CN104910869B - 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置 - Google Patents

一种有机复合相变储能材料的可控制备装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104910869B
CN104910869B CN201510323884.9A CN201510323884A CN104910869B CN 104910869 B CN104910869 B CN 104910869B CN 201510323884 A CN201510323884 A CN 201510323884A CN 104910869 B CN104910869 B CN 104910869B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hot pressing
energy storage
storage material
preparation device
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510323884.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104910869A (zh
Inventor
贾仕奎
王�忠
陈立贵
付蕾
朱艳
杨昕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Technology filed Critical Shaanxi University of Technology
Priority to CN201510323884.9A priority Critical patent/CN104910869B/zh
Publication of CN104910869A publication Critical patent/CN104910869A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104910869B publication Critical patent/CN104910869B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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

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)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，包括热压腔体，热压腔体的上部连接有上盖，上盖连接有真空泵和超声振荡器，真空泵和超声振荡器均伸入热压腔体内部，热压腔体的底部设置有冷却水槽，冷却水槽的两端分别为进水管和出水管，热压腔体的侧壁上设置有加热套，热压腔体的侧壁上还插有压力传感器和热电偶。本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，加工简单，加工可控度高，投入成本低。

Description

一种有机复合相变储能材料的可控制备装置
技术领域
本发明属于相变储能材料的制备装置技术领域，具体涉及一种有机复合相变储能材料的可控制备装置。
背景技术
相变储能是利用相变材料的相变潜热进行能量储存的一项新型环保节能技术。由于相变储能材料能够在发生相变的过程中吸收或放出大量的热有效存储和释放能量，并且具有热效率和储能密度高，贮热容器体积小，以及相变前后温度恒定等优点，在太阳能、建筑保温、蓄热调温织物以及医疗等领域有着广阔的应用前景。依据相变发生方式分为固-固、固-液、固-气、液-气相变材料，其中固-固与固-液相变材料具有较小的温度波动与高的单位储能密度，是极具实用价值的相变储能材料。
在实际的开发应用中，以有机低分子烷烃、脂类、酸类和醇类作为相变材料的储能介质具有独特的优势，如较高的相变焓、低的相变温度、低的过冷度、无毒、性能稳定、性价比高、长期使用可靠性等而得到广泛的关注。然而，这类相变材料也有着无法避免的不足就是在储能过程中的导热和封装问题，导热性差直接影响着相变放热反应时间长、储热利用率低、容易产生过热，从而降低了相变储能的效率，而相变过程中的液态流动可能会造成封装系统腐蚀和相变介质泄漏。通过吸附法或共混法将相变功能组份与热稳定性高的支撑组份复合而获得高导热高储能密度的定形相变储能材料，该制备方法加工工艺简单及生产过程无溶剂化且获得的相变储能材料可以保持相变过程的形状稳定，成为国内外研究学者的研究亮点。
由于相变功能组份通常都采用低熔点高相变焓的有机材料，同时其黏度较高，而热稳定性高的支撑材料一般采用高熔点聚合物或高导热的多孔粒子。如何降低熔融混合过程中的有机相变功能组份的热剪切破坏？如何提高相变功能组份与支撑组份间的分散混合性？因此，需要进一步寻求新的复合相变储能材料制备方法和装置解决上述问题，实现高速高效制备性能优异的相变储能材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，解决了现有物理共混法或静态真空吸附法带来的低熔点有机相变组份热氧剪切破坏或吸附过程低分散流动性的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，包括热压腔体，热压腔体的上部连接有上盖，上盖连接有真空泵和超声振荡器，真空泵和超声振荡器均伸入热压腔体内部，热压腔体的底部设置有冷却水槽，冷却水槽的两端分别为进水管和出水管，热压腔体的侧壁上设置有加热套，热压腔体的侧壁上还插有压力传感器和热电偶。
本发明的特点还在于，
冷却水槽由两个以上“U”型槽构成的。
本发明的有益效果是：本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，针对不同特性的多组份复合相变材料体系可以实现超声频率或真空度调控；本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，在分散及吸附过程可以实现超声振荡与真空吸附协同作用，以期达到均匀分散和高效吸附；本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，精确的控温系统可以实现精确而快速加热或冷却，以超声振荡、真空吸附及加工温度等外场的共同作用达到复合相变材料的无破坏高吸附高分散制备。
附图说明
图1是本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置的结构示意图；
图2是本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置的主视图；
图3是本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置的俯视图。
图中，1.热压腔体，2.冷却水槽，3.加热套，4.真空泵，5.超声振荡器，6.压力传感器，7.热电偶，8.进水管，9.出水管，10.上盖。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，结构如图1所示，主视图如图2所示，俯视图如图3所示，包括热压腔体1，热压腔体1的上部连接有上盖10，上盖10连接有真空泵4(真空泵4的一端通过螺纹与上盖10连接)和超声振荡器5(超声振荡器5通过合金杆与上盖10连接，合金杆的一端通过螺纹连接在上盖10的正中部)，真空泵4和超声振荡器5均伸入热压腔体1内部，热压腔体1的底部设置有冷却水槽2(冷却水槽2由两个以上“U”型槽构成)，冷却水槽2的两端分别为进水管8和出水管9，热压腔体1的侧壁上设置有加热套3(加热套3设置有两个，两个加热套3之间留有空隙)，热压腔体1的侧壁上还插有压力传感器6和热电偶7(压力传感器6和热电偶7从两个加热套3之间的空隙中插入热压腔体1内)。
使用本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置的制备方法，具体步骤为：
步骤1、将低熔点有机相变组份/聚合物复合材料(如聚乙二醇/高密度聚乙烯、聚乙二醇/热塑性聚氨酯、石蜡/高密度聚乙烯等)或低熔点有机相变组份/多孔粒子复合材料(如正十八烷/介孔二氧化硅、正十八烷/膨胀石墨、硬脂酸/膨胀石墨等)放至热压腔体1中，把上盖10盖紧，打开真空泵4抽真空，其相对真空度可以在-80kPa-0kPa调节；同时调节热压腔体1的温度，加热范围可以在常温-300℃之间；实现在真空条件下熔融塑化；
步骤2、打开超声振荡器5，调节振幅和频率，频率范围为20kHz-80kHz，低熔点有机相变组份/聚合物复合材料或低熔点有机相变组份/多孔粒子复合材料在真空熔融状态下进行5min-15min振荡分散混合；
步骤3、再次调节热压腔体1的真空度，使热压腔体1的真空度保持在-80kPa-(-70kPa)，在振荡的条件下进行5min-60min的动态真空吸附，获得高分散低破坏的复合相变材料；
步骤4、从进水管8处向冷却水槽2中注入冷水，再从出水管9处流出，使步骤3得到的复合相变材料快速冷却定型；
步骤5、关闭超声振荡器5和真空泵4，打开上盖10，取出定型后的复合相变材料。
上述方法的基本原理为：利用一定真空度的环境下进行复合材料熔融，在真空条件降低了对低熔点高相变焓的功能组份的破坏；同时打开超声振荡器5进行振荡分散，使熔融态的复合材料在真空环境下充分振荡混合；另外在超声振荡作用下进一步调控真空度进行动态吸附可以提高熔融态的相变功能组份和聚合物组份间的作用，也可改善相变组份进入无机粒子的多孔结构中，通过超声振荡与真空吸附的高效协同可以有效地避免有氧高温剪切破坏和静态吸附下低流动分散性。
本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，将真空泵4和超声振荡器5联合使用，即完成了将真空熔融和超声振荡分散混合的有机结合。本发明一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，加工简单，加工可控度高，投入成本低。

