[發明專利]一種低過冷度中溫相變儲熱材料

在審

• 申請號: 201810037788.1
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108276966A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 曾巨瀾;舒梨;張宇翔;謝婷;蔣劉默;李昆渝;曹忠
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種具有低過冷度的有機化合物作為相變儲熱材料的用途，該化合物儲熱時的熔化溫度為95~97℃，放熱時的凝固溫度為90~93℃；相變儲熱密度為129~134 J/g，該有機相變材料吸收并儲存熱能時，熱源溫度應該控制在97~180℃范圍內。該有機相變材料可以儲存源自太陽能、工業余廢熱或利用電網谷期電能制熱而獲得的熱能，并將儲存的熱能用于建筑物室內供熱或驅動吸收式制冷機制冷，解決熱能供給與使用在空間或時間上的不匹配問題，提高能源的利用效率。

技術領域

本發明涉及一種有機化合物作為中溫相變儲熱材料的用途，具體地說是利用一種具有很低過冷度的有機化合物通過相轉變吸收或釋放大量熱能，解決熱能供給與使用在空間或時間上的不匹配問題，提高能源的利用效率。

背景技術

當前，因使用化石能源導致的環境問題以及化石能源高昂的價格，使新能源開發和能源的高效利用得到了前所未有的重視。太陽能是一種清潔的、永不枯竭的新能源，工業余廢熱回收利用和電網調峰填谷則是提高能源利用效率的有效手段。熱能是人們利用最多的能源形式，人們的許多活動都要利用到熱能，尤其是建筑物室內溫度控制及生活用熱更是占據了人們生活中所需熱能的絕大部分，比如建筑相關能耗已占全社會能耗的46%。太陽能熱利用具有轉化效率高、無污染的優點。但是太陽輻射存在波動，而且通過太陽能產熱與熱能的使用通常存在時間或空間上的不匹配，因此太陽能的熱利用必須首先解決熱能的存儲問題。同時，電力系統運行時總是存在著周期性的波動，將谷期電網提供的電能轉換成熱能存儲起來供用電峰期時使用不僅可以產生巨大的經濟效益，也有利于電網平穩運行。此外，工業余廢熱具有溫度較高，熱能品位高，熱能產生量大的特點。因此，實現工業余廢熱回收利用是實現熱能高效利用的重要手段。但是通常工業余廢熱的產生與熱能的利用也存在時間或空間上的不匹配，所以也要解決熱能存儲的問題。因此，熱能的存儲是開發新能源，提高能源利用效率的重要手段。而相變儲熱材料是熱能存儲的關鍵。

吸收式制冷技術是通過熱能驅動能收式制冷機工作以獲得冷能的一種制冷技術。當熱源溫度需在80 ℃以上時，通過各種途徑獲得的熱能均能用來驅動吸收式制冷機工作，通常情況下，熱源溫度越高，制冷機工作效率越高。要實現這一目標，首先要求從相變儲熱材料中提取的熱能溫度要高于這一溫度，因此要求相變儲熱材料的放熱相變溫度要高于80℃。由于這一溫度非常接近水的沸點，導致可選擇的相變儲熱材料非常有限。如常見的水合鹽相變材料會因失水而失效；具有合適相變溫度的有機相變材料種類也非常少，而且可供選擇的不多的有機相變材料中，有相當一部分如糖醇類材料又存在嚴重的過冷，導致其儲存的熱能無法在人們希望的溫度下放出來。因此，非常有必要尋找新的具有合適相變溫度，低過冷度和良好儲熱能力的相變儲熱材料，以滿足新能源開發及提高能源利用效率的需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有很低過冷度的有機化合物作為相變儲熱材料在熱能存儲領域的應用。該化合物通過相轉變來儲存或釋放熱能，解決熱能存儲的問題，提高能源的利用效率。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種有機化合物作為相變儲熱材料的用途，該化合物的具有如下結構：；所述有機化合物相變材料可通過相變來儲存或釋放熱能，解決熱能供給與使用在空間或時間上的不匹配問題，提高能源的利用效率；該化合物儲熱時的熔化溫度為95~97 ℃，放熱時的凝固溫度為90~93℃；相變儲熱密度為129~134 J/g，該化合物在固態時-75 ~90 ℃之間的熱容與溫度之間的關系為：

在液態時105~180℃之間的熱容與溫度之間的關系為：