BG107307A - Карбоксилатни соли в приложения за съхраняване натоплина - Google Patents
Карбоксилатни соли в приложения за съхраняване натоплина Download PDFInfo
- Publication number
- BG107307A BG107307A BG107307A BG10730702A BG107307A BG 107307 A BG107307 A BG 107307A BG 107307 A BG107307 A BG 107307A BG 10730702 A BG10730702 A BG 10730702A BG 107307 A BG107307 A BG 107307A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- salts
- heat
- carboxylic acids
- salt
- use according
- Prior art date
Links
- -1 Carboxylate salts Chemical class 0.000 title abstract description 27
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 title description 41
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 63
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 abstract description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 21
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- YOSXTSJZQNTKKX-UHFFFAOYSA-M potassium;heptanoate Chemical compound [K+].CCCCCCC([O-])=O YOSXTSJZQNTKKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- MFUVDXOKPBAHMC-UHFFFAOYSA-N magnesium;dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MFUVDXOKPBAHMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 6
- RLEFZEWKMQQZOA-UHFFFAOYSA-M potassium;octanoate Chemical compound [K+].CCCCCCCC([O-])=O RLEFZEWKMQQZOA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229940050906 magnesium chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 3
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 3
- BWILYWWHXDGKQA-UHFFFAOYSA-M potassium propanoate Chemical compound [K+].CCC([O-])=O BWILYWWHXDGKQA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000010332 potassium propionate Nutrition 0.000 description 3
- 239000004331 potassium propionate Substances 0.000 description 3
- JXKPEJDQGNYQSM-UHFFFAOYSA-M sodium propionate Chemical compound [Na+].CCC([O-])=O JXKPEJDQGNYQSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000010334 sodium propionate Nutrition 0.000 description 3
- 239000004324 sodium propionate Substances 0.000 description 3
- 229960003212 sodium propionate Drugs 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 150000001734 carboxylic acid salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N heptanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- PLTITVCILJQXGD-UHFFFAOYSA-L potassium sodium propanoate Chemical compound [K+].C(CC)(=O)[O-].[Na+].C(CC)(=O)[O-] PLTITVCILJQXGD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Изобретението се отнася до приложението на соли на алкалните или алкалоземните метали или на солевиразтвори на С1-С16 карбоксилна киселина, или на техни смеси като среда за съхраняването и използването на топлинна енергия. Солите или разтворът могат да се използват при топлообменен флуид или мазилно вещество, или хидравличен флуид, или сапун.
Description
КАРБОКСИЛАТНИ СОЛИ В ПРИЛОЖЕНИЯ ЗА СЪХРАНЯВАНЕ НА ТОПЛИНА
Това изобретение се отнася до приложението на карбоксилатни соли за съхраняване на топлинна енергия. Стопените соли се използват за съхраняване на топлина, защото солите абсорбират топлина по време на прехода от твърда към течна фаза. Тази топлина се съхранява в латентна форма толкова дълго, колкото се запазва течното състояние и се освобождава отново по време на прехода от течна към твърда фаза, когато течните соли се втвърдяват.
Предшестващо състояние на техниката
Топлинната енергия, произхождаща от какъвто и да е енергиен източник е повторно използваема, ако може да бъде съхранена. Примери на повторно използваема енергия са излишъкът от топлина от статични и движещи се двигатели с вътрешно горене, топлината създавана от електрически мотори и генератори, процесна топлина и кондензационна топлина (т.е. в рафинерии и инсталации за производство на пара). Енергията, произведена във върхово натоварване може да бъде управлявана и съхранена за по-късно използване. Примери са слънчевото отопление и електрическото отопление в часовете с ниска тарифа.
Проблемът със запалването на двигателя на студена кола зимно време е добре познат. Скреж и влага на стъклото за защита от вятър и прозорците, труден старт на двигателя, студ в отделението за пасажерите.
Производителите на коли са наясно с този проблем и правят всяко възможно усилие, за да подобрят комфорта на водача при такива обстоятелства. Електрическото нагряване на предното стъкло, задните прозорци, движещото колело и седалките на пасажерите се предлагат като комфортни възможности по избор. Обаче тези решения поставят едно извънредно натоварване върху електрическата силова система на превозното средство. Производителите на двигатели търсят решения, които за предпочитане използват излишната топлина, създавана от двигателя, която може контролируемо да бъде освобождавана в околната среда. Солите за съхраняване на топлина или функционални флуиди, съдържащи соли за съхраняване на топлина, могат да намерят нови приложения в появяващи се технологии. Солите за съхраняване на топлина биха могли например да бъдат използвани за поддържане на горивни клетки при постоянни температури.
