专利名称：一种低温无机储能材料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低温无机储能材料组合物，结晶温度为-12 -10°c，其结晶体储冷量大，熔解潜热可达到280kJ/kg。按照本发明所得到的低温储能材料组合物，可以广泛应用于易腐食品冷藏运输、低谷电蓄冷等。
背景技术：
为保证易腐产品的品质，需要在较低的温度环境下贮藏、运输，其中冷链运输环节中基本都采用车载压缩机的制冷方式进行食品的短途保存，车载压缩机使用燃油作为能量来源，不仅增加了运输成本，也增加了环境保护的压力。为降低运输成本，通常在短途运输中使用冰水混合物作为制冷介质。由于冰的融化温度是0°c，基本只能提供0 10°C的保存环境，不能完全满足大部分易腐产品的保存要求。根据不完全统计，目前大约90%肉类、80 %水产品、大量的牛奶和豆制品基本上还是在没有冷藏运输保证的情况下运输。 另一方面，国家正在积极推行峰谷分时电价，鼓励居民、工矿企业错峰用电，这为低温蓄冷提供了可行性利用低谷电蓄冷，在需要制冷的时候将冷量释放出来，通过储能材料的中间过渡，解决了能源供求之间在时间和空间上不能有效匹配的矛盾，在降低制冷运输成本的同时缓解了供电波动的压力。本发明公布了一种低温无机储能材料组合物，其储能温度为-12 -10°C，在储能温度范围内储存潜热达到280kJ/kg，即该材料在完全结晶状态下吸收280kJ/kg以上才能完全融化，而在吸热过程中将自身温度维持在-12 -10°C。基于这种特性，该储能材料可以广泛应用于易腐产品运输，替代车载压缩机，降低运输成本，同时也可以应用于低谷电蓄冷，起到削峰填谷的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由无机盐和水组成的低温储能材料组合物，储能温度为-12 -10°C，融化潜热大于280kJ/kg。可用于低温冷藏运输、低谷电蓄冷等方面，可以大幅度降低运输成本，保证运输产品的品质，同时也可以有效缓解在能量转换和利用的过程中存在的供求之间在时间和空间上不能有效匹配的矛盾，降低供电系统的电力峰值压力，起到削峰填谷的作用。本发明的另一目的在于解决低温下无机盐由于溶解度降低带来的分层问题，提高储能材料的使用稳定性。为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种储能材料组合物，主要成分包括H2O, NH4Cl、NH4HC03、(NH4) 2S04、(NH4) 2S208、CO (NH2) 2 及增稠剂气相法 Si02。其中增稠剂气相法SiO2选择比表面积大于200m2/g的规格，添加量为0. 5 I %，
其他各成分的质量百分含量如下H2O32-57%
NH4Cl20-25%
K2SO411-13%
CO(NH2)26-15%
(NH4)2SO45-8%
(NH4)2S2O81-6%
对本发明所提供的储能材料组合物采用步冷曲线法(即记录温度随时间变化的方法)进行结晶储冷温度测试，对融化潜热采用DSC差热扫描量热仪进行测定，针对材料的稳定性，进行完全结晶后常温静置24小时，考察样品的分层盐析问题。
具体实施例方式
本发明通过以下具体实施例更详细的描述本发明，可以使本专业技术人员更全面的了解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例I准确称量50克水，加热至40°C并在搅拌条件下分别依次加入21克NH4ClUl克K2SO4,6. 5克C0(NH2)2、5克(NH4)2S04、6克(NH4)2S2O8,固体完全溶解后，加入0. 5克气相法SiO2,控制搅拌速度2000 2500转/分，搅拌至黏稠状。所得混合物测其结晶温度为-12. 0°C,融化热为285kJ/kg。结晶后室温放置24小时，目测无明显晶体析出。实施例2准确称量32千克水，加热至40°C并在搅拌条件下分别依次加入25千克NH4C1、13千克K2S04、15千克CO (NH2) 2、8千克(NH4) 2S04、6千克(NH4)2S2O8,固体完全溶解后，加入I千克气相法SiO2，控制搅拌速度2000 2500转/分，搅拌至黏稠状。所得混合物测其结晶温度为-11. 8°C,融化热为292kJ/kg。结晶后室温放置24小时，目测无明显晶体析出。