[发明专利]一种用于空调蓄冷的相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于空调蓄冷的相变材料及其制备方法，属于相变材料技术领域，解决了现有共晶盐类相变材料导热系数较低、相分离情况严重的技术问题。本发明材料含有质量分比为78%~82%的十水硫酸钠，14%~18%的醋酸铵、2%~3%的硼砂、0.5%~1%的聚阴离子纤维素、0.1%~0.2%的纳米氮化铝和0.3~0.5%的蒸馏水。制备方法为：将十水硫酸钠、醋酸铵、硼砂、聚阴离子纤维素、纳米氮化铝依次加入到研磨钵中，混合均匀并研磨五分钟，使粉末状材料逐渐熔化成粘稠浆糊状材料，然后将其放入水浴加热槽中,控制温度为35℃,慢慢搅拌至材料完全熔化,此时补充适量蒸馏水,继续搅拌十五分钟,然后冷却至室温得到均匀的乳白色胶状材料。

技术领域

本发明属于相变材料领域，尤其涉及一种用于空调蓄冷的相变材料及其制备方法。

背景技术

空调能耗是我国许多地区夏季电力供应紧张、电力负荷昼夜差异大的重要原因。而相变蓄冷空调可以实现电力的“移峰填谷”，避免电网峰值过高，缓解电力供应紧张和失衡，是国家大力推广的节能措施之一。

传统的蓄冷空调以冰作为相变材料，虽然有效减少了蓄冷箱体积，但是由于其在0℃才会发生相变，该温度比常规空调系统的蒸发制冷温度低8~10℃，不仅难以匹配常规制冷机机型，还造成制冷机COP降低30%~40%，对节能效果造成不利影响。

共晶盐蓄冷材料具有相对较高的相变温度和较大的导热系数，其中，相变温度在10℃左右的十水硫酸钠（Na₂SO₄·10H₂O）水合盐材料体系与空调系统的蒸发温度相吻合，不仅实现了良好的储能效果，还避免了制冷机COP降低，受到国内外专家学者的关注。其缺点是相变凝固时易发生过冷现象，且多次热循环后会出现相分离现象，相分离现象即无机水合盐反复相变后有部分盐类难溶于结晶水而沉于底部的分层现象，它会导致相变材料的储热蓄冷能力大幅下降，缩短使用周期。可见缓解和解决Na₂SO₄·10H₂O的相分离问题能延长材料的使用寿命，提高潜热储存能力，对提升共晶盐蓄冷空调的商业竞争力具有重要意义。

2009年05月14日的专利（CN101760182A）公开了以羧甲基纤维素钠为增稠剂的无机相变蓄冷材料，但是羧甲基纤维素钠不耐盐，长期使用会使材料产生相分离现象，大大降低材料的蓄冷能力，影响蓄冷空调的工作性能。

发明内容

本发明提供了一种用于空调蓄冷的相变材料及其制备方法，所述相变材料以十水硫酸钠为主要成分，解决了现有共晶盐蓄冷材料多次循环后相分离程度严重、导热系数低的问题；而且制备工艺简单、制备的相变材料效果更好。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于空调蓄冷的相变材料，包括如下质量百分比的组分：

十水硫酸钠 78%~82%

醋酸铵 14%~18%

硼砂 2%~3%

聚阴离子纤维素 0.5%~1%

纳米氮化铝 0.1%~0.2%

蒸馏水 0.3%~0.5%

以上所述相变材料的相变温度为10℃，相变潜热为125.5kJ/kg；所述聚阴离子纤维素的分子量为50000；所述纳米氮化铝的粒径为30nm。

一种用于空调蓄冷的相变材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将十水硫酸钠、醋酸铵、硼砂、聚阴离子纤维素、纳米氮化铝依次按比例加入到研磨钵中，混合均匀并研磨五分钟，使粉末状材料逐渐熔化成粘稠浆糊状材料。