[发明专利]一种储热用相变复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种储热用相变复合材料，属于相变复合材料领域，基于该复合材料的总质量，其包含如下组分：A)65‑100％的相变材料；B)0‑30％的导热增强剂；C)0‑5％的防过冷剂。所述相变材料为赤藻糖醇；所述导热增强剂为纳米铝粉、纳米铜粉、石墨粉、纳米氮化铝、导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨中的一种或多种；所述防过冷剂为纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁、纳米氧化铜中的一种或多种。所述相变复合材料的制备方法包括：1)将相变材料加热熔融；2)向步骤1)中获得的熔融液体中加入防过冷剂并搅拌均匀；3)将步骤2)中所得液态中加入导热增强剂，搅拌均匀后出料，冷却后即得本发明的相变复合材料。

技术领域

本发明属于相变复合材料领域，特别涉及一种储热用相变复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

储热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能领域具有广泛的应用前景。目前，传统的供暖主要采用的是煤炭供暖或者是电加热供暖，众所周知，煤炭供暖在一定程度上解决了供暖的问题，但是由于煤炭供暖会产生极大地环境危害，因此，近几年来，随着环境问题的日益严峻，电能供热逐渐取代了煤炭加热，但是显而易见，电能的产生有很大一部分也是采用煤炭进行发电，这些措施只是将污染源移除了大城市，但是针对于煤炭发电的偏远地段，污染依然存在。

未来，电能替代燃煤的清洁供暖方式前途一片光明。清洁供暖是煤改电政策改革的 “风口”，面临数千亿级规模的市场。相变储热技术成为目前采用清洁能源供热的主要趋势。相变储热是利用物质在相变过程中都要吸收或放出相变潜热的原理进行能量储存，利用相变储热材料相变时单位质量(体积)潜热，储热量非常大，近年来对于相变储热材 料的研究和应用发展迅猛，尤其是利用相变蓄热技术在太阳能利用、废热回收以及电力 的“移峰填谷”等节能领域备受关注。

根据使用温度范围的不同，相变蓄热材料可分为高、中、低温三种。中温相变蓄热材料主要针对90～550℃的热动力环境，其在太阳能热发电、有机朗肯循环、移动蓄热技术、分布式能源系统等方面有广阔的应用前景。

赤藻糖醇作为一种中温相变材料，具有约119℃的熔点和340kJ/kg的潜热，其单位质量的熔解热与冰大致相同，但由于密度大，其单位体积的熔解热是冰的1.4倍左右，是一种极具潜力的相变蓄热材料，但是研究发现赤藻糖醇若不加防过冷剂的话，凝固点(凝固相变温度)会低到50-70℃且过冷度不稳定，这在一定程度上影响了蓄热设备的稳定性。因此开发出一种相变温度合适、过冷度小、相变潜热大且导热系数高的储热用相变复合材料非常重要。

发明内容

本发明要解决上述现有技术中存在的问题，提供一种相变温度合适、过冷度小、相变潜热大且导热系数高的储热用相变复合材料。

本发明的另一目的在于提供一种制备本发明相变复合材料的方法，通过该方法可以简便地制得本发明相变复合材料。

本发明的又一目的在于提供一种包含本发明相变复合材料的相变蓄热采暖器，所述相变蓄热采暖器包含相变原料储热箱，本发明的相变复合材料置于所述相变原料储热箱内。

实现本发明上述目的技术方案可以概括如下：

A)65-100％的相变材料；

B)0-30％的导热增强剂；

C)0-5％的防过冷剂；

所述相变材料为赤藻糖醇；所述导热增强剂为纳米铝粉、纳米铜粉、石墨粉、纳米氮化铝、导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨中的一种或多种；所述防过冷剂为纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁、纳米氧化铜中的一种或多种。

进一步，所述赤藻糖醇在复合材料中的含量为100％。

进一步，所述导热增强剂为膨胀石墨；