[發明專利]一種中高溫無機相變儲能材料及其應用

有效

• 申請號: 201910671998.0
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN111156848B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 徐怡莊;郭然;王成科;劉延成;劉伊偉
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃分子工程研究院有限公司
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;范國鋒

本發明涉及一種中高溫無機相變儲能材料及其應用。本發明公開了氫氧化鈉作為中高溫相變儲能材料的用途以及在相變儲能設備中的應用、一種相變儲能設備及儲能供能方法，屬于相變儲能技術領域，氫氧化鈉為氫氧化鈉水溶液，能夠通過相變來儲存或釋放熱能，作為中高溫相變儲能材料的用途。

技術領域

本發明涉及相變儲能技術領域，具體涉及一種中高溫無機相變儲能材料及其制備方法。

背景技術

近年來，相變儲能技術在可再生能源利用和節能降耗等領域得到了越來越多的重視和發展，其在暖通空調系統中的應用也越來越多。研制用于空調領域的中低溫相變儲能材料，可將用電低谷的廉價電能轉化成熱能儲存在相變材料里，在用電高峰將這部分熱量釋放出來，減少高峰期的用電量，實現了削峰填谷的作用。在目前已知的儲能方法中，固液相變材料儲能具有較高的儲熱密度和穩定的相變溫度，因此被廣泛應用于暖通空調、太陽能循蓄熱、環保家居等方面。

無機類相變材料中用途比較廣的是結晶水合鹽，它們都有比較大的相變熱和固定的熔點，當其溫度升高時，結晶水合鹽失去結晶水使鹽溶解吸熱，當溫度降低時發生逆過程，吸收結晶、水放熱。結晶水合鹽與有機類相變材料相比具有導熱系數較大，密度大且單位體積蓄熱密度高等優點。但是無機鹽存在過冷度大，相分離等問題，并且目前大多數的熱交換溫度主要集中在45～70℃左右，相變溫度大多數為中低溫，溫度較低。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，結果發現：以氫氧化鈉作為中高溫儲能相變材料的用途，該氫氧化鈉為氫氧化鈉的水溶液，該相變儲能材料的儲熱密度高、充放熱效率高，填補了中高溫相變材料的空白，且包括該相變材料的相變儲能設備能源利用率高，能夠提高相變材料的可循環次數，從而完成本發明。

本發明的目的一方面在于提供氫氧化鈉作為中高溫相變儲能材料的用途，其中，氫氧化鈉為氫氧化鈉水溶液，所述氫氧化鈉水溶液能夠通過相變來儲存或釋放熱能，作為中高溫相變儲能材料的用途。

其中，氫氧化鈉水溶液由氫氧化鈉和水制得，氫氧化鈉水溶液的濃度為0～90％，優選為10～80％。

其中，氫氧化鈉水溶液作為相變材料其工作溫度為70～320℃。

本發明的第二方面提供氫氧化鈉作為相變儲能材料在相變儲能設備中的應用。

本發明的第三方面提供一種相變儲能設備，其中，相變儲能設備包括相變儲能材料及盛裝相變儲能材料的箱體，所述相變儲能材料為中高溫相變儲能材料，優選為氫氧化鈉水溶液。

其中，相變儲能設備包括加熱裝置、換熱裝置和冷凝裝置。

加熱裝置用于對相變儲能材料進行加熱，換熱裝置包括依次連接的進水管、換熱管和出水管，工作介質可流經進水管、換熱管和出水管，換熱管埋設于相變儲能材料中用于與相變儲能材料進行熱交換，所述冷凝裝置包括冷凝管。

其中，冷凝管與箱體上部連通，用于冷凝并回流由箱體中進入冷凝管中的水蒸氣。

其中，所述箱體由耐腐蝕材料制成，優選由不銹鋼材料制成。

本發明的第四方面提供一種儲能供能方法，優選采用本發明第三方面的相變儲能設備進行，該方法包括以下步驟：

步驟1、準備或安裝好相變儲能設備；

步驟2、利用加熱裝置對相變儲能材料加熱，相變儲能材料中的水蒸發進入到冷凝管中；

步驟3、向進水管中通入工作介質，冷凝管中的水冷凝回流至相變儲能材料中，工作介質流經換熱管，完成熱交換。

本發明所具有的有益效果為：

(1)本發明的氫氧化鈉可作為中高溫無機相變儲能材料的用途，其工作溫度為70～320℃。