CN103242806A - 无机盐相变蓄冷材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机盐相变蓄冷材料,由以下重量份数的原料组成:100重量分数的浓度为15~25%的无机盐溶液、1~7重量分数的晶核剂、2~15重量分数的增稠剂。无机盐作为无机相变材料,其优点:1、相变潜热高(可以达到200~400J/g);2、导热系数好(比较有机类相变储能材料);3、无毒,pH值显中性;4、价格便宜。本发明提供的无机盐相变蓄冷材料,与现有的技术(相变潜热在100-200J/g范围)相比,具有储能密度高,过冷度小,循环稳定性能好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种相变储能材料,具体涉及一种用于冷链运输的无机盐相变蓄冷材料。
背景技术
相变储能材料(Phase Change Materials,PCMs)是指在其物相变化过程中,可以从环境吸收热量或向环境放出热量,从而达到能量的储存和释放的目的,解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾。利用此特性,PCM在太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、节能建筑材料、空调的节能以及食品保鲜等领域拥有广泛的应用前景。同时由于其相变时温度近似恒定,可以用于调整控制周围环境的温度,并且可以多次重复使用。
从广义上说,相变蓄冷材料是储能材料的一种。追求高品质的生活是全人类永恒的主题,这其中高品质的食物占据了极为重要的内容。因此,不断完善食品尤其是易腐农产品及冷冻产品的冷链运输,保证向人们提供高质量的食品并减少农产品运输过程中的损失,是今后我国食品工业面临的一个重大课题。相变蓄冷材料作为冷链最后1公里的唯一冷源,如果其工作性能不佳,将直接导致冷链前段的效用作废,关系重大。目前,对于相变蓄冷的作用及意义认识程度总体上说不高,对于相变蓄冷材料的研究开展的较少,缺乏系统的研究开发,这是目前在相变蓄冷材料研究领域面临的最大的问题。而现在开发的无机盐蓄冷剂中,主要以硫酸钠为主要原料,但是其融解过程属于非均匀融解,存在过冷度高、循环稳定性能差、导热性能较差、相变温度不可调等问题,这些因素均导致了相变蓄冷剂不能发挥其应有的作用。
发明内容
本发明主要是针对上述技术中存在提供一种储能密度高,过冷度低的相变蓄冷材料。
为了解决以上技术问题,本发明提供了一种无机盐相变蓄冷材料,由以下重量份数的原料组成:100重量分数的浓度为15~25%的无机盐溶液、1~7重量分数的晶核剂、2~15重量分数的增稠剂。
作为优选,所述无机盐为、氯化钠、氯化镁、硝酸钠中的一种或者多种。
进一步地,所述晶核剂为四硼酸钠、二氧化硅中的一种或者多种。
进一步地,所述增稠剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、膨润土、海藻酸钠中的一种或者多种。
无机盐作为无机相变材料,其优点:1、相变潜热高(可以达到200~400J/g);2、导热系数好(比较有机类相变储能材料);3、无毒,PH值显中性;4、价格便宜。
四硼酸钠的加入可以有效的降低相变蓄冷材料的过冷度,加入膨润土和聚丙烯酸钠可以有效的避免无机盐相变蓄冷材料出现相分离现象,提高相变循环稳定性能。
本发明提供的无机盐相变蓄冷材料,与现有的技术(相变潜热在100-200J/g范围)相比,具有储能密度高,过冷度小,循环稳定性能好的优点。
附图说明
图1为纯氯化钠溶液相变步冷曲线图;
图2、3、4为本发明的相变蓄冷材料步冷曲线图;
图5为本发明的相变材料经过30次循环后的相变蓄冷材料步冷曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一部分实施例中进行完整的描述,在以下实施例中,用相变步冷曲线图来表示蓄冷材料的过冷性及相分离性:在相变步冷曲线图中,平台部分表示材料的相变过程,并且根据平台是否出现凹槽来判断材料在相变过程中有无过冷现象,如果出现凹槽,则表示材料在相变过程中有过冷现象发生,否则,无过冷现象发生;并且通过相变曲线的可重复性来判断材料在相变过程有无分离现象。
实施例1
在500mL的烧杯中倒入200mL的水,在温度为25℃时加入56g氯化钠,搅拌直到完全溶解后升温到35℃加入2.24g的四硼酸钠溶解后加入1.12g的膨润土搅拌10分钟后得到相变蓄冷材料。
通过w&a公司的三层量热仪测试,该相变蓄冷材料的相变潜热为285J/g,过冷度为0.9℃
该实施例的测试结果如图2所示。
实施例2
在500mL的烧杯中倒入300mL的水,在温度为25℃时加入79.8gMgcl2,搅拌直到完全溶解后升温到35℃加入4g的四硼酸钠溶解后加入1.6g的膨润土搅拌10分钟后按照5g海藻酸钠/100mL溶液的标准加入海藻酸钠充分溶胀后得到相变蓄冷材料。
通过w&a公司的三层量热仪测试,该相变蓄冷材料的相变潜热为220J/g,过冷度为2.5℃
该实施例的测试结果如图3所示。
实施例3
在500mL的烧杯中倒入200mL的水,在温度为25℃时加入44g硝酸钠,搅拌直到完全溶解后升温到35℃加入1.32g的二氧化硅和2.2g的膨润土搅拌10分钟后得到相变蓄冷材料。
通过w&a公司的三层量热仪测试,该相变蓄冷材料的相变潜热为232J/g,过冷度为0.8℃
该实施例的测试结果如图4所示。
实施例4
在500mL的烧杯中倒入200mL的水,在温度为25℃时加入44g氯化钠,搅拌直到完全溶解后升温到35℃加入1.32g的四硼酸钠溶解后加入2.2g的膨润土搅拌10分钟后得到相变蓄冷材料,之后放入恒温油槽中性循环稳定性能测试。
通过w&a公司的三层量热仪测试,该相变蓄冷材料的相变潜热为210J/g。
该实施例的测试结果如图5所示。
Claims (4)
1.一种无机盐相变蓄冷材料,其特征在于,由以下重量份数的原料组成:100重量分数的浓度为15~25%的无机盐溶液、1~7重量分数的晶核剂、2~15重量分数的增稠剂。
2.根据权利要求1所述的无机盐相变蓄冷材料,其特征在于,所述无机盐为、氯化钠、氯化镁、硝酸钠中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的无机盐相变蓄冷材料,其特征在于,所述晶核剂为四硼酸钠、二氧化硅中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的无机盐相变蓄冷材料,其特征在于,所述增稠剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、膨润土、海藻酸钠中的一种或者多种。
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Address after: Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 311121 West 1500 building 8A-1 No. 4 Patentee after: Hangzhou Ruhr new Mstar Technology Ltd Address before: Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 311121 West 1500 building 8A-1 No. 4 Patentee before: Ruhr Energy Technology Co., Ltd. |