[发明专利]一种相变储热材料及储热装置

说明书

本发明提供了一种相变储热材料及储热装置，涉及新能源与节能材料技术领域，更具体的属于一种储热材料及应用装置，相变储热材料包括以下质量份数的原料：70‑90份三水醋酸钠、5‑10份十水焦磷酸钠、5‑10份十二水磷酸氢钠、1‑5份十水硼酸钠、1‑5份南梅子粉、1‑5份明胶以及1‑5份石墨。本发明通过优化复合相变储热材料成分配比，引入固水剂解决了结晶水丢失的问题，避免了相变储热材料的老化，同时提高了导热能力。储热装置包括功能筒组件以及保温筒组件，该结构能够进一步避免出现相变储热材料的老化、腐蚀等缺陷，同时提高了换热效率，还可以根据不同的功率和用途进行各层换热管的组合连接定制。

技术领域

本发明涉及新能源与节能材料技术领域，更具体的属于一种储热材料及应用装置。

背景技术

北方清洁供暖普遍采用电代煤和气代煤的方案，但投资大，费用高，本地太阳能资源浪费，集热管作为采暖设备已有成功的经验，但冬季由于太阳能照度低，特别是阴天时太阳能无法提供热能，另外环境温度低，系统散热大，可供使用的热量少。需要研究一种材料和装置，将夏天的热储存到冬天使用，可以解决夏天炎热和冬季供暖的难题。相变储热材料由于可以储存大量的热能，成为一种较好的供暖储能方案。

在一定条件下（温度、压强等），物质将以一种与外界条件相适应的聚集状态或结构形式存在着，这种形式就是相。在某种意义上，它和该物相的化学组成定义了其全部的物理和化学性质。

相变储热材料(phase change materials)是一种具有特定功能的物质，它能在特定温度(相变温度)下发生物相变化，材料的分子排列在有序与无序之间迅速转变，伴随吸收或释放热能的现象来贮存或放出热能，进而调整、控制工作源或材料周围环境温度，以实现其特定的应用功能。随着世界能源的日趋紧张，相变储热材料因其自身具有的特殊功能在太阳能利用、工业废热利用、节能、工程保温材料、医疗保健等领域都得到了广泛应用。随着全球工业的迅猛发展以及化石燃料的不断减少，能源短缺和环境污染问题已成为世界各国面临的共同挑战，因此，如何提高能源利用效率成为当前人类面临的重要课题。

储能材料是提高能源利用率的重要手段之一，相变储热材料是储能材料的一个主流研究方向，其广泛应用于航天器热控、建筑节能、太阳能热利用、芯片散热等领域。水合盐相变储热材料由于其使用温度范围广、储热过程易于控制、价格低廉等优点，是目前应用最广泛的相变储热材料。

相变储能装置是将相变储热材料放入容器内，通过传热给一定的介质提供热能。用于供暖使用的相变储能装置采用的相变储热材料主要有有机物和水合盐两类，相变潜能多为150-200焦耳/克，起到了一种的储热作用，但由于相变潜能小，体积较大，另一方面相变储热材料老化速度快，使用寿命短。近来醋酸钠的水合物研究取得了进展，相变潜能可以提高到220-250焦耳/克，但相变储热材料分层，过冷度大以及结晶水丢失等仍然影响着相变储热材料的寿命，另外相变储热材料的热传导也是影响使用的因素之一。

当前用于供暖储热的相变储热材料及储能装置技术的主要缺点有：

1.多次使用后，相变储热材料分层，不同的材料因为比重等原因出现分层现象，影响相变储热材料寿命。

2.结晶水丢失严重，多次使用后，结晶水的散失，降低了相变储热材料储热能力。

3.过冷度大，甚至无相变。

4.导热系数低，使用功率小。

与本发明最接近的相变储热材料为专利号ZL200610039026.2，太阳能热水器相变储热材料及其制备方法，它一定程度解决了相分层和过冷的问题，但没有解决结晶水丢失和快速导热的问题。

发明内容

本发明提供了一种相变储热材料，用于解决相变储热材料多次使用后结晶水丢失的问题。

本发明采用如下技术方案：