[發(fā)明專(zhuān)利]一種中溫相變儲(chǔ)熱材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810037794.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108219756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾巨瀾;謝婷;張宇翔;舒梨;汪鋮;姚嘉鑫;曹忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09K5/06
• 分類(lèi)號(hào): C09K5/06;F28D20/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公布了一種有機(jī)化合物作為相變儲(chǔ)熱材料的用途，該化合物儲(chǔ)熱時(shí)的熔化溫度為109~111℃，放熱時(shí)的凝固溫度為88~109℃；相變儲(chǔ)熱密度為134~140 J/g，該有機(jī)相變材料吸收并儲(chǔ)存熱能時(shí)，熱源溫度應(yīng)該控制在111~180℃范圍內(nèi)。該有機(jī)相變材料可以?xún)?chǔ)存源自太陽(yáng)能、工業(yè)余廢熱或利用電網(wǎng)谷期電能制熱而獲得的熱能，并將儲(chǔ)存的熱能用于建筑物室內(nèi)供熱或驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)制冷，解決熱能供給與使用在空間或時(shí)間上的不匹配問(wèn)題，提高能源的利用效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有機(jī)化合物作為中溫相變儲(chǔ)熱材料的用途，具體地說(shuō)是利用一種有機(jī)化合物在100℃左右通過(guò)相轉(zhuǎn)變吸收或釋放大量熱能，解決熱能供給與使用在空間或時(shí)間上的不匹配問(wèn)題，提高能源的利用效率。

背景技術(shù)

當(dāng)前化石能源過(guò)量使用導(dǎo)致的日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題以及化石能源本身高昂的價(jià)格，使清潔能源的開(kāi)發(fā)利用和能源的高效利用得到全社會(huì)的重視。太陽(yáng)能是清潔能源的杰出代表，電網(wǎng)調(diào)峰填谷和工業(yè)余廢熱回收利用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，人們的生產(chǎn)生活中，許多活動(dòng)或過(guò)程都要利用熱能。太陽(yáng)能熱利用具有轉(zhuǎn)化效率高、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。但是太陽(yáng)輻射存在波動(dòng)，而且通過(guò)太陽(yáng)能產(chǎn)熱與熱能的使用通常存在時(shí)間或空間上的不匹配，因此太陽(yáng)能的熱利用必須首先解決熱能的存儲(chǔ)問(wèn)題。電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)在使用端總是存在著周期性的波動(dòng)，將谷期電網(wǎng)提供的電能轉(zhuǎn)換成熱能存儲(chǔ)起來(lái)供用電峰期時(shí)使用不僅可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也有利于電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。此外，工業(yè)余廢熱具有溫度較高，熱能品位高，熱能產(chǎn)生量大的特點(diǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)工業(yè)余廢熱回收利用是實(shí)現(xiàn)熱能高效利用的重要手段。但是通常工業(yè)余廢熱的產(chǎn)生與熱能的利用也存在時(shí)間或空間上的不匹配，因此，也要解決熱能存儲(chǔ)的問(wèn)題。因此，熱能的存儲(chǔ)是開(kāi)發(fā)新能源，提高能源利用效率的重要手段。而相變儲(chǔ)熱材料是解決熱能存儲(chǔ)問(wèn)題的關(guān)鍵。

吸收式制冷技術(shù)是通過(guò)熱能驅(qū)動(dòng)能收式制冷機(jī)工作以獲得冷能的一種新制冷技術(shù)。當(dāng)熱源溫度需在80℃以上時(shí)，通過(guò)各種途徑獲得的熱能均能用來(lái)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)工作，而且通常情況下，熱源溫度越高，制冷機(jī)工作效率越高。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，首先要求從相變儲(chǔ)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(chǔ)熱材料的放熱相變溫度要高于80℃，同時(shí)要求原始獲得的熱能的溫度要高于相變材料的吸熱相變溫度。由于這一溫度非常接近水的沸點(diǎn)，且雙效吸收式制冷機(jī)要求的熱源溫度還要更高，導(dǎo)致可選擇的相變儲(chǔ)熱材料非常有限。如常見(jiàn)的水合鹽相變材料會(huì)因失水而失效；具有合適相變溫度的有機(jī)相變材料種類(lèi)也非常少，而且可供選擇的不多的有機(jī)相變材料中，有相當(dāng)一部分如糖醇類(lèi)材料又存在嚴(yán)重的過(guò)冷，導(dǎo)致其吸收的熱能不能在人們希望的溫度下放出來(lái)。因此，非常有必要尋找新的具有合適相變溫度和良好儲(chǔ)熱能力的相變儲(chǔ)熱材料，以滿(mǎn)足新能源開(kāi)發(fā)及提高能源利用效率的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)化合物作為相變儲(chǔ)熱材料在熱能存儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用。該化合物可在100℃左右通過(guò)相轉(zhuǎn)變來(lái)儲(chǔ)存或釋放熱能，解決熱能存儲(chǔ)的問(wèn)題，提高能源的利用效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種有機(jī)化合物作為相變儲(chǔ)熱材料的用途。該化合物分子具有如下結(jié)構(gòu)：；該化合物可通過(guò)相變來(lái)儲(chǔ)存或釋放熱能；該化合物儲(chǔ)熱時(shí)的熔化溫度為109~111℃，放熱時(shí)的凝固溫度為88~109℃；相變儲(chǔ)熱密度為134~140 J/g，該化合物在固態(tài)時(shí)-75 ~105℃之間的熱容與溫度之間的關(guān)系為：，在液態(tài)時(shí)115 ~180℃之間的熱容與溫度之間的關(guān)系為：，上兩式中C_p(s)和C_p(l)分別為固態(tài)和液態(tài)時(shí)的熱容，單位為J/(℃·g)，T為溫度，單位為℃；該化合物用作相變儲(chǔ)熱材料吸收并儲(chǔ)存熱能時(shí)，熱源溫度應(yīng)該控制在111 ~180℃范圍內(nèi)。