[发明专利]一种复合相变储能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及复合相变储能材料，尤其是一种脂肪酸低共熔混合物定形复合相变储能材料及其制备方法，所述脂肪酸低共熔混合物定形复合相变储能材料可用于空调冷凝热的回收并用于生活热水的制备。

背景技术

随着我国经济技术的不断发展，暖通空调能耗处于高速增长时期，另外制备卫生热水的能耗比例越来越大。随着能源需求不断增加，我国能源短缺问题日益突出，严重影响了我国经济的发展。目前能量的回收再利用以提高能源利用效率是解决能源短缺问题的有效途径之一。利用相变蓄热(储能)材料的潜热对空调冷凝热进行回收并制取生活热水是提高能源利用率的一条有效途径。空调冷凝热回收用相变材料应具备合适的相变温度、相变潜热大、导热性能强和热稳定性好，制备简单等要求。生活热水水温要达到45℃以上，相变材料的相变温度需在50～60℃范围内，且具有较高的相变潜热和导热系数，良好的热稳定性。脂肪酸类相变材料因其过冷度小、热容量大、无毒、热稳定性和化学稳定性好等优点被广泛应用于热能储存领域。然而其导热系数较小、熔融态下容易泄漏的问题影响了其应用效果。膨胀石墨的质轻、孔隙率大和导热系数高使得其成为改善相变材料导热性能和泄漏问题的首选定形材料。

发明内容

为了提高能源利用效率，回收空调冷凝热以制备生活热水，本发明提供了一种复合相变储能材料及其制备方法。该复合相变储能材料具有合适的相变温度、蓄热密度大(相变潜热大)、导热系数高、热稳定性好，相变过程无泄漏等，且制备方法具有操作简单、成本低廉。

本发明技术方案如下：

一种复合相变储能材料，由相变储能材料和支撑材料复合而成；所述相变储能材料是由棕榈酸和硬脂酸经熔融混合而成，其中棕榈酸的质量百分比为60～65％，硬脂酸的质量百分比为35～40％；所述支撑材料为膨胀石墨；所述相变储能材料均匀吸附于膨胀石墨的孔隙中。

进一步的，本发明提供的复合相变储能材料中，所述相变储能材料与膨胀石墨的质量比为(9～13):1。

进一步的，本发明提供的复合相变储能材料中，所述相变储能材料的相变温度为52～55℃，相变潜热为175～185J/g；所述复合相变储能材料的相变温度为52～55℃，相变潜热为160～170J/g。

一种复合相变储能材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：按照棕榈酸与硬脂酸的质量比为(60～65):(35～40)的比例，将棕榈酸与硬脂酸熔融共混，得到相变储能材料。

步骤2：将步骤1所得相变储能材料与膨胀石墨以不低于(9～13):1的质量比例进行混合，然后置于真空干燥箱中，在不低于所述相变储能材料的相变温度环境下，使得相变储能材料充分吸附于膨胀石墨的孔隙中，得到初步的复合相变储能材料；期间为使得相变储能材料能够均匀吸附于膨胀石墨的孔隙中，宜对相变储能材料与膨胀石墨的混合物进行定时搅拌。

步骤3：将步骤所得初步的复合相变储能材料静置于65～70℃的烘箱2～3小时，使得过量吸附于膨胀石墨孔隙中的相变储能材料从膨胀石墨孔隙中泄漏出来，最后除去泄漏出来的过量相变储能材料，得到最终的复合相变储能材料。

进一步的，步骤3中除去泄漏出来的过量相变储能材料的具体方式为：采用其他吸附材料吸附从膨胀石墨孔隙中泄漏出来过量相变储能材料。

本发明的有益效果是，本发明提供的复合相变储能材料，具有适宜应用于空调冷凝热回收制备生活热水的相变温度，蓄热密度大(相变储能材料的质量百分比高达90～93％)，导热系数高，化学稳定性好。本发明提供的复合相变储能材料，应用于空调冷凝热回收制备生活热水系统中，能够提高能源的利用效率。膨胀石墨一方面提高了相变材料的导热性能，一方面作为支撑材料起到定形阻止相变材料泄露的作用。同时本发明提供的复合相变储能材料的制备方法简单有效、成本低廉。

附图说明

图1为本发明提供的复合相变储能材料的制备工艺流程示意图。

图2为本发明所制备棕榈酸-硬脂酸质量比为62:38的脂肪酸低共熔混合物的差示扫描量热仪测试曲线。

图3为本发明实施例3～5和比较例1～7的热处理前的数码照片。

图4为本发明实施例3～5和比较例1～7的热处理后的数码照片。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明专利进一步说明。