[发明专利]一种相变材料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变蓄能材料组合物，固液相变温度为27～30℃，过冷度小于3℃，具有较高的潜热蓄热能力。添加一定比例的功能添加剂后，克服了十水硫酸钠容易分层带来的性能衰减问题，具有极佳的稳定性。按照本发明所得到的相变材料组合物，可以用于日光温室、建筑调温等领域。

背景技术

在物质发生相变时，如固态和液态、液态和气态之间发生相转变时，都会有热量的吸收或释放，例如液态水在0℃时会释放出大量的热能并转化成为固态水(冰)，而在标准大气压下液态水在100℃会吸收大量热能并转化成为气态水(水蒸汽)。能够发生相转变的材料均可称为相变材料。

硫酸钠和碳酸钠的十水合物是比较理想的中低温无机相变材料，它们均具有较好的导热性，液体状态的密度为1.4～1.6g/cm³，这也意味着在相同体积的条件下，其储热密度更大，相变潜热可达270kJ/L。但是作为成熟应用的相变储热材料其缺点是过冷度较高、容易分层。

硫酸钠和碳酸钠水合物的过冷度高达20℃以上，这意味着环境温度较低(如低于10℃以下)、需要相变热量时，相变材料因为过冷度的原因无法释放，起不到温度调节作用。其次是其分层问题，在30℃左右时，硫酸钠在水中的溶解度为40.8g，碳酸钠在水中的溶解度为39.7g，因此发生相变后硫酸钠和碳酸钠不能完全溶于其结晶水中，导致剩余的盐分不溶而沉淀于底层，由于此时相变体系不均匀，导致上层溶液与底层固体无法结合成结晶水合物，从而造成相变潜热衰减。

本发明公布了一种硫酸钠和碳酸钠水合物的组合物，不同于现有的研究成果，通过两种水合物的组合复配形成共晶盐混合物，降低了十水硫酸钠的相变温度(32℃)，将相变温度控制在27～30℃。

在成核剂方面通过不同添加剂的协同效应，大大减小了材料的过冷度，使其过冷度小于3℃。为减小不溶的盐分层、析出带来的潜热衰减问题，本发明采用气相法SiO₂与聚丙烯酰胺(PMA)的组合，延长了相变材料的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种相变蓄能材料，相变温度为27～30℃，相变潜热值大于270kJ/L。可用于有限空间内的温度调节(包括居室、日光温室等)、余热回收、太阳能利用等方面，实现能源的综合利用，提高资源利用效率。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种相变蓄能材料的组合物，主要成分包括Na₂SO₄、Na₂CO₃、H₂O以及Na₄B₂O₇、(NH₄)₂SO₄、(NH₄)₂S₂O₈、气相法SiO₂、聚丙烯酰胺(PMA)等功能添加剂。

在该组合物中Na₂SO₄、Na₂CO₃、H₂O为主要组分，占总重量的85～96％，其中Na₂SO₄、Na₂CO₃的摩尔比为2∶1～3∶1，其它添加剂的比例如下：

对本发明所提供的相变材料组合物按照步冷曲线法进行了相变温度、过冷度测试，并用DSC差热扫描量热仪测试其熔解潜热。同时，针对相变稳定性问题采用高温静置法，放于35℃条件下48小时，观察其不溶盐析出情况。

具体实施方式

本发明通过以下具体实施例更详细的描述本发明，可以使本专业技术人员更全面的了解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1