[發明專利]導熱增強型熔融鹽復合相變材料和蓄熱裝置及儲能方法

在審

• 申請號: 201711363462.X
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108117860A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 尹輝斌;王文豪;劉鑒;徐勇軍;左遠志;翁萬良
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;C09K5/12;F28D20/02
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

1.一種導熱增強型的熔融鹽復合相變材料，其特征在于：所述熔融鹽復合相變材料的原材料包括基材和相變材料，所述的基材為多孔膨脹材料，可選用膨脹石墨，將可膨脹鱗片石墨干燥處理后，通過透入到石墨內的微波與石墨層間的極性分子相互作用轉化為熱能，從而使石墨內各部分在同一瞬間獲得熱量而升溫，微波的頻率范圍為200～250 GHz，微波加熱頻率為2450 MHz，可膨脹石墨在高溫下迅速分解或者汽化從而使石墨沿C軸發生剝離得到膨脹石墨；所述的相變材料為熔融鹽，可選用硝酸鹽，將硝酸鉀、亞硝酸鈉、硝酸鈉以53:40:7的質量比混合配制得到Hitec三元硝酸熔鹽；將按質量比配制好的三元混合硝酸鹽倒入容器中充分攪拌混合均勻，加入適量去離子水，直至配制成飽和硝酸鹽溶液，再加入制備好的膨脹石墨并充分攪拌均勻，膨脹石墨添加量為20%，使疏松多孔的膨脹石墨全部淹沒于飽和硝酸鹽溶液中；然后采用恒溫90 ℃對混合物進行加熱，加熱期間使用電動攪拌器一直攪拌，直至飽和硝酸鹽溶液中的水大部分蒸干，再采用恒溫120 ℃對混合物進行加熱，將剩余的水分完全蒸發，最后烘干即制得KNO₃-NaNO₂-NaNO₃ /膨脹石墨復合相變材料。

2.根據權利要求1所述的導熱增強型的熔融鹽復合相變材料，其特征在于：將所述的熔融鹽復合相變材料用高導熱系數及強度的外殼進行封裝，制成高導熱性能的熔鹽蓄熱球。

3.根據權利要求1所述的導熱增強型的熔融鹽復合相變材料，其特征在于：所述的多孔膨脹材料選用膨脹石墨或泡沫陶瓷或泡沫金屬。

4.根據權利要求1所述的導熱增強型的熔融鹽復合相變材料，其特征在于：所述的熔融鹽選用硝酸鹽或氯化物或碳酸鹽其中的一種或幾種混合物。

5.一種基于導熱增強型熔融鹽復合相變材料的高溫蓄熱裝置，其特征在于，所述的裝置包括裝置本體、蓄熱球堆積系統、輸入輸出系統，其中蓄熱球堆積系統設置在裝置本體內部，輸入輸出系統包括上部分和下部分，上部分安裝在裝置本體的上部，下部分安裝在裝置本體的底部；所述的裝置本體為兩端開口的罐體結構，罐體包括外殼和內腔，罐體上端口在輸入輸出系統上部分的下方安裝有均流板，罐體下端口在輸入輸出系統下部分的上方安裝有均流支撐架，均流支撐架包括支撐座和支撐孔板，支撐底座安裝在輸入輸出系統下部分的蓋板上，支撐孔板安裝在支撐座上；所述蓄熱球堆積系統由若干個蓄熱球組合單元構成，蓄熱球組合單元由多個封裝有熔融鹽復合相變材料的蓄熱球組成，蓄熱球內部可封裝不同相變溫度的熔融鹽復合相變材料，蓄熱球基于斜溫層單罐蓄熱設計理念以填充床形式堆積在罐體內腔構成蓄熱球組合單元，蓄熱球組合單元之間通過均流板分隔，均流板是均布開設有通孔的金屬板，以內嵌的形式安裝在罐體內腔，保證換熱工質能水平、均勻地從通孔自上往下或自下往上流動。

6.根據權利要求5所述的一種基于導熱增強型熔融鹽復合相變材料的高溫蓄熱裝置，其特征在于：所述輸入輸出系統的上部分設置有管道結構，底部設置成端蓋結構，罐體的上部端口設置有上端蓋結構，通過螺栓將輸入系統的端蓋與罐體的上端蓋固定連接，換熱工質從管道口輸入或輸出。

7.根據權利要求5所述的一種基于導熱增強型熔融鹽復合相變材料的高溫蓄熱裝置，其特征在于：所述的輸入輸出系統的下部分設置有管道結構，與罐體連接的部分設置成蓋板結構，與罐體底部相匹配，采用焊接的方式將蓋板與罐體底部密封固定連接。

8.根據權利要求5所述的一種基于導熱增強型熔融鹽復合相變材料的高溫蓄熱裝置，其特征在于：所述的高溫蓄熱裝置外部連接安裝有加熱保溫系統，包括保溫裝置和加熱裝置。