专利名称：纳米复合固液相变蓄能材料的制作方法
技术领域：
本发明属于相变蓄能技术，具体涉及固液相变蓄能材料。
背景技术：
蓄能技术具有十分广泛的用途。例如在太阳能热利用中，可以把热接收的太阳能 储存起来供夜晚或阴雨天气使用，改善太阳能不稳定的缺点，使供能系统运行稳定；在分布 式能源系统中，可以利用蓄能技术，把燃气轮机余热储存起来，为用户提供热水或为吸收式 空调系统提供驱动热源，调整供能系统和用户用能负荷之间的匹配；在空调系统中，可以利 用蓄能技术，把冷能或热能在用电低谷时段储存起来，在用电高峰时再供给用户，可移峰填 谷，减小用户运行费用。因此蓄能技术对于太阳能、废热能的回收利用等具有重要应用价 值，是一种有效的节能减排技术。潜热蓄能是热能存储的主要方式，而相变材料是潜热储能系统的重要组成部分。 固液相变材料由于相变体积变化小，相变温度稳定，相变潜热大而应用最多。固液相变材料 可分为有机相变材料和无机相变材料，有机相变材料(例如石蜡类、脂肪酸类)具有无腐蚀 性、化学和热物理性质稳定、没有或较低的过冷度等优点，但是密度小、相变潜热较小，因此 单位体积的蓄能量较小，另外其热导率低、易燃也不利于有机相变材料的应用。无机相变材 料主要是水合无机盐相变材料，由于密度大、相变潜热大，因而具有较大的蓄能密度，同时 具有较好的传热性能且价格便宜，因此倍受关注。但是水合无机盐相变材料有较大的过冷 度和易析出无机盐晶体而发生相分层的缺点，使得其应用受到很大限制。
发明内容
为了解决水合无机盐相变材料过冷和相分离问题，本发明提出复合纳米颗粒的水 合盐相变蓄能材料。本发明采用的技术方案是纳米复合固液相变蓄能材料由水合无机盐，纳米材料，增稠剂组成。所述的水合无机盐包括水合氯化钙、水合硫酸钠、水合醋酸钠、水合碳酸钠、水合 硅酸钠、水合磷酸钠、水合磷酸氢钠、焦磷酸钠、硼砂、水合硫酸铝铵、水合氯化镁、水合硝酸镁。所述的纳米材料包括纳米氮化铝、纳米氮化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳 米碳化硅、纳米硼化硅、纳米硼化锆。所述的增稠剂包括羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、明胶。所述纳米复合固液相变蓄能材料的质量配比为88 98份的水合无机盐，1 7 份的纳米材料，1 5份的增稠剂。所述的纳米复合固液相变材料的配置方法为1.称量一定质量配比的水合无机盐、纳米材料、增稠剂；2.将三者混合后在固态下充分研磨混合；
3.充装入容器中压实；4.加热融化后封装或直接封装。所述的纳米复合固液相变材料的另一种配置方法为1.称量一定质量配比的水合无机盐、纳米材料、增稠剂；2.将水合无机盐加热融化后加入纳米材料，并充分搅拌震荡，分散均勻；3.将增稠剂加入熔融液态水合无机盐中，混合均勻；4.保持纳米复合相变材料为液态，充装入容器中封装。本发明纳米复合固液相变材料，以水合无机盐为主体，具有较高的蓄能密度和良 好的传热性能；以纳米材料为成核剂，可减小乃至消除水合无机盐的过冷度，且性能稳定， 耐腐蚀；同时通过添加适量增稠剂，增加液态水合无机盐的黏度，可有效防止水合无机盐的 相分离现象，同时可极大增强纳米材料的悬浮稳定性。
具体实施例方式以下实施例仅为进一步说明本发明，但不对本发明构成限制。实施例一称量水合醋酸钠92份，纳米氮化铝粉体4份，增稠剂羧甲基纤维素钠4份，将三者 混合后在固态下充分研磨混合，充装入容器中压实，加热融化后封装。以上述配比得到的 纳米复合水合醋酸钠相变材料，相变潜热大于200kJ/kg，相变温度高于50°C，过冷度小于 2°C。实施例二称量水合醋酸钠91份，纳米氮化铝粉体5份，增稠剂羧甲基纤维素钠4份，将三者 混合后在固态下充分研磨混合，充装入容器中压实，加热融化后封装。以上述配比得到的纳 米复合水合醋酸钠相变材料，相变潜热大于200kJ/kg，相变温度高于50°C，无过冷度。实施例三称量水合硫酸钠92份，纳米氮化铝粉体5份，增稠剂羧甲基纤维素钠3份，将水合 硫酸钠加热融化后加入纳米氮化铝粉体，充分搅拌震荡，分散均勻后将增稠剂羧甲基纤维 素钠加入，混合均勻，最后充装入容器中封装。以上述配比得到的纳米复合水合硫酸钠相变 材料，相变潜热大于200kJ/kg，相变温度约30°C，过冷度小于2V。
权利要求
纳米复合固液相变材料，其特征在于所述材料的质量配比为88～98份的水合无机盐，1～7份的纳米材料，1～5份的增稠剂。
2.根据权利要求1所述的水合无机盐包括水合氯化钙、水合硫酸钠、水合醋酸钠、水合 碳酸钠、水合硅酸钠、水合磷酸钠、水合磷酸氢钠、焦磷酸钠、硼砂、水合硫酸铝铵、水合氯化 镁、水合硝酸镁；所述的纳米材料包括纳米氮化铝、纳米氮化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化 硅、纳米碳化硅、纳米硼化硅、纳米硼化锆；所述的增稠剂包括羧甲基纤维素、羧甲基纤维素 钠、聚丙烯酰胺、明胶。
3.—种权利要求1所述的纳米复合固液相变材料的配置方法，其特征在于包含以下步骤(1).称量一定质量配比的水合无机盐、纳米材料、增稠剂；(2).将三者混合后在固态下充分研磨混合；(3).充装入容器中压实；(4).加热融化后封装或直接封装。
4.一种权利要求1所述的纳米复合固液相变材料的配置方法，其特征在于包含以下步骤(1).称量一定质量配比的水合无机盐、纳米材料、增稠剂；(2).将水合无机盐加热融化后加入纳米材料，并充分搅拌震荡，分散均勻；(3).将增稠剂加入熔融液态水合无机盐中，混合均勻；(4)保持纳米复合相变材料为液态，充装入容器中封装。
全文摘要
本发明纳米复合固液相变材料，属相变蓄能技术。所述纳米复合固液相变材料的质量配比为88～98份的水合无机盐，1～7份的纳米材料，1～5份的增稠剂。本发明纳米复合固液相变材料以水合无机盐为相变蓄能主体，具有较高的蓄能密度和良好的传热性能；以纳米材料为成核剂，可减小乃至消除水合无机盐的过冷度，且性能稳定，耐腐蚀；添加适量增稠剂，增加液态水合无机盐的黏度，可防止水合无机盐的相分离，同时增强纳米材料的悬浮稳定性。本发明纳米复合固液相变材料可广泛用于太阳能热利用、工业余热利用、空调蓄能等领域。
文档编号C09K5/06GK101982518SQ20101028369
公开日2011年3月2日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者卢大杰, 张谦, 胡芃 申请人:中国科学技术大学