Claims (3)

1.一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，其特征在于，包括热压腔体(1)，热压腔体(1)的上部连接有上盖(10)，上盖(10)连接有真空泵(4)和超声振荡器(5)，真空泵(4)和超声振荡器(5)均伸入热压腔体(1)内部，热压腔体(1)的底部设置有冷却水槽(2)，冷却水槽(2)的两端分别为进水管(8)和出水管(9)，热压腔体(1)的侧壁上设置有加热套(3)，热压腔体(1)的侧壁上还插有压力传感器(6)和热电偶(7)。
2.根据权利要求1所述的一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，其特征在于，所述冷却水槽(2)由两个以上“U”型槽构成。
3.根据权利要求1所述的一种有机复合相变储能材料的可控制备装置，其特征在于，所述加热套(3)设置有两个，两个加热套(3)之间留有空隙，所述压力传感器(6)和所述热电偶(7)从两个加热套(3)之间的空隙中插入热压腔体(1)内。
CN201510323884.9A 2015-06-12 2015-06-12 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置 Active CN104910869B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510323884.9A CN104910869B (zh) 2015-06-12 2015-06-12 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510323884.9A CN104910869B (zh) 2015-06-12 2015-06-12 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104910869A CN104910869A (zh) 2015-09-16
CN104910869B true CN104910869B (zh) 2017-12-22