Един аспект от това изобретение е, че в приложенията за автомобили и свръхпроизводителни двигатели, излишната топлина на двигателя може да бъде съхранена в карбоксилните соли или в разтворите на карбоксилни соли, включени в системата за топлообмен на двигателя. Съхранената топлина може да бъде използвана за бързо нагряване на критични компоненти на двигателя, флуидите на двигателя и катализатора за отработените газове. Нагряването на тези критични компоненти преди старта на двигателя помага да се избегне дискомфорта, високата консумация на гориво, високите емисии на отработени газове и увеличеното износване на двигателя, свързано със старта на двигателя на студено. Топлината съхранена в карбоксилни соли, или в разтвори на карбоксилни соли, може също да бъде използвана за нагряване на отделението на пасажерите за подобряване комфорта на водача и пасажерите в студени климати.
Ниво на техниката
Хидратирани флуоридни, хлоридни, сулфатни и нитратни соли или комбинации от соли са били описани като среда за съхраняване на топлина. Патент US 4 104 185 описва акумулатор на топлина, в който средата за съхраняване на топлинна енергия се състои по същество от разтвор на калиев флуорид/вода, имащ съдържание на флуорид между 44 и 48 тегл.%. Патент US 5 567 346 се отнася до състав на материал за латентно съхраняване на топлина, състоящ се от 65 до 85 тегл.% натриев сулфат декахидрат, 1 до 20 тегл.% амониев хлорид и 1 до 20 тегл.% натриев бромид, и евентуално 1 до 20 тегл.% амониев сулфат. Патент US 5 728 316 се отнася до смеси на соли за съхраняване на топлина, съставени от ** магнезиев нитрат хексахидрат и литиев нитрат в масово отношение
86-81 : 14 - 19. Патент US 5 755 988 се отнася до процес за регулиране съдържанието на топлинната енергия на затворен контейнер, съдържащ смеси от органични киселини.
Съвместно притежаваните ЕР 0 229 440, ЕР 0 251 480, ЕР 0 308 037 и ЕР 0 564 721 описват използването на карбоксилатни соли като инхибитори на корозията във водни топлообменни флуиди или формулировки на антифриз с инхибиране на корозията. Европейска патентна заявка № 99 930 566.1 описва водни разтвори на карбоксилати, които предоставят защита от студ и корозия. Намерено бе, че водни разтвори на соли на С карбоксилни киселинни с малък брой въглеродни атоми (С1-С2), в комбинация със соли на карбоксилни киселинни с по-висок брой въглеродни атоми (СЗ-С5), предоставят защита от евтектично втвърдяване. Открито бе подобряване на защитата от корозия чрез прибавяне на една или повече от една, С6-С16 карбоксилни киселини. Предимствата на тези охлаждащи флуиди, базиращи се на карбоксилни соли пред етиленгликоловите или пропиленгликолови охлаждащи флуиди, е подобреният пренос на топлина поради по-високата специфична топлина и подобрената течливост, в резултат от по-високото водно съдържание при същата защита от студ. Друга цел на това изобретение е да разшири капацитета на съхраняване на топлина на горните топлообменни флуиди и други функционални флуиди и подобни на сапуни мазилни вещества и смазки.
Цел на настоящото изобретение е да предостави комбинации от соли за съхраняване на топлина, които са по-малко токсични и по-малко тежки за околната среда, отколкото флуоридните, хлоридни, сулфатни и нитратни соли или киселинните комбинации от соли, използвани в нивото на техниката. Друга цел на изобретението е да предостави комбинации от соли за съхраняване на топлина, които са по-малко корозионни към металите и материалите, използвани в съоръженията за пренос на топлина и съхраняване на топлина.
Област на приложение на изобретението
Един аспект от изобретението се отнася до приложението на алкалнометални или алкалоземно-метални соли на карбоксилни киселини, и комбинации от такива соли, като среда за латентно съхраняване на топлина. Карбоксилатните соли за съхраняване на топлина от това изобретение са по-малко токсични и по-благоприятни за околната среда, отколкото флуоридните, хлоридни, сулфатни и нитратни соли или комбинации от соли, използвани в нивото на техниката. Те са също помалко корозионни към металите и материалите, използвани в съоръженията за пренос на топлина и съхранение на топлина. Те са подобни на карбоксилатите, използвани като инхибитори на корозията в топлообменни флуиди на водна и гликолова база. Те също са съвместими с карбоксилатите (формиати и/или ацетати), използвани като вещества за понижаване точката на замръзване във водни топлообменни флуиди.
