[发明专利]一种相变储能介质及制备方法和应用

说明书

一种相变储能介质及制备方法，由重量百分比为28‑35wt.％硝酸镁,30‑38wt.％硝酸铵和3‑12wt.％的硝酸钠和20‑26wt.％的水组成。将上述成分按配比混合加热融化，待固相全部熔化为液相后，再搅拌均匀，该液相将在45‑50摄氏度之间全部结晶成固相，释放大量的潜热，当温度升高时，已结晶的固相又会在上述温度区间融化，并吸收大量的热量。由该配方制作的材料可作为相变储能材料使用，使温度控制在45‑50摄氏度之间，为建筑采暖、洗浴等提供相对稳定的热源。本发明的材料具有成本低和循环稳定性好等特点。

技术领域：

本发明涉及一种以相变形式储存热能的无机相变材料及其制备方法和应用。

背景技术

建筑采暖(尤其是地暖方式)和洗浴需要提供40-45摄氏度左右的热水，需求量巨大。

由于能量供需的在时间上的不匹配，水利发电厂在夜间、太阳能光伏或风能在发电峰段发出的电得不到充分的利用，导致大量的弃风、弃光和弃水现象，能量浪费巨大。

空气能热水器具有比常规电加热热水器高得多的效率，消耗1千瓦时的电能能依环境温度的不同能产出2-4千瓦时显热的热水。若能在电厂弃风、弃光和弃水时段用空气能热水器生产热水并储存起来，供谷电时段使用，则将产生巨大的经济效益。

然而，常规的一级空气能热水器，在保证能量转化效率的条件下在冬天生产出热水的最高温度在55摄氏度左右。如用热水储能能量，则由于温度升高有限(小于55摄氏度)，储能的能量有限，要大规模的储能则需巨量的水箱。这不仅占用了宝贵的建筑面积，而且能量损失也不可小觑。

如能开发出相变温度在45-50摄氏度左右的相变储能材料，则既可高效地从空气能热水器所产的55摄氏度热水中吸收热量保存，又可能向冷水中释放热量，提供40-45摄氏度左右的热水供建筑采暖或洗浴用。

然而，目前已开发的相变温度在45-50摄氏度左右的相变材料非常之少、成本昂贵且循环使用不稳定。例如Na₂S₂O₃*5H₂O和Na₂HPO₄*7H₂O,虽然相变点都在48度左右，但都具有成本贵且循环不稳定，循环2-3次后，就失去温度平台，易失效的缺点。

如何开发出既廉价又稳定可靠的相变温度在45-50摄氏度左右的相变储能材料是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种相变温度在45-50摄氏度，较为环保、成本较低、循环稳定的无机相变储能介质及其制备和应用。

通过多次试验，不断的研究，发明人发现，把硝酸镁、硝酸铵、硝酸钠和水严格控制配制比例，不但可获得一共晶相变温度在47℃左右的储能介质；且令发明人欣喜的是该材料还具有良好的循环稳定性，600次循环以后，仍然可见明显的温度平台。

因此，本发明的技术方案是：

本发明的储能介质由重量百分比为28-35wt.％硝酸镁,30-38wt.％硝酸铵，3-12wt.％硝酸钠和20-26wt.％的水组成。

将硝酸镁、硝酸铵，硝酸钠和水按配比混合搅拌加热，直至所有固体完全熔化成液体。

硝酸镁来源于六水硝酸镁或硝酸镁水溶液或硝酸镁粉末。

硝酸铵和硝酸钠为工业级纯度或化学纯或分析纯的产品，含有小于1wt.％的其它杂质。

六水硝酸镁为工业级纯度或化学纯或分析纯的产品，含有小于1wt.％的其它杂质。