃范圍內的材料，此類材料在建筑和日常生活中的應用較為廣泛。相變溫度低于15℃的材料主要應用于空調制冷，而相變溫度在15-90℃之間的材料則廣泛應用于太陽能儲熱和熱負載領域。

常低溫相變儲能材料的作用機理是：當溫度略高于相變溫度時，相變儲能介質從環境中吸收大量熱量而熔化，把能量儲存起來，當溫度低于相變溫度時，已熔化的室溫相變儲能介質冷凝成固體，而向室內環境釋放大量的熱量，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，室溫相變儲能介質具有重要的應用價值，它可在高溫時段儲存能量，而在夜間或較冷時段給室內供熱，從而達到節能的目的。

理想的相變儲能材料一般應具有相對恒定的熔點,這樣才可能當環境溫度高于或低于相變溫度時,儲能材料盡可能多地從環境吸收或向環境釋放能量。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。

作為相變儲能介質的物質可以是無水鹽、鹽水化合物及其混合物、有機物等。而目前用作室溫相變儲能材料的有機物具有危險易燃，價格較貴，導熱性不好等缺點；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熱源，這些材料在太陽能和城市余熱利用，電網的削峰填谷等多方面有著廣泛的應用。目前仍存在需要開發專門針對室溫儲能材料的必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型相變儲能介質，該相變儲能介質具備相變溫度較適中和成本低廉的特點。

本發明提供的相變儲能介質為由水、醋酸鈉、氟化鉀和羧甲基纖維素組成的混合物，且水、醋酸鈉和氟化鉀具有形成共晶混合物的組成。

優選的，所述的儲能介質的組成相當于由95-97wt.％三水醋酸鈉，3-5wt.％二水氟化鉀和2-4％羧甲基纖維素形成的混合物的組成。

更優選的，所述的儲能介質的組成相當于由95wt.％三水醋酸鈉，5wt.％二水氟化鉀和4％羧甲基纖維素所形成混合物的組成。此處制備儲能介質的原料可以是醋酸鈉、氟化鉀和水加入羧甲基纖維素；也可以是含有結晶水的醋酸鈉、含有結晶水的氟化鉀加入羧甲基纖維素；也可以是部分組分是含有結晶水的化合物，其余部分為相應的不含水的化合物；只要其原料的組成相當于由95wt.％三水醋酸鈉，5wt.％二水氟化鉀加入4％羧甲基纖維素所形成混合物，其就可以形成本發明的共晶混合物。

優選的，所述的儲能介質的原料由醋酸鈉、氟化鉀、水和羧甲基纖維素組成，或由相應的物質部分或全部的水合物和/或水組成。

優選的，所述共晶混合物的共晶相變溫度為50-51攝氏度左右。

上述材料組成的三水醋酸鈉+二水氟化鉀+羧甲基纖維素體系中存在一個組成點，該點的相變溫度為51℃左右。

將該儲能介質封裝于由各種材料制成的密閉容器中，置于建筑物室內或墻體中，用于調節室內溫度，可使其保持在一個舒適的溫度范圍。

本發明的室溫相變儲能介質具有相變溫度點穩定、相變時固相組成與液相組成一致、相變隨溫度變化敏感等諸多優點。當環境溫度高于51℃時，該儲能材料通過自身的融化大量地從環境中吸收熱量，當環境溫度低于51℃時，儲能材料由液相緩慢結晶成固相，向環境釋放大量的熱量，從而維持環境溫度的穩定。

附圖說明