В приложенията за съхраняване на топлина е важно да се намери среда с температури на топене, които са в съответствие с температурния работен обхват на топлинния източник, и които имат висок латентен топлинен капацитет. Друг аспект на това изобретение е, че смеси от карбоксилни соли могат да бъдат нагласени да предоставят температури на топене, които съответстват на температурите на приложение. Подобно, могат да бъдат избрани комбинации с висок топлинен капацитет за оптимизиране на капацитета на съхранение. Това може да бъде направено чрез смесване на различни соли от същия карбоксилат (например калиевата, литиева и/или натриева сол на същия карбоксилат) или чрез смесване солите на различни карбоксилати.
В приложенията за съхраняване на топлина е важно също, че солите за съхраняване на топлина могат да издържат непроменени и неограничен брой цикли на съхраняване на топлина и освобождаване на топлина. Хидратираните соли за съхраняване на топлина са особено възприемчиви. Загубата на вода от хидролизираните кристали ще въведе безводни кристални структури с различни температури на топене и различни латентни топлинни капацитети, които може да не са повече подходящи за приложението. Дехидратирането при температури над температурата на топене на хидратирана сол може да бъде избегнато чрез използване на херметично запечатани контейнери и ограничаване на свободното пространство, в което може да кондензира вода без контакт със солите за
| съхраняване | на | топлина. Тези мерки | ограничават | ДО | някаква степен |
| използването | на | хидратирани соли в | приложения | за | съхраняване на |
| топлина. | |||||
| Един друг | аспект на това изобретение е | да | се диспергират |
карбоксилатни соли с капацитет за съхраняване на топлина, във флуида за пренос на топлина. Могат да бъдат избрани соли за съхраняване на топлина, които имат ограничена разтворимост във флуида за пренос на топлина по избор. Общото количество соли за съхраняване на топлина, добавени към разтвора може да бъде нагласено към изисквания топлинен капацитет в индивидуална система. При достигане на температурата на топене на диспергираните соли за съхраняване на топлината, солите ще започнат да се топят и извличат топлина от флуида чрез фазов пренос. Температурата на флуида може само да се повиши отново, когато всичките соли за съхраняване на топлина са в стопено състояние. В случая, когато се използват хидратирани соли за съхраняване на топлина, използването на воден топлообменен флуид, в който се диспергират солите, осигурява хидратация.
Могат да бъдат подбрани соли за съхраняване на топлина, имащи плътности, които са близки в твърда и течна фаза, така че да няма риск от повреждане на контейнера или системата поради разширяване при фазов преход. В много топлообменни приложения обаче, една флуидна фаза ще бъде предпочитана като позволяваща лесен транспорт на топлина. Разбира се могат да бъдат използвани двойни топлообменни системи, в които първичната система съдържа солите за съхраняване на топлина, а С вторичната система съдържа флуида за пренос на топлина.
Един друг аспект на изобретението, е да подобри топлинния капацитет на топлообменен флуид, чрез диспергиране на частици за съхраняване на топлина в съществуващи топлообменни флуиди или други функционални флуиди или сапуни.
Примери са:
1. Топлообменни флуиди на база водоразтворимо алкохолно вещество за понижаване точката на замръзване, такова като етиленгликол, пропиленгликол, етанол или метанол.
2. Топлообменни флуиди на база водни разтвори на соли на
С карбоксилни киселинни с малък брой въглеродни атоми (С1-С2) (формиати, ацетати) или техни смеси.
3. Топлообменни флуиди, мазилни вещества или хидравлични флуиди на база минерално или синтетично масло, минерални и синтетични сапуни или смазки.
Суспендираните частици предоставят капацитет за съхраняване на топлина в обема на съществуващата обменна среда, мазилно вещество или смазка.
Алкалнометалните соли на карбоксилните киселини имат ниска токсичност, биоразграждащи са и не са корозионни по отношение на много материали. Допълнително предимство на алкалнометалните карбоксилати е, че те са подобни и/или съвместими с карбоксилатите, използвани като вещество за понижаване точката на замръзване и с карбоксилатите, използвани като инхибитори на корозията в топлообменни флуиди на водна и гликолова база.