实施例3准确称量43克水，加热至40°C并在搅拌条件下分别依次加入23克NH4C1、12克K2SO4UO克CO (NH2) 2、7克(NH4)2S04、4克(NH4)2S2O8,固体完全溶解后，加入I克气相法SiO2,控制搅拌速度2000 2500转/分，搅拌至黏稠状。所得混合物测其结晶温度为-11. 5°C,融化热为289kJ/kg。结晶后室温放置24小时，目测无明显晶体析出。实施例4准确称量283克水，加热至40°C并在搅拌条件下分别依次加入100克NH4C1、55克K2SO4,30克CO(NH2)2,25克(NH4)2SO4,5克(NH4)2S208，固体完全溶解后，加入2. 5克气相法SiO2，控制搅拌速度2000 2500转/分，搅拌至黏稠状。所得混合物测其结晶温度为-10. 3°C，融化热为302kJ/kg。结晶后室温放置24小时，目测无明显晶体析出。实施例5准确称量14. 67千克水，加热至40°C并在搅拌条件下分别依次加入8千克NH4C1、3. 9 千克 K2S04、3 千克 CO (NH2)2U. 83 千克(NH4)2SO4U. 67 千克(NH4)2S2O8,固体完全溶解后，加入267克气相法SiO2,控制搅拌速度2000 2500转/分，搅拌至黏稠状。所得混合物测其结晶温度为-10. 7°C，融化热为296kJ/kg。结晶后室温放置24小时，目测无明显晶体析出。对比例I准确称量56. 62克水，加热至40°C并在搅拌条件下分别依次加入15克NH4C1、10. 15 *K2S04、6. 73 克 C0(NH2)2、8 克(NH4)2S04、3 克(NH4)2S2O8,固体完全溶解后，加入 0. 5克气相法SiO2，控制搅拌速度2000 2500转/分，搅拌至黏稠状。所得混合物无法准确测定结晶温度，DSC差热扫描时融化过程无明显的吸热峰。对比例2准确称量32克水，加热至40°C并在搅拌条件下分别依次加入25克NH4C1、13克 K2SO4U5克CO(NH2)2、8克(NH4)2S04、6克(NH4)2S2O8,固体完全溶解后，所得混合物测其结晶温度为_11.8°C，融化热为291kJ/kg。结晶后室温放置24小时，目测有明显晶体析出，摇晃数次后晶体溶解。通过上述实施例I 5，本发明提供的低温储能组合物在-12 -10范围内具有稳定的储冷温度和较高的融化热，而对比例I中NH4Cl和K2SO4的加入量较少，造成结晶温度飘移，不能满足冷藏运输所需要的恒温要求，对比例2中未添加增稠剂，结果显示反复储冷后体系出现不均匀现象，其有效使用寿命缩短。通过两组对比例可以看出，无论组合物的成分剂量还是增稠剂的添加均会对储能材料的性能产生极大影响。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，所以凡依本发明所述范围的特征原料、特征步骤以及配方等同的变化，均应包括在本发明的申请专利范围之内。
权利要求
1.本发明所述的低温无机储能材料组合物，其特征在于含有H20、NH4Cl、K2SO4,(NH4) 2S04、(NH4) 2S208、CO (NH2) 2 及增稠剂气相法 SiO20
2.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于储能材料是由H2O和NH4Cl、K2SO4,(NH4) 2S04、(NH4) 2S208、CO (NH2) 2 组成的共晶混合物。
3.根据权利要求2所述的共晶混合物，特征在于各成分的质量含量如下H2O32-57%NH4Cl20-25%K2SO411-13%CO(NH2)26-15% NH4)2SO45-8% (NH4)2S2O8 1-6%
4.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于使用气相法SiO2作为增稠剂。
5.根据权利要求4所述的增稠剂，其特征在于气相法SiO2的质量含量为0.5 1%。
全文摘要
本发明公布了一种低温无机储能材料组合物，该组合物主要由水、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵、过硫酸铵、尿素及气相法二氧化硅等功能添加剂构成，其储冷温度为-12～-10℃，结晶体的融化热达到280kJ/kg以上。该组合物具有较好的储能稳定性，可以多次重复循环使用。
文档编号C09K5/06GK102732226SQ20121023626
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者程绍海 申请人:北京精新相能科技有限公司