[發(fā)明專利]一種空氣能熱泵熱水器用復(fù)合相變儲能材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610188017.3
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105694822B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪吉平;俞海云;葛飛;張?zhí)斐?/a>;鄭翠紅;冐愛琴;林娜;閆勇
• 申請（專利權(quán)）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;F24H4/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務(wù)所 34134
• 代理人: 郭大美;閆飛

本發(fā)明公開了一種能夠?qū)嶋H應(yīng)用于空氣能熱泵熱水器相變儲能材料和制備方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所提及的復(fù)合相變儲能材料的主要組分為：聚乙二醇2000的質(zhì)量百分比為71～83％、甘油的質(zhì)量百分比為16～28％、抗氧劑KY?500的質(zhì)量百分比為0.7％、硬脂酸鈣的質(zhì)量百分比為0.3％。該復(fù)合相變儲能材料具有相變溫度為46～48℃，相變潛熱154～157kJ/Kg，熱循環(huán)4000次后相變潛熱損失小于10％，適用于空氣能熱泵熱水器的儲能單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相變儲能材料，特別是一種空氣能熱泵熱水器用復(fù)合相變儲能材料。

背景技術(shù)

空氣能熱泵熱水器通過逆卡諾循環(huán)原理，能夠以極少的電能把空氣低溫位熱能轉(zhuǎn)化成高溫?zé)崮埽賯髦了校訜岢蔁崴Ｄ壳暗目諝饽軣岜脽崴骶捎盟鳛閮δ懿牧希捎谒臒崛葺^低，使得儲能水箱存在體積大、儲能效率不高和放熱慢等缺點，極大地影響了空氣能熱泵熱水器在民用市場的推廣，也增加了社會能耗負(fù)擔(dān)。而使用相變儲能材料，則可以有效提高能源利用率，節(jié)約能耗。根據(jù)空氣能熱泵的工作原理可知，如果用相變材料來進(jìn)行儲能，則材料相變溫度應(yīng)在46～48℃，這樣可以使得空氣能熱泵的熱轉(zhuǎn)化效率最大化，同時相變材料應(yīng)具有較大相變潛熱和很高的熱穩(wěn)定性(設(shè)一天熱循環(huán)一次，壽命十年，則熱循環(huán)穩(wěn)定性至少應(yīng)大于約4000次，潛熱衰減應(yīng)低于10％)，以使其具有實用價值。

中國發(fā)明專利CN103992772A公開了一種相變儲能材料及其制備方法，該相變儲能材料由棕櫚酸和硬脂酸經(jīng)熔融混合而成，復(fù)合相變儲能材料相變溫度為52～55℃，相變潛熱為160～170J/g，熱循環(huán)次數(shù)720次后，相變潛熱衰減2.5～3.5％。存在的問題是該相變儲能材料相變溫度過高，同時熱循環(huán)次數(shù)不足，無法滿足空氣能熱泵熱水器需要。

中國發(fā)明專利ZL2011103999771公開了一種聚乙二醇(PEG)類相變材料，該相變材料具有相變焓較高、熱滯后效應(yīng)低和分子量可調(diào)節(jié)的特點，不同分子量的聚乙二醇按一定比例復(fù)配熔融混合混合后，可以對熱性能參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此可以制備出相變溫度符合46～48℃的相變儲能材料。存在的問題是由于聚乙二醇(PEG)類相變材料為聚合物混合物，在不經(jīng)過任何抗老化處理的情況下，熱循環(huán)500次時，相變潛熱衰減即達(dá)到近10％，無法滿足空氣能熱泵熱水器的需要，通過向其中加入市售常用抗老化劑后，雖然可以明顯提高其熱穩(wěn)定性，但是仍然無法達(dá)到熱循環(huán)4000次，相變潛熱衰減低于10％。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種空氣能熱泵熱水器用復(fù)合相變儲能材料及制備方法，該復(fù)合相變儲能材料具有相變溫度適宜(46～48℃)、相變潛熱大和熱穩(wěn)定性高等特點，同時制備方法簡單、可重復(fù)性強(qiáng)、成本低。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種空氣能熱泵熱水器用復(fù)合相變儲能材料，其主要由無水聚乙二醇2000、無水甘油、抗氧劑KY-500和硬脂酸鈣熔融后混合而成。

優(yōu)選的，其中無水聚乙二醇2000的質(zhì)量百分比為71～83％、無水甘油的質(zhì)量百分比為16～28％、抗氧劑KY-500的質(zhì)量百分比為0.7％、硬脂酸鈣的質(zhì)量百分比為0.3％。

優(yōu)選的，所述的空氣能熱泵熱水器用復(fù)合相變儲能材料的相變溫度為46～48℃，相變潛熱為154～157kJ/Kg，熱循環(huán)4000次后相變潛熱損失小于10％。

本發(fā)明還提供了一種空氣能熱泵熱水器用復(fù)合相變儲能材料的制備方法，包括以下具體步驟：

1)向聚乙二醇2000中加入過量無水氯化鈣，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?50℃蒸餾得到無水聚乙二醇2000，氮氣氣氛中保存?zhèn)溆茫?/p>

2)甘油在180℃下蒸餾除水，得到無水甘油，氮氣氣氛中保存?zhèn)溆茫?/p>