Примери за изпълнение на изобретението
Изобретението ще бъде по-специфично описано чрез позоваване на следващите примери. Оценени бяха много формулировки чрез подлагане на известни количества соли на цикли на контролирано нагряване и охлаждане между 20 °C и 180 °C.
W
Пример
Сравнителен А Сравнителен В Изобретение 1 Изобретение 2 Изобретение 3 Изобретение 4 Изобретение 5 Изобретение 6 Изобретение 7 Изобретение 8
Състав
Магнезиев хлорид хексахидрат
Магнезиев нитрат хексахидрат
Калиев октаноат
Калиев хептаноат
Калиев октаноат (90 %)/Калиев хептаноат (10 %)
Калиев пропионат
Натриев пропионат (30 %)/Калиев формиат (70 %) Калиев октаноат (70 %)/Калиев хептаноат (30 %) Солев разтвор от 80 т/т% калиев пропионат Натриев пропионат (20 %)/Калиев формиат (20 %)/ Калиев хептаноат (10 %)/Вода (50 %)
Пояснение на фигурите
Фигурите показват кривите на топлинно превръщане за формулировките от примерите. Те са по-специфично описани тук по-
| нататък. | Разкритие на изобретението |
Употреба на карбоксилатните соли в приложения за съхраняване на топлина.
Един аспект на изобретението е, че е било намерено, че алкалнометалните соли и алкалоземно-металните соли на карбоксилните киселини имат капацитети за съхраняване на топлина, които позволяват тези соли да бъдат използвани в приложения за съхраняване на топлина. За да се оценят капацитетите за съхраняване на топлина, солите бяха подложени на цикли на контролирано нагряване и охлаждане в предварително установен температурен обхват. Например, за оценяване на възможните приложения в автомобили, известни количества от солите бяха подложени на цикли на контролирано нагряване и охлаждане между 20 °C и 180 °C. Когато при w нагряване се достигне точката на топене, измерената температура в солта ще проявява тенденция да остане постоянна, докато цялото количество сол се стопи. Чрез измерване на температурния диференциал между солта и еталонен реципиент, подложен на същите температурни цикли, може да бъде определена точката на топене. Чрез интегриране на температурния диференциал във времето може да бъде измерен латентния топлинен капацитет на пробата. Подобно, когато при охлаждане се достигне точката на втвърдяване, измерената температура в солта ще проявява тенденция да остане постоянна, докато цялото количество сол се втвърди. Отново чрез интегриране на температурния диференциал във времето, може да бъде С оценен латентният топлинен капацитет на пробата (техника на диференциалната сканираща калориметрия). Чрез повтаряне на температурните цикли, може да бъде оценена стабилността на солта за съхранение на топлина.
Литературата предоставя информация за точката на топене и топлинния капацитет на някои известни соли за съхраняване на топлина. Например, за магнезиев хлорид хексахидрат (сравнителен пример А) е било докладвано, че има точка на топене от 117 °C и латентен топлинен капацитет от 165 KJ/kg. Фигура 1 показва експериментални криви за магнезиев хлорид хексахидрат. Температурният цикъл е бил повторен пет пъти. Фигура 2 показва температурните диференциали спрямо времето. Във
Фигура 3, температурните диференциали са дадени на графика като функция от температурата. От тези криви може да бъде установено, че точката на топене е наистина 117 °C. Показано е преохлаждане при втвърдяване. Повторяемостта на точката на топене в последователни температурни цикли или серии е добра. Някакво намаление в топлинния капацитет наистина е отбелязано, вероятно резултат от частичното дехидратиране на солта. По-крайни отмествания в точката(точките) на топене и капацитета за съхраняване на топлина са показани във Фигура 4 за магнезиевия нитрат хексахидрат (сравнителен пример В). В този експеримент капацитетът за съхраняване на топлина се загубва във втория и трети температурен цикъл (серии 2 и 3). Допълнителни температурни цикли за пробата от магнезиев нитрат хексахидрат са показани във Фигура
5. Дехидратирането на солта очевидно причинява допълнителни промени и отмествания в точките на топене и втвърдяване към по-високите температури.
Карбоксилатните соли предоставят стабилни свойства за съхраняване на топлина.
