[发明专利]潜热储存材料和该潜热储存材料的制备方法

说明书

技术领域

[0001]一种潜热储存材料和该潜热储存材料的制备方法。更具体 地，用至少一种第二相变材料处理膨胀石墨材料和第一相变材料的混 合物，其中第一和第二相变材料互不混溶，从而形成潜热储存材料。

背景技术

[0002]相变材料(PCM)能以潜热形式储存热能。当施加或除去热量 时，这种材料经历相转变，例如从固体转变为液相(熔融)或从液体转 变为固相(硬化)，或在低温和高温改性之间或者水合和脱水合改性之 间或者在不同的液体改性之间转变。若施加热量或者从相变材料中除 去热量，则一旦达到相变点，则温度保持恒定，直到该材料完全转变。 在相变过程中供应或者释放的热量(所述热量不引起材料内的温度变 化)被称为潜热。

[0003]大多数相变材料的导热率趋向于是相当低的。结果，潜热 储存装置的充入(charging)和释放(discharging)是相对缓慢的过程。 这一问题可通过增加相变材料的导热率，例如通过形成与具有高导热 率的材料的复合材料来克服。例如，根据德国专利申请DE 3941197A1， 可在真空下用液相中的“固体-液体”相变材料浸渍由石墨形成的多 孔基质。可通过使用浸泡、真空或真空压力工艺进行浸渍。

[0004]另外，根据对应于美国专利申请公布No.US2004/0084658 的欧洲专利申请EP1416027A1，将相对小体积(大于或等于5％)的膨胀 石墨作为导热助剂加入到潜热储存材料中导致导热率的显著增加。在 这一方面中，添加尺寸稳定材料不是必须的。与具有相等体积含量的 合成石墨的潜热储存材料相比，具有膨胀石墨的潜热贮存材料的优点 可归因于膨胀石墨的性质、结构和形态。

[0005]另外，美国专利申请公布No.US2005/0258349A1公开了一 种潜热储存材料，它包括石墨颗粒在其内掺入的相变材料。至少一部 分石墨由高各向异性导热率、高长径比的薄片制成且由天然石墨或各 向异性的合成石墨之一形成。

[0006]再进一步地，美国专利申请公布No.US2005/0007740A1公 开了冷却产热组件的装置，它包括含有至少一种具有相变温度(T_PC)的 相变材料的散热单元。根据其温度梯度，该相变材料根据其T_PC排列在 冷却装置内。吸热单元可进一步包括具有不同T_PC的至少两种相变材 料，其中根据其温度梯度，它们根据其T_PC相对于彼此排列在冷却装置 中。在这一方面，在散热单元，例如中央处理器(CPU)附近排列的较 高T_PC的相变材料，和在散热器的比较遥远区域内排列的较低T_PC的第 二相变材料二者的相变仅仅在低于中央处理器(CPU)的临界温度下基 本上同时发生，因此将助长冷却效果。

[0007]以上所述的技术通过根据温度梯度排列相变材料，导致具 有相对小相变范围或者在单点处转变的产品。它的一个缺点是，相变 材料显示出非常窄的发生相变的温度区域，因此其应用受到局限。例 如，在用于家庭热水制备的太阳能储热材料情况下，将选择转变温度 在约60℃处的相变材料。然而，在中欧和北欧，在冬季，使用标准 太阳能面板时将达到仅仅最大40℃的水温。因此，不可能储存太阳 能热。

发明内容

[0008]此处所述的实施方案提供具有宽的温度区间以供在各种情 况下使用的相变材料(PCM)。

[0009]在一个实施方案中，本发明涉及潜热储存材料，它包括第 一相变材料、至少一种第二相变材料和膨胀的石墨材料。第一和所述 第二相变材料互不混溶，且在潜热储存材料中，可具有例如范围不同 最多达约50K的不同相变温度。

[0010]在进一步的实施方案中，本发明涉及通过将膨胀石墨材料 和第一相变材料的混合物与至少一种第二相变材料结合，制备潜热储 存材料的方法。第一和第二相变材料在该结合内互不混溶，且可具有 例如范围不同最多达约50开尔文的不同相变温度。根据下述详细说 明，其中包括实施例，本发明的其他特征、细节和优点将最好地得到理解。

附图说明

[0011]图1示出了一种储存体系，它包括根据一个实施方案的潜 热储存材料。

[0012]图2是阐述根据本发明一个实施方案形成潜热储存材料的 方法的流程图。