[发明专利]一种多相介质相变储热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多相介质相变储热材料及其制备方法，其制备方法为：(1)按质量份称取相变材料50～90份，可流动介质10～50份，分散剂0～0.2份，混合，加热至熔化；(2)将熔化的混合物在扰动条件下冷却至室温，即得到多相介质相变储热材料。与现有技术相比，本发明的多相介质体系能够解决相变材料结块造成热阻变大的问题，减小过冷和相分离并提高循环稳定性等。

技术领域

本发明涉及相变储热材料技术领域，尤其是涉及一种多相介质相变储热材料及其制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展，化石能源的消耗过程中排放出的二氧化物和一氧化物(如SO₂、CO₂、CO)等对地球造成温室效应、极端天气增多、环境污染等问题。化石能源属不可再生能源，其有限的储量已无法满足人们日益增加的需求，世界能源供应日趋紧张。然而，发展能源存储系统能更加有效的满足社会对高效和环保型能源的需求，其中热能存储技术目前具有较大吸引力。这是因为，储热系统能够补偿能源需求和供应之间时间上的不匹配，在工业余热回收、电力移峰填谷和太阳能集热等领域中具有广阔应用前景。

相变储能材料具有高储能密度的优点，包括有机相变材料和无机相变材料，在储能系统开发中引起广泛关注和使用。与有机相变材料相比，无机结晶水和盐相变材料具有导热系数较大、储能密度较大、相变潜热较大、价格低廉等特点，使其成为中低温储能相变材料中重要的一类。但是，与金属及合金类相变材料相比，结晶水合盐相变材料的导热系数仍较小，因而传热性能较差，严重影响能量的储放速度。为提高它的传热性能，往往通过设计具有大换热面积的金属换热盘管加以克服，意味着增加了高昂的材料成本。另外，水合盐相变材料往往具有过冷和相分离等缺点导致其长期循环性能衰减。以上因素限制了水合盐类相变材料大规模工程应用与产业化进程。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多相介质相变储热材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多相介质相变储热材料，包括以下重量份数的组分：相变材料50～90份，可流动介质10～50份，分散剂0～0.2份。

作为优选的实施方案，所述的相变材料为无机固液相变材料，优选水合盐类相变材料，包括但不限于十水硫酸钠、六水氯化钙、八水合氢氧化钡、三水醋酸钠、十二水硫酸铝铵、十二水硫酸铝钾中的一种或几种组合。

作为优选的实施方案，所述的有机相变材料，优选石蜡类相变材料、脂肪酸类相变材料、多元醇类相变材料，包括但不限于石蜡、癸酸、月桂酸、戊二醇中的一种或几种组合。

作为上述优选实施方案的更优选，所述的水合盐类相变材料为选自十水硫酸钠、六水氯化钙、八水合氢氧化钡或三水醋酸钠中一种或两种及以上的混合，且其中含量最少的一种相变材料的质量占比不超过10％(此处的质量占比是指以所有相变材料的总含量为计算基准)。

作为优选的实施方案，所述的可流动介质为液相、气相、气固或气液混和相。其中，液相包括但不限于水、白油、导热油或二甲基硅油中的一种或几种组合，气相包括空气、氮气、氩气、氦气中的一种或几种组合。

作为优选的实施方案，所述的分散剂选自含酸性基团的共聚物溶液、聚羧酸酯溶液、多元醇改性体聚合物、α-烯基磺酸盐聚合物等中的一种或几种的复合。

一种多相介质相变储热材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份数配方称取水合盐类相变材料、可流动介质和分散剂，混合，加热至熔化；

(2)将熔化的混合物在扰动条件下冷却至室温，即得到多相介质相变储热材料。

作为优选的实施方案，步骤(2)中的扰动包括但不限于机械搅拌、机械振动、机械晃动、电磁扰动、超声波或泵输运液相介质循环冲刷的一种或几种组合。