Изненадващо, далеч по-стабилно поведение е намерено за алкалнометалните соли на карбоксилните киселини, които се използват също като инхибитори на корозията. Например, Фигура 6 показва пет последователни температурни цикъла за калиев октаноат (изобретение пример 1). Точката на топене на солта е 57 °C. Един допълнителен пример, използващ калиев хептаноат е показан на Фигура 7 (изобретение пример 2). Точката на топене за калиев хептаноат е 61 °C.
Точката на топене на карбоксилатните соли може да бъде нагласена за специфично приложение за съхраняване на топлина.
Точката на топене може да бъде нагласена за специфично приложение чрез селекцията и отношението на смесване на алкалнометалните карбоксилати. Например, смес от калиев октаноат (90 %) и калиев хептаноат (10 %) (изобретение пример 3, показан във Фигура 8) бе намерено, че има температура на топене от около 48 °C, особено подходяща за съхраняване на топлина при по-ниски температури. Във водни разтворени вещества тези карбоксилатни соли или комбинации от соли показват отлични свойства за защита от корозия. В допълнение, те са подобни и така, напълно съвместими с карбоксилатите, използвани като инхибитори на корозията в етиленгликолови и пропиленгликолови топлообменни флуиди и химикали за обработване на вода. Алкалнометалните соли на карбоксилните киселини с малък брой на въглеродните атоми (С1-С2) и алкалнометалните соли на карбоксилни киселини със среден брой въглеродни атоми (СЗ-С5), или комбинации от двете, могат да бъдат използвани като соли за съхраняване на топлина. Например, Фигура 9 (изобретение пример 4) показва последователни цикли на нагряване и охлаждане за калиев пропионат, с температура на топене от 79 °C. Смес от 30 % натриев пропионат и 70 % калиев формиат - Фигура 10 (изобретение пример 5), бе намерено, че има температура на топене от 167 °C.
С Свойствата за възстановяване на топлина на влажни или хидратирани карбоксилатни соли лесно се възстановяват.
Намерено бе, че като се излезе от хидратирани или влажни карбоксилатни соли, лесно могат да бъдат добити стабилни свойства за съхраняване на топлина посредством един или повече температурни цикли, в които водата се изпарява. Това е илюстрирано на Фигура 11 (изобретение пример 6) за смес от калиев октаноат (70 %) и калиев хептаноат (30 %), с температура на топене от около 42 °C - водата е извряла от влажна проба, в първия цикъл на нагряване и латентната топлина може вече да бъде възстановена в първия цикъл на охлаждане при температура на втвърдяване от около 45 °C. Това позволява топлообменни приложения, в които се изпарява или добавя вода към солите за съхраняване на топлина, например за ефикасно отстраняване на излишна топлина.
Солеви разтвори на карбоксилатни соли имат капацитет за съхраняване на топлина.
Солеви разтвори на карбоксилатни соли могат също да бъдат използвани като среда за съхраняване на топлина. Например, Фигури 12 до 14 (изобретение пример 7) показват различните криви за цикли на последователно нагряване и охлаждане за солев разтвор от 80 т/т % от калиев пропионат. Обратно на солите, водният солев разтвор бе държан в затворен контейнер, който не позволява изпаряване на вода. В експеримента, фазовият преход към по-ниския температурен обхват очевидно не бе завършен, когато цикълът на нагряване бе рестартиран, поради високият капацитет на съхраняване на топлина на средата. Като сравнителен флуид бе използвано силиконово масло.
Диспергираните карбоксилатни соли предоставят капацитет за съхраняване на топлина на флуиди или сапуни.
Друг аспект на това изобретение е, да се диспергират хидратираните соли с капацитет за съхраняване на топлина, във флуида за пренос на топлина. Например Фигура 15 (изобретение пример 8) показва последователните цикли на нагряване и охлаждане за смес от 20 % натриев пропионат и 20 % калиев формиат и 10 % калиев хептаноат с 50 % вода в сравнение със солев разтвор без добавянето на калиев хептаноат. Ефектът от добавянето на хептаноата е ясно видим. Това е даже още по-очевидно от кривите на Фигура 16, показващи диференциалните температури като функция от времето. Фигура 17 показва ефекта от калиевия хептаноат. Ефектът от втвърдяването при около 73 °C, който е наблюдаван също за чист калиев хептаноат (Фигура 7), е ясно видим. Диспергирането на карбоксилатни соли за съхраняване на топлина в други флуиди, ще има подобни ефекти. Това специално ще бъде случаят за топлообменни флуиди на база гликол. Много карбоксилатни соли имат ограничена разтворимост в гликол и вода, и така могат да бъдат диспергирани в такива флуиди за увеличаване на капацитета за съхраняване на топлина. Подобно, това е възможно в други функционални продукти, такива като мазилни вещества или хидравлични флуиди на база минерално или синтетично масло, и в минерални и синтетични сапуни или смазки.
