[发明专利]复合相变蓄能材料及其制备方法和应用

说明书

本发明是关于一种复合相变蓄能材料及其制备方法，所述的复合相变蓄能材料的组分以及各组分的质量百分含量为六水氯化钙80‑95％，相分离抑制剂1.5‑15％，成核剂0‑5％。本发明所述的复合相变蓄能材料的制备方法为称取相等质量的无水氯化钙和水，搅拌至无水氯化钙完全溶解，得第一溶液；向所述的第一溶液中加入成核剂，搅拌，得第二溶液；向所述的第二溶液中加入相分离抑制剂，搅拌，即得到液体的复合相变蓄能材料。本发明所述的以六水氯化钙为相变材料的蓄能材料，过冷度小，经反复循环后依然保持相变完全，蓄能率高，更加适于实际应用。

技术领域

本发明涉及一种相变材料，特别是涉及一种无机复合相变蓄能材料及其制备方法和应用。

背景技术

建筑能耗约占我国总能耗的1/3，如何提高建筑中可再生能源的应用比例，合理利用能源，提用效率，是摆在建筑节能面前的突出问题。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)中也明确指出，能源是重点发展领域，要积极发展建筑节能技术，开发太阳能和其他可再生能源利用技术，并发展能源的节约利用技术。

目前我国仍以火力发电为主，消耗大量的化石能源资源。电能供暖是特殊地区或条件下供暖的补充；而电能制冷是普遍的制冷方法。夏季空调制冷消耗大量的电能，且随昼夜温差变化，白天出现用电高峰(峰期)，电网负荷加重，而夜间空调开启较少，电网负荷又严重不足(谷期)，出现电能不能合理利用而造成浪费。

相变蓄能材料是解决上面问题的理想材料。当环境温度高于材料相变温度时，相变蓄能材料可以吸收热量，抑制室内温度上升；当环境温度低于相变温度时，相变储热材料又可将热量释放出，抑制室温下降。它可以将白天的太阳辐射热“移时”到晚上用，把谷期电转化为热能用于夜间供暖或转化为“冷”用于白天调节室内温度。利用常温相变储热材料应用于建筑领域，利用环境温差，在供暖期可以减少供暖的能耗，夏季减少空调的开启次数，减小电网负荷的变化。可在一定温度范围内调节周围环境温度，减小室内温度波动，改善室内的舒适度，实现能量的合理利用具有重要的应用价值。

在众多相变材料中，六水氯化钙因其适宜的相变温度(29℃左右)，较好的导热性和储热密度，及价格低廉，安全无毒等优点而受到广泛关注。但同其他无机水合盐一样，六水氯化钙存在相分离问题，即其在从固态水合盐发生相变融化变成液态无机盐的水溶液的过程中，无机盐不能完全溶解于其结晶水中而沉降至容器底部，导致了材料有效成分随着相变循环次数增加而不断减少，蓄能性能衰退，材料实际性能和寿命均远低于理论值。

对于固液相分离的问题的解决办法也很多，如加增稠剂，浅盘法或摇晃搅动等，由于添加增稠剂法不受材料容器及使用条件的限制，因此研究的最多。这些增稠剂主要为可通过凝胶反应形成空间网络结构的有机物，如羧甲基纤维素钠、淀粉、甘油、三羟甲基丙烷等，在相变材料中起到悬浮作用，减少了相分离的发生。然而，这些有机增稠剂的实际效果往往受增稠剂种类、浓度、体系温度和pH等条件的限制，有机物的添加还可能增加防火、霉变腐烂等方面的风险。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种无机复合相变蓄能材料及其制备方法和应用，所要解决的技术问题是降低六水氯化钙的过冷度，提高六水氯化钙的相变程度，进而提高相变材料的使用寿命，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

依据本发明提出的一种复合相变蓄能材料，所述的蓄能材料的组分以及各组分的质量百分含量为

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的一种复合相变蓄能材料，其中所述的成核剂的质量百分含量为0.5-5％。

优选的，前述的一种复合相变蓄能材料，其中所述的相分离抑制剂和成核剂为无机物。