[发明专利]一种中温相变储热材料

说明书

本发明公布了一种有机化合物作为相变储热材料的用途，该化合物储热时的熔化温度为109~111℃，放热时的凝固温度为88~109℃；相变储热密度为134~140 J/g，该有机相变材料吸收并储存热能时，热源温度应该控制在111~180℃范围内。该有机相变材料可以储存源自太阳能、工业余废热或利用电网谷期电能制热而获得的热能，并将储存的热能用于建筑物室内供热或驱动吸收式制冷机制冷，解决热能供给与使用在空间或时间上的不匹配问题，提高能源的利用效率。

技术领域

本发明涉及一种有机化合物作为中温相变储热材料的用途，具体地说是利用一种有机化合物在100℃左右通过相转变吸收或释放大量热能，解决热能供给与使用在空间或时间上的不匹配问题，提高能源的利用效率。

背景技术

当前化石能源过量使用导致的日益严重的环境问题以及化石能源本身高昂的价格，使清洁能源的开发利用和能源的高效利用得到全社会的重视。太阳能是清洁能源的杰出代表，电网调峰填谷和工业余废热回收利用则是提高能源利用效率的有效手段。

热能是人们利用最多的能源形式，人们的生产生活中，许多活动或过程都要利用热能。太阳能热利用具有转化效率高、无污染的优点。但是太阳辐射存在波动，而且通过太阳能产热与热能的使用通常存在时间或空间上的不匹配，因此太阳能的热利用必须首先解决热能的存储问题。电力系统运行时在使用端总是存在着周期性的波动，将谷期电网提供的电能转换成热能存储起来供用电峰期时使用不仅可以产生巨大的经济效益，也有利于电网平稳运行。此外，工业余废热具有温度较高，热能品位高，热能产生量大的特点。因此，实现工业余废热回收利用是实现热能高效利用的重要手段。但是通常工业余废热的产生与热能的利用也存在时间或空间上的不匹配，因此，也要解决热能存储的问题。因此，热能的存储是开发新能源，提高能源利用效率的重要手段。而相变储热材料是解决热能存储问题的关键。

吸收式制冷技术是通过热能驱动能收式制冷机工作以获得冷能的一种新制冷技术。当热源温度需在80℃以上时，通过各种途径获得的热能均能用来驱动吸收式制冷机工作，而且通常情况下，热源温度越高，制冷机工作效率越高。要实现这一目标，首先要求从相变储热材料中提取的热能温度要高于这一温度，因此要求相变储热材料的放热相变温度要高于80℃，同时要求原始获得的热能的温度要高于相变材料的吸热相变温度。由于这一温度非常接近水的沸点，且双效吸收式制冷机要求的热源温度还要更高，导致可选择的相变储热材料非常有限。如常见的水合盐相变材料会因失水而失效；具有合适相变温度的有机相变材料种类也非常少，而且可供选择的不多的有机相变材料中，有相当一部分如糖醇类材料又存在严重的过冷，导致其吸收的热能不能在人们希望的温度下放出来。因此，非常有必要寻找新的具有合适相变温度和良好储热能力的相变储热材料，以满足新能源开发及提高能源利用效率的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机化合物作为相变储热材料在热能存储领域的应用。该化合物可在100℃左右通过相转变来储存或释放热能，解决热能存储的问题，提高能源的利用效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种有机化合物作为相变储热材料的用途。该化合物分子具有如下结构：；该化合物可通过相变来储存或释放热能；该化合物储热时的熔化温度为109~111℃，放热时的凝固温度为88~109℃；相变储热密度为134~140 J/g，该化合物在固态时-75 ~105℃之间的热容与温度之间的关系为：，在液态时115 ~180℃之间的热容与温度之间的关系为：，上两式中C_p(s)和C_p(l)分别为固态和液态时的热容，单位为J/(℃·g)，T为温度，单位为℃；该化合物用作相变储热材料吸收并储存热能时，热源温度应该控制在111 ~180℃范围内。