Claims (13)
- ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ1. Използване на една или смес от алкално-метало-земни соли или солев разтвор на СтС18 карбоксилни киселини като среда за съхраняването и използването на топлинна енергия.
- 2. Използване съгласно претенция 1, на комбинация от сол на една или повече СГС2 карбоксилни киселини и една или повече С3-С5 карбоксилни киселини.
- 3. Използване съгласно претенция 1, на комбинация от сол на една или повече СГС5 карбоксилни киселини и една или повече С6-С18 карбоксилни киселини.
- 4. Използване съгласно претенция 1 в температурен обхват от 20 °C до 180 °C.
- 5. Използване съгласно всяка една от претенции 1 до 4, в което солите са безводни соли.
- 6. Използване съгласно претенция 5, в което солите са соли на една или повече С3- Ci8 карбоксилни киселини.
- 7. Използване съгласно всяка една от претенции 1 до 4, в което солите са хидратираните соли или солев разтвор на една или повече С3- С7 карбоксилни киселини.
- 8. Използване съгласно всяка една от претенции 6 или 7, допълнително включващо използването на сол или солев разтвор от Ci карбоксилна киселина.
- 9. Използване съгласно претенция 1 на комбинация от безводни соли или на една или повече С3 - С5 карбоксилни киселини и на една или повече С6- С16 карбоксилни киселини.
- 10. Използване съгласно претенция 9, допълнително включващо използването на сол или солев разтвор на Ci карбоксилна киселина.
- 11. Метод за подобряване топлообменните свойства и топлинния капацитет на флуид или сапун чрез диспергиране в същия флуид или сапун, на карбоксилна сол, както е дефинирана във всяка една от претенции 1 до10.
- 12. Метод съгласно претенция 11, в който флуидът е топлообменен флуид на база водоразтворимо алкохолно вещество за понижаване точката на замръзване, включително етиленгликол, пропиленгликол, етанол и метанол.
- 13. Метод съгласно претенция 11, в който флуидът е топлообменен флуид, мазилно вещество или хидравличен флуид на база минерално или синтетично масло, минерален или синтетичен сапун или смазка.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00304376A EP1158036A1 (en) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Carboxylate salts in heat-storage applications |
| PCT/EP2001/005623 WO2001090273A2 (en) | 2000-05-24 | 2001-05-17 | Carboxylate salts in heat-storage applications |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG107307A true BG107307A (bg) | 2003-07-31 |
Family
ID=8173017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG107307A BG107307A (bg) | 2000-05-24 | 2002-11-22 | Карбоксилатни соли в приложения за съхраняване натоплина |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7306750B2 (bg) |
| EP (2) | EP1158036A1 (bg) |
| JP (1) | JP2003534441A (bg) |
| KR (1) | KR100873712B1 (bg) |
| CN (1) | CN1430659A (bg) |
| AT (1) | ATE463550T1 (bg) |
| AU (2) | AU2001269016B2 (bg) |
| BG (1) | BG107307A (bg) |
| BR (1) | BR0111088A (bg) |
| CA (1) | CA2409266C (bg) |
| CZ (1) | CZ20023783A3 (bg) |
| DE (1) | DE60141749D1 (bg) |
| ES (1) | ES2343306T3 (bg) |
| MX (1) | MXPA02011460A (bg) |
| PL (1) | PL360252A1 (bg) |
| RU (1) | RU2246521C2 (bg) |
| WO (1) | WO2001090273A2 (bg) |
| ZA (1) | ZA200209523B (bg) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7028899B2 (en) | 1999-06-07 | 2006-04-18 | Metrologic Instruments, Inc. | Method of speckle-noise pattern reduction and apparatus therefore based on reducing the temporal-coherence of the planar laser illumination beam before it illuminates the target object by applying temporal phase modulation techniques during the transmission of the plib towards the target |