Family

ID=54080325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510323884.9A Active CN104910869B (zh) 2015-06-12 2015-06-12 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104910869B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111748322B (zh) * 2020-07-29 2024-02-13 中国科学院过程工程研究所 一种批量自动化生产相变储热材料的系统装置及方法
CN112387237A (zh) * 2020-11-19 2021-02-23 中国矿业大学 一种复合相变材料的自动制备装置及其控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2668638Y (zh) * 2003-11-06 2005-01-05 同济大学 颗粒型相变复合材料制备装置
CN101050354A (zh) * 2007-05-11 2007-10-10 华南理工大学 相变储能微囊及其制备方法与装置
CN101565606A (zh) * 2009-05-25 2009-10-28 陕西理工学院 一种高分子固-固相变储能材料及其制备方法
CN102061403A (zh) * 2010-10-28 2011-05-18 华南理工大学 多孔材料基体和复合相变蓄热材料及其制备方法
CN103570311A (zh) * 2013-10-23 2014-02-12 沈阳建筑大学 一种石蜡/膨胀珍珠岩相变保温砂浆的制备方法
CN104677933A (zh) * 2015-02-28 2015-06-03 陕西理工学院 一种定型相变材料存储/释放能量测试装置
CN204727838U (zh) * 2015-06-12 2015-10-28 陕西理工学院 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2668638Y (zh) * 2003-11-06 2005-01-05 同济大学 颗粒型相变复合材料制备装置
CN101050354A (zh) * 2007-05-11 2007-10-10 华南理工大学 相变储能微囊及其制备方法与装置
CN101565606A (zh) * 2009-05-25 2009-10-28 陕西理工学院 一种高分子固-固相变储能材料及其制备方法
CN102061403A (zh) * 2010-10-28 2011-05-18 华南理工大学 多孔材料基体和复合相变蓄热材料及其制备方法
CN103570311A (zh) * 2013-10-23 2014-02-12 沈阳建筑大学 一种石蜡/膨胀珍珠岩相变保温砂浆的制备方法
CN104677933A (zh) * 2015-02-28 2015-06-03 陕西理工学院 一种定型相变材料存储/释放能量测试装置
CN204727838U (zh) * 2015-06-12 2015-10-28 陕西理工学院 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104910869A (zh) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Experimental investigation and theoretical analysis on a mid-temperature solar collector/storage system with composite PCM
Tiari et al. Experimental study of a latent heat thermal energy storage system assisted by a heat pipe network
Jesumathy et al. Heat transfer characteristics in latent heat storage system using paraffin wax
CN106801266A (zh) 相变储能纤维及其制备方法
Pradeep et al. Silver nanoparticles for enhanced thermal energy storage of phase change materials
CN104910869B (zh) 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置
CN106915075A (zh) 一种熔融沉积型3d打印机喷头冷却装置
CN101943505A (zh) 利用定形相变材料的蓄热型冷凝器
CN107586537A (zh) 一种复合相变材料及其制备方法
Wang et al. Using organic phase-change materials for enhanced energy storage in water heaters: an experimental study
Rathod et al. Numerical investigation on latent heat storage unit of different configurations
CN104927778B (zh) 一种有机复合相变储能材料的可控制备方法
Ramazani et al. Super-fast discharge of phase change materials by using an intermediate boiling fluid
CN204727838U (zh) 一种有机复合相变储能材料的可控制备装置
CN206271839U (zh) 一种气液冷却一体化散热装置及热管理系统
CN110360865A (zh) 一种翅片式组合相变材料蓄热球
CN207273790U (zh) 一种用于塑胶成型的加热装置
Zhao et al. Experimental study on the heat storage and release of the solid-liquid phase change in metal-foam-filled tube
Sudheer et al. Cooling curve analysis of micro-and nanographite particle-embedded salt-PCMs for thermal energy storage applications
CN206217143U (zh) 一种具有冷却功能的挤塑机双重加热装置
Wang et al. Fabrication of microencapsulated phase change materials using microfluidics
CN206113310U (zh) 一种新型空气加热器
CN104149308B (zh) 一种基于相变传热的单螺杆/双螺杆挤出机的机筒结构
Liu et al. Experimental study and numerical simulation on thermal energy storage characteristics of composite phase change materials in annular space of vertical double-pipe heat exchanger
CN204214135U (zh) 一种用于搪瓷夹套式蒸发釜的导热油循环加热系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant