[发明专利]相变蓄冷复合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种相变蓄冷复合物及其制备方法。所述相变蓄冷复合物包括十水硫酸钠、成核剂、增稠剂和温度调节剂；以所述十水硫酸钠的质量份数为100份计，所述成核剂、所述增稠剂和所述温度调节剂的质量份数分别为0.5‑5份、0.5‑5份和10‑20份；其中，所述相变蓄冷复合物还包括碳纳米材料，以所述十水硫酸钠的质量份数为100份计，所述碳纳米材料的质量份数为1‑5份。本发明通过对相变蓄冷复合材料进行配方设计优化，使复合材料具有安全无毒、生产成本低、过冷度小、蓄冷密度大、材料稳定性好的特点，并能够应用于空调的相变蓄冷系统等需要4～8℃的使用场景中。

技术领域

本发明属于相变蓄冷材料领域，具体地，涉及一种相变蓄冷复合物及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国电力供应日益紧张，夏季城市电网供需矛盾尤为突出。蓄冷技术作为电力负荷管理策略的一项重要技术手段应用于空调系统，可以起到移峰平谷，平衡电力负荷的作用。目前常用的蓄冷介质包括水、冰、共晶盐和气体水合物。对于水蓄冷系统，占用空间体积庞大；冰蓄冷系统由于蒸发温度下降，制冰效率也随之降低；气体水合物由于存在制冷剂蒸汽夹带水分，水合物膨胀堵塞等问题，距离工程实用还有一定的距离。共晶盐具有相变温度高，蓄冷密度大等优点，在工程应用中发挥着极其大的节能效益，能够实现能源利用和环境保护的双重目的。

在共晶盐蓄冷材料中，Na₂SO₄·10H₂O来源广泛，价格低廉，且目前在建筑节能、太阳能蓄热领域已有广泛应用。据文献报道，目前应用于空调蓄冷的熔点在4-8℃范围的相变材料，大多数由Na₂SO₄·10H₂O添加其他控制熔点的盐类组成。尽管对Na₂SO₄·10H₂O相变蓄冷材料的研究很多，但就材料的相分离、相变控温、稳定性及导热性等方面仍有不足，仍有提升的必要。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种相变蓄冷复合物及其制备方法，该相变蓄冷复合物具有安全无毒、生产成本低、过冷度小、蓄冷密度大、材料稳定性好的特点，可应用于空调的相变蓄冷系统等需要4～8℃的使用场景中。

为达到上述目的，一方面，本发明的实施例提供了一种相变蓄冷复合物，其包括十水硫酸钠、成核剂、增稠剂和温度调节剂；以所述十水硫酸钠的质量份数为100份计，所述成核剂、所述增稠剂和所述温度调节剂的质量份数分别为0.5-5份、0.5-5份和10-20份；其中，所述相变蓄冷复合物还包括碳纳米材料，以所述十水硫酸钠的质量份数为100份计，所述碳纳米材料的质量份数为1-5份。

所述十水硫酸钠为基础相变材料。所述成核剂用于减小相变蓄冷复合物的过冷度，其优选为硼砂。所述增稠剂用于抑制相变蓄冷复合物发生相分离，其优选为羧甲基纤维素钠。所述温度调节剂为氯化钾和氯化铵的混合物，其中氯化钾和氯化铵的质量比例为1:1～1:10；所述温度调节剂的添加有利于控制相变蓄冷复合物的相变温度。

可选地，所述碳纳米材料包括石墨烯纳米片和/或碳纳米管。优选地，所述石墨烯纳米片厚度为1-10层、片径为0.5-10微米；所述碳纳米管管径为2-25纳米、管长为3-20微米。

可选地，根据本发明的相变蓄冷复合物还包括磷酸二氢钠，以所述十水硫酸钠的质量份数为100份计，所述磷酸二氢钠的质量份数为0.5-5份。加入磷酸二氢钠，可调节材料pH值、防止铵组分的分解挥发、提高产品的稳定性；并且相较于常规的硼酸，磷酸二氢钠作为pH调节剂具有更高的安全性。

可选地，根据本发明的相变蓄冷复合物还包括硫酸铵，以所述十水硫酸钠的质量份数为100份计，所述硫酸铵的质量份数为1-5份。硫酸铵的加入在一定程度上有助于提高材料的相变潜热。