[发明专利]蓄热材料及其用途

说明书

本发明涉及利用水合盐作为蓄热材料的领域，更确地说，涉及一种含有热惰性基质与作为工作物质的结晶水合盐的蓄热材料。

本发明要解决的任务是气流和固体物质的温度控制；本发明可用于日常生活和工艺过程，例如，空调机和供暖系统及工作场所，一些不希望加热的恒温设备，以及用于灭火的目的。

最简单和最普通的蓄热材料是水。水的非常高的热容量(1Cal/g.℃)，保证了水蓄热剂的蓄热量与相等质量的，例如以沙土为基的蓄热剂相比，要高出一倍。但是，当按单位体积来换算时，则二者变成差不多，因为水和砂石的密度不同。下面的叙述将表明，当涉及具体的蓄热材料，例如在那些能发生相变的材料(PCM)时，固相体系所具有的优点还要明显。在大量的专利文件中研究和利用了固体物质的蓄热性能。在美国专利No.4708812(J.C.Hatfield & A.W.Va)中，对于那些基于固体物质的熔化和结晶过程的PCM体系中有关蓄热的理论和实际问题进行了详细的研究。

在这些体系中，使用了由结晶水合盐组成的物质。在表1中列出了引自手册中有关结晶水合物熔点的数据。

                                        表1某些结晶水合物的熔点和熔化潜热

        盐    熔点    ℃ 熔化潜热 cal/℃            来    源 Na₂CaO₄.10H₂O Na₂SO₄.10H₂O Na₂S₂O₄.5H₂O Na₂HPO₄.10H₂O CaCl₂.6H₂O    23    31    48    36    29 39 51.3 47.8 66.8 40.7  Handbook Chemistry and  Physics  33ed，P.1916-17  Chemical Rubber Publishing  Co.，  Cleaveland，Ohic

从表中的数据可以看出，在大多数情况下，这些熔点都明显地高于生理上使人感到舒适的温度(20℃)。在所有的情况下，这些盐的熔化潜热都不大，因此在每一单位的蓄能工作物质中所允许储存的热量不多(约为数十个kcal/kg质量)。

我们举出EP0034710作为例子，其中所记载的用于蓄热的成分与我们所用的相近似。在该专利文件中，结晶水合盐，其中包括结晶水合物CaCl₂·6H₂O，分散于水硬性的陶瓷(水泥)基质中。

以水泥基体为例-这是一种由粒径相对较大(约10³-10⁴nm)的水泥颗粒，在水合后形成的多孔性物质，在这些水泥颗粒之间形成的毛细管也差不多是同样的尺寸，并且在这些毛细管中结晶出来的粗粒的盐也差不多是同样的尺寸。在有这样尺寸的小孔和颗粒时，水泥基质借助于毛细管力的作用而能将盐的熔体保留住(防止其流出)，但是这种作用并不能对蓄热工作物质的性质产生任何影响。