CN105950119A - 一种用于太阳能采暖的相变储能复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能采暖的相变储能复合材料及其制备方法，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，5～15份；十六烷酸，45～55份；十四烷酸，30～40份；十二烷酸，5～15份；石蜡，25～35份；松香甘油酯和塔尔油共6～8份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5～7:1。本发明提供的相变储能复合材料热稳定高、腐蚀性低，这种性能可能与原料中松香甘油酯和塔尔油的重量份比有关，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5～7:1时，相变储能复合材料对铜或不锈钢的腐蚀性最低。

Description

一种用于太阳能采暖的相变储能复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于能源领域，具体涉及一种用于太阳能采暖的相变储能复合材料及其制备方法。
背景技术
生态建筑的发展是可持续发展的重要手段之一。在生态建筑中，相变储能材料可以帮助利用太阳能、季节温差等可再生能源，降低建筑物室内温度波动，缩减各种热能设备，降低能源支出和提供健康舒适的室内环境，可利用低峰电力，削峰填谷降低电能消耗，缓解电力紧张。目前，国内外在建筑领域中广泛应用的有机固-液相变储能材料有石蜡、脂肪酸等。这类储能材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热且无毒无腐蚀等优点。以往被动式太阳能采暖房一般是将此类相变储能材料加入导热率高的石墨及高分子类或水泥砂浆等支撑材料做成储热墙体材料。其存在的缺陷是由于辅助材料的加入，使相变储能材料所占比例减少因而储热墙体整体相变潜热降低；此外，制作成型墙体材料、拆卸非常不方便。
地板辐射采暖是以温度不高于60℃的热水，在埋置于地板下盘管系统内循环流动加热整个地板，通过地板均匀地向室内辐射散热的一种供暖方式。相比传统采暖有无可比拟的优势，具有舒适、节能、环保等优点。目前在欧美发达国家超过50％的新建筑利用此方式采暖，在我国许多新建居民楼盘采用了该技术。因为其所需的水温低，可利用太阳能、地热、余热等低温热源，人们想到了将太阳能热水器与地板辐射采暖结合起来进行冬季采暖。众所周知，利用太阳能采暖受到天气状况影响。在阳光灿烂的白天，太阳能热水汇集于热水箱后直接流入地板下盘管系统，达到采暖的目的，但夜晚或环境温度降低时，热水箱水温低于40℃达不到采暖的要求，需通过电加热提高水箱温度，电能消耗依然较高。因此，如何更好的利用相变储能材料与太阳能热水器相结合进行采暖成为业界共同关注的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于太阳能采暖的相变储能复合材料及其制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种用于太阳能采暖的相变储能复合材料，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，5～15份；十六烷酸，45～55份；十四烷酸，30～40份；十二烷酸，5～15份；石蜡，25～35份；松香甘油酯和塔尔油共6～8份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5～7:1。
进一步地，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，10份；十六烷酸，50份；十四烷酸，35份；十二烷酸，10份；石蜡，30份；松香甘油酯和塔尔油共7份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为6:1。
进一步地，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，5份；十六烷酸，45份；十四烷酸，30份；十二烷酸，5份；石蜡，25份；松香甘油酯和塔尔油共6份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5:1。
进一步地，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，15份；十六烷酸，55份；十四烷酸，40份；十二烷酸，15份；石蜡，35份；松香甘油酯和塔尔油共8份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为7:1。
上述相变储能复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
将相变储能复合材料填充于储热罐中，无需加入其它支撑材料。将储热罐安装在太阳能热水器与热水箱之间，该相变储能复合材料的吸热峰在46～50℃之间，白天，太阳能照射充足时，太阳能热水器在向地板下采暖盘管供热水的同时将填充在罐内的相变储能复合材料熔化从而储存了一部分热能。该相变储能复合材料放热峰在44℃左右，夜晚或环境温度降低时，太阳能热水器不能提供热水，储热罐内的相变储能复合材料固化放出热量，将罐内循环水加热，继续向热水箱提供地下盘管所需的40℃左右热水，从而保证了采暖的进行。只有长期阴天才需电辅助加热，节电效果明显。
本发明的优点：
本发明提供的相变储能复合材料热稳定高、腐蚀性低，这种性能可能与原料中松香甘油酯和塔尔油的重量份比有关，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5～7:1时，相变储能复合材料对铜或不锈钢的腐蚀性最低。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：相变储能复合材料的制备
原料重量份比：
十八烷酸，10份；十六烷酸，50份；十四烷酸，35份；十二烷酸，10份；石蜡，30份；松香甘油酯和塔尔油共7份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为6:1。
制备方法：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
实施例2：相变储能复合材料的制备
原料重量份比：
十八烷酸，5份；十六烷酸，45份；十四烷酸，30份；十二烷酸，5份；石蜡，25份；松香甘油酯和塔尔油共6份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5:1。
制备方法：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
实施例3：相变储能复合材料的制备
原料重量份比：
十八烷酸，15份；十六烷酸，55份；十四烷酸，40份；十二烷酸，15份；石蜡，35份；松香甘油酯和塔尔油共8份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为7:1。
制备方法：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
实施例4：相变储能复合材料的制备
原料重量份比：
十八烷酸，10份；十六烷酸，50份；十四烷酸，35份；十二烷酸，10份；石蜡，30份；松香甘油酯和塔尔油共7份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5:1。
制备方法：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
实施例5：相变储能复合材料的制备
原料重量份比：
十八烷酸，10份；十六烷酸，50份；十四烷酸，35份；十二烷酸，10份；石蜡，30份；松香甘油酯和塔尔油共7份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为7:1。
制备方法：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
实施例6：对比实施例，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为4:1
原料重量份比：
十八烷酸，10份；十六烷酸，50份；十四烷酸，35份；十二烷酸，10份；石蜡，30份；松香甘油酯和塔尔油共7份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为4:1。
制备方法：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
实施例7：对比实施例，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为8:1
原料重量份比：
十八烷酸，10份；十六烷酸，50份；十四烷酸，35份；十二烷酸，10份；石蜡，30份；松香甘油酯和塔尔油共7份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为8:1。
制备方法：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
实施例8：效果实施例
实施例1～7制备的相变储能复合材料的热稳定实验与腐蚀实验结果如表1、表2所示。
表1相变储能复合材料的热稳定实验
实施例2～5制备的相变储能复合材料的热稳定与实施例1基本一致。实施例6、7相对而言，热稳定性较差，不如实施例2～5的稳定性高。
表2相变储能复合材料的腐蚀实验
实施例2、3的结果与实施例4、5基本一致。
表2中，实施例6、7制备的相变储能复合材料对铜和不锈钢的腐蚀性明显高于实施例1～5，将近高出一个数量级。
上述实验结果表明，本发明提供的相变储能复合材料热稳定高、腐蚀性低，这种性能可能与原料中松香甘油酯和塔尔油的重量份比有关，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5～7:1时，相变储能复合材料对铜或不锈钢的腐蚀性最低。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (5)