| DE10065304A1 (de) * | 2000-12-29 | 2002-07-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Wärmeisolierung bei einer für den mobilen Einsatz vorgesehenen Brennstoffzellenanlage und zugehörige Brennstoffzellenanlage |
| JP2009040803A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 伝熱媒体 |
| FR2925163B1 (fr) * | 2007-12-12 | 2010-02-26 | Centre Nat Rech Scient | Procede et appareil d'analyse thermique |
| US8575077B2 (en) * | 2008-07-15 | 2013-11-05 | Ian D. Smith | Environmental subsea control hydraulic fluid compositions |
| US9096812B2 (en) | 2008-07-15 | 2015-08-04 | Macdermid Offshore Solutions, Llc | Environmental subsea control hydraulic fluid compositions |
| US8759265B2 (en) * | 2008-07-15 | 2014-06-24 | Ian D. Smith | Thermally stable subsea control hydraulic fluid compositions |
| US8633141B2 (en) | 2008-07-15 | 2014-01-21 | Ian D. Smith | Thermally stable subsea control hydraulic fluid compositions |
| CN102127757A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-20 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | Mocvd反应系统 |
| CN102634323A (zh) * | 2012-04-16 | 2012-08-15 | 贾振勇 | 一种采暖防冻剂 |
| WO2014161065A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-10-09 | Sigma Energy Storage Inc. | Compressed air energy storage and recovery |
| EP3122837A4 (en) * | 2014-03-24 | 2017-11-29 | Sigma Energy Storage Inc. | Heat transfer fluids compositions |
| JP6535504B2 (ja) * | 2014-04-22 | 2019-06-26 | 株式会社デンソー | 蓄熱システムおよび蓄熱材 |
| DE102014219808A1 (de) * | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Energiespeicher für Kraftwerk auf Basis eines Phasenwechselmaterials (PCM) |
| JP2018016691A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Jsr株式会社 | 組成物、成形体及び建築材料 |
| JP2018016690A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Jsr株式会社 | 組成物、成形体及び建築材料 |
| EP3561022A4 (en) * | 2016-12-22 | 2020-01-08 | Nissan Chemical Corporation | HEAT ACCUMULATOR MATERIAL |
| CN111051465B (zh) * | 2018-01-29 | 2021-11-02 | 松下电器产业株式会社 | 蓄冷剂 |
| CN112470327A (zh) * | 2018-07-25 | 2021-03-09 | 路博润公司 | 水性传热系统以及从电气部件分散热量的方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2118586A (en) * | 1936-12-18 | 1938-05-24 | United Drug Company | Thermophoric composition |
| JPS5314173A (en) * | 1976-07-26 | 1978-02-08 | Mitsubishi Electric Corp | Heat regenerating material |
| US4109702A (en) * | 1976-08-06 | 1978-08-29 | Greene Norman Donald | Energy storage and retrieval as heat |
| NL191418C (nl) * | 1981-03-09 | 1995-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | Materiaal voor het opslaan van warmte; werkwijze voor het bereiden van dit materiaal. |
| JPS5879081A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-12 | Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The | 蓄熱材組成物 |
| US4949549A (en) * | 1987-07-07 | 1990-08-21 | International Thermal Packaging, Inc. | Cooling device with improved waste-heat handling capability |
| FR2733510B1 (fr) * | 1995-04-28 | 1997-07-04 | Bp Chemicals Snc | Composition d'antigel et fluide aqueux comprenant la composition |
| JP2934721B2 (ja) * | 1995-08-30 | 1999-08-16 | 株式会社フタバ化学 | 蓄冷蓄熱媒体組成物 |
| JP3114113B2 (ja) * | 1996-10-16 | 2000-12-04 | 株式会社フタバ化学 | 蓄熱槽 |
| CA2220315A1 (en) * | 1996-12-17 | 1998-06-17 | Abel Mendoza | Heat transfer fluids containing potassium carboxylates |
| EP1087004A1 (en) * | 1999-07-16 | 2001-03-28 | Texaco Development Corporation | Synergistic combinations of carboxylates for use as freezing point depressants and corrosion inhibitors in heat transfer fluids |
-
2000
- 2000-05-24 EP EP00304376A patent/EP1158036A1/en not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-17 AT AT01947287T patent/ATE463550T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-05-17 CN CN01809969A patent/CN1430659A/zh active Pending
