[發明專利]一種延長水合鹽相變材料使用壽命的方法

有效

• 申請號: 201710559907.5
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107384325B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 劉維橋;沈堯胤;鄭成;王豪;鄒超;潘君麗;周全法
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 劉娟娟

本發明公開了一種延長水合鹽相變材料使用壽命的方法，該方法將相變材料放在比其凝固點低20～30℃的溫度氛圍下凝固，同時施加超聲波振動的外部條件，低溫范圍以及振動引起的強烈沖擊破壞原有的結晶速率，細化了晶體顆粒，因此保持了較高的熔化熱，從而延長了相變材料的使用壽命。本發明無需添加任何別的晶體改變劑、增稠劑等，利用物理方法維持了相變材料的熱焓值，延長其使用壽命。該發明只需采用的物理方法，操作簡單，安全可靠。

技術領域

本發明涉及相變儲能領域，具體設計到一種延長水合鹽相變材料使用壽命的方法。

背景技術

相變材料(PCM-Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變物質狀態并能提供潛熱的物質。轉變物理性質的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。這種材料一旦在人類生活被廣泛應用，將成為節能環保的最佳綠色環保載體，在我國已經列為國家級研發利用序列。相變材料可分為有機(Organic)和無機(Inorganic)相變材料。亦可分為水合鹽(Hydrated Salts)相變材料和蠟質(Paraffin Wax)相變材料。水合鹽類相變材料是中低溫蓄能中重要的一類相變材料，它具有使用廣泛、價格便宜、熔解熱高、導熱性好等許多優點。但其在應用過程中也存在兩個突出問題，分別為過冷問題和相分離問題。當液態物質經過多次的凝固溶解循環后，晶體顆粒變大，溶解時就有部分晶體未溶解，形成阻礙固液接觸的“銹”，無法形成原始的無機鹽晶體，從而失效。添加增稠劑、晶體改變劑可以延長相變材料的使用壽命，但同時也增加了成本，并且不同的相變材料所需添加的試劑也不同，有時隨著循環次數的增加，其使用壽命也會大打折扣。本方法既可以在相變材料制作是亦可以在相變材料使用時使用，物理方法安全可靠，大大提高了水合鹽相變材料的應用前景。

發明內容

本發明目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種物理方法延長水合鹽相變材料的使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

相變材料放在比其凝固點低20～30℃的溫度氛圍下凝固，同時施加超聲波振動的外部條件，低溫范圍以及振動引起的強烈沖擊都能破壞原有的結晶速率，細化了晶體顆粒，因此保持了較高的熔化熱，從而延長了相變材料的使用壽命。

優選的，所述的水合鹽相變材料為十水硫酸鈉，其初始熱焓值為240J/g～252J/g，經過400～500次的凍融循環，正常凍融循環的熱焓值降到了141J/g～150J/g，熱焓損失率達到37％～44％，而使用該方法的凍融循環的熱焓值212J/g～219J/g，熱焓損失率為8％～16％。

優選的，所述的水合鹽相變材料為三水醋酸鈉，其初始熱焓值為218J/g～226J/g，經過400～500次的凍融循環，正常凍融循環的熱焓值降到了112J/g～120J/g，熱焓損失率達到44％～51％，而使用該方法的凍融循環的熱焓值182J/g～194J/g，熱焓損失率為11％～19％。

優選的，所述的水合鹽相變材料為十二結晶水硫酸鋁，其初始熱焓值為257J/g～269J/g，經過400～500次的凍融循環，正常凍融循環的熱焓值降到了164J/g～172J/g，熱焓損失率達到33％～39％，而使用該方法的凍融循環的熱焓值223J/g～232J/g，熱焓損失率為10％～17％。

本發明具有如下優點：

1、無需添加任何別的增稠劑和晶體改變劑便可延長水合鹽相變材料的使用壽命。

2、方法簡單，安全可靠。

具體實施方式

現在結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1：水合鹽相變材料十水硫酸鈉延長壽命的方法及對比試驗研究:分別在比其凝固點低15℃、20℃、25℃、30℃、35℃的溫度氛圍下凝固，其他條件相同，比較熱晗值的損失率，具體實驗如下：