1.一种用于太阳能采暖的相变储能复合材料，其特征在于，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，5～15份；十六烷酸，45～55份；十四烷酸，30～40份；十二烷酸，5～15份；石蜡，25～35份；松香甘油酯和塔尔油共6～8份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5～7:1。
2.根据权利要求1所述的相变储能复合材料，其特征在于，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，10份；十六烷酸，50份；十四烷酸，35份；十二烷酸，10份；石蜡，30份；松香甘油酯和塔尔油共7份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为6:1。
3.根据权利要求1所述的相变储能复合材料，其特征在于，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，5份；十六烷酸，45份；十四烷酸，30份；十二烷酸，5份；石蜡，25份；松香甘油酯和塔尔油共6份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为5:1。
4.根据权利要求1所述的相变储能复合材料，其特征在于，制备原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，15份；十六烷酸，55份；十四烷酸，40份；十二烷酸，15份；石蜡，35份；松香甘油酯和塔尔油共8份，松香甘油酯和塔尔油的重量份比为7:1。
5.权利要求1～4任一所述相变储能复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蜡、松香甘油酯和塔尔油混合，将混合物加热到75～85℃使其呈熔融状，并保持在这一状态下搅拌，使其混合均匀；
步骤S2，冷却至室温，得到用于用于太阳能采暖的相变储能复合材料。
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