[发明专利]一种调控十六醇相变储热材料相变时传热速度的方法

说明书

本发明提供了一种调控十六醇相变储热材料相变时传热速度的方法，属于材料技术领域。该方法首先将十六醇熔化，接着通过机械混合法在恒温搅拌的条件下将一定量的调节剂加入十六醇中，一定条件下搅拌一定时间，冷却后即得到改变了相变时传热速度的十六醇相变储热材料。该方法通过对调节剂种类和质量分数的改变，可在53％～137％范围内对十六醇相变储热材料相变时传热速度进行可控调节；在调控十六醇相变储热材料的同时，还很好的保持了原有材料的相变温度点和相变潜热数值，利于工业化应用。本发明调控方法工艺简单，可操作性强，能够应用于实际，在有机相变储能材料应用领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种调控十六醇相变储热材料相变时传热速度的方法。

背景技术

相变储热材料储存的热能主要以相变潜热的形式存在。相对于以显热储存热能的储能材料来说，相变储能材料具有储能密度大、热量储存和释放时温度稳定、所用装置简单和使用方便且易于管理的优点。目前相变储热材料主要被应用于保温和储能两大领域。当相变储能材料应用于保温领域时，除了要求材料本身潜热较大以外，还要求材料本身具有较小的传热速率以减缓能量传递，这样可以减小材料为了维持环境温度而消耗的热量，从而达到更长效的保温效果或者相同保温效果下所需的相变储能材料更少。而当相变储能材料应用于储能领域时，则要求材料具有较大的传热速率、才可以快速储存和放出热量，同时缩短由相变储能材料向需要加热的物质传递热量的时间，以提高实际工程应用效率。

固液相变储能材料充放热过程主要为潜热吸收或者释放的过程，即物质发生固-液相态变化或者液-固相态变化的全过程。该过程传热速度的快慢不仅仅和固态时的热导率有关，还和液态相变的热导率、对流情况、体系粘度、浸润性和结晶习性等多种性质有关，期中机理十分复杂，还不明确，目前尚未有相关系统研究理论见诸报道。然而目前人们对于有机相变储能材料的研究热多集中于通过向有机相变材料体系中添加高导热物质来提高其固态时的热导率，近似认为当有机相变材料的固态热导率提高后则该材料的传热速度也会正向关联而提高。而对于相变过程中相变材料的传热速度快慢调控几乎未见报道。

可见在实际生产对于同一种相变储能材料来说，如果在生产中能够实现通过简单的方法来调控其传热速度的快慢，则可以使该相变材料即适用于保温领域又能适用于储能领域，从而增加该相变储能材料抵御市场风险的能力，提高其市场接受程度，对于相变储能材料这一新型节能储能材料的应用具有十分明显的推广作用，是推动我国节能环保和热能回收利用发展的新途径之一。

十六醇相变储能材料相变潜热较高、同时物化性能稳定无毒性，因而可以被用作相变储能材料在。对于十六醇相变储能材料的研究，多集中于以十六醇为组分的复合相变储能材料的制备和热性能研究。李志广等人通过将十六醇和一系列脂肪酸复配，得到了多种复合相变材料，并测定了不同比例组分对十六醇/脂肪酸相变材料相变温度和最低共融物潜热的影响。Hairong Li等人以十六醇为核，通过聚苯乙烯交联制备得到了十六醇/聚苯乙烯核壳结构复合相变材料，测定了其相变温度和潜热。上述工作中均未提及如何调控十六醇相变储能材料固-液相变时传热速度。可见目前人们尚未实现对十六醇相变储能材料相变时传热速度的简单调控。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种调控十六醇相变储热材料相变时传热速度的方法，以期该方法在一定范围内调控十六醇相变储热材料的同时，还很好的保持了原有材料的相变温度点和相变潜热数值，从而利于工业化应用。

为实现上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种调控十六醇相变储热材料相变时传热速度的方法，具体包括如下步骤：

60℃和搅拌条件下，以质量分数计，将10～50份的调节剂加入到1000份的液态十六醇中溶解，冷凝回流条件下充分搅拌30分钟，冷却得到十六醇与调节剂固体混合物，即得相变时传热速度发生改变的十六醇复合相变储热材料。

进一步地，所述调节剂为无水乙醇和壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)中的任一种。