- 2001-05-17 WO PCT/EP2001/005623 patent/WO2001090273A2/en active IP Right Grant
- 2001-05-17 PL PL36025201A patent/PL360252A1/xx not_active IP Right Cessation
- 2001-05-17 AU AU2001269016A patent/AU2001269016B2/en not_active Ceased
- 2001-05-17 EP EP01947287A patent/EP1285039B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-17 ES ES01947287T patent/ES2343306T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-17 CZ CZ20023783A patent/CZ20023783A3/cs unknown
- 2001-05-17 AU AU6901601A patent/AU6901601A/xx active Pending
- 2001-05-17 DE DE60141749T patent/DE60141749D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-17 RU RU2002134494/04A patent/RU2246521C2/ru active
- 2001-05-17 KR KR1020027015902A patent/KR100873712B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-05-17 US US10/296,826 patent/US7306750B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-17 JP JP2001587073A patent/JP2003534441A/ja active Pending
- 2001-05-17 CA CA002409266A patent/CA2409266C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-17 BR BR0111088-8A patent/BR0111088A/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-05-17 MX MXPA02011460A patent/MXPA02011460A/es active IP Right Grant
-
2002
- 2002-11-22 ZA ZA200209523A patent/ZA200209523B/en unknown
- 2002-11-22 BG BG107307A patent/BG107307A/bg unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7306750B2 (en) | 2007-12-11 |
| ES2343306T3 (es) | 2010-07-28 |
| DE60141749D1 (de) | 2010-05-20 |
| ZA200209523B (en) | 2003-11-24 |
| WO2001090273A2 (en) | 2001-11-29 |
| PL360252A1 (en) | 2004-09-06 |
| RU2246521C2 (ru) | 2005-02-20 |
| KR20030019395A (ko) | 2003-03-06 |
| EP1285039B1 (en) | 2010-04-07 |
| US20050139802A1 (en) | 2005-06-30 |
| CZ20023783A3 (cs) | 2003-05-14 |
| CN1430659A (zh) | 2003-07-16 |
| BR0111088A (pt) | 2003-04-08 |
| ATE463550T1 (de) | 2010-04-15 |
| JP2003534441A (ja) | 2003-11-18 |
| KR100873712B1 (ko) | 2008-12-12 |
| EP1285039A2 (en) | 2003-02-26 |
| CA2409266C (en) | 2007-09-11 |
| AU6901601A (en) | 2001-12-03 |
| CA2409266A1 (en) | 2001-11-29 |
| EP1158036A1 (en) | 2001-11-28 |
| MXPA02011460A (es) | 2003-04-25 |
| WO2001090273A3 (en) | 2002-05-10 |
| AU2001269016B2 (en) | 2005-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2409266C (en) | Carboxylate salts in heat-storage applications | |
| AU2001269016A1 (en) | Carboxylate salts in heat-storage applications | |
| Jankowski et al. | A review of phase change materials for vehicle component thermal buffering | |
| US5104562A (en) | Coolant composition containing potassium formate and potassium acetate and method of use | |
| KR101620112B1 (ko) | 열 에너지 저장 물질 | |
| US5591374A (en) | Salt mixtures for storing thermal energy in the form of heat of phase transformation | |
| HU203778B (en) | Glycol-free anti-freeze solution | |
| JP2001164242A (ja) | 熱エネルギーを相転移熱の形で貯蔵するための混合塩とその使用 | |
| CN104487537B (zh) | 蓄热材料组合物、使用了该蓄热材料组合物的辅助热源和热供给方法 | |
| Hidaka et al. | New PCMs prepared from erythritol-polyalcohols mixtures for latent heat storage between 80 and 100 C | |
| US1911195A (en) | Noncorrosive antifreeze liquid | |
| CN103842467A (zh) | 抗蚀性及pH缓冲性得到提高的防冻液或冷却液组合物 | |
| RU2748914C2 (ru) | Рецептура автомобильной охлаждающей жидкости с увеличенным сроком службы | |
| JPH0726252A (ja) | 蓄冷材 | |
| JPH09241624A (ja) | 蓄冷熱用材料とその製造方法 | |
| JPS5952920B2 (ja) | 潜熱蓄熱材 | |
| KR20170009844A (ko) | 감소된 저온 점도를 지니는 비수성 열 전달 유체 | |
| JPH05504787A (ja) | 貯蔵塩混合物 | |
| JP2001152141A (ja) | 蓄熱材組成物 | |
| JPS61197668A (ja) | 蓄熱材 | |
| JPH07118629A (ja) | 蓄熱材 | |
| JPH1088117A (ja) | 蓄熱材組成物 | |
| Jankowski et al. | Submitted Manuscript | |
| JP2018145219A (ja) | 蓄熱材組成物 | |
| JPS6296582A (ja) | 蓄熱材組成物 |