CN109181652A - 十四胺作为相变储能材料的用途 - Google Patents

Abstract

十四胺作为相变储能材料的用途，该化合物储能时的熔化温度为27.4~44.6℃，放热时的凝固温度为25.2~27.3℃；相变储能潜热为303.47~344.1 kJ/kg，该有机相变材料具有低过冷度（<10℃）和极高潜热，在吸收并储存热能时，热源温度应该控制在44.6~70℃范围内。该有机相变材料特别适用于环境条件下的热能、工业余废热或太阳能储存，并将储存的热能用于建筑物室内供热或驱动吸收式制冷机制冷，以解决热能供给与使用在空间或时间上的不匹配问题，提高能源的利用效率。

Description

十四胺作为相变储能材料的用途

技术领域

本发明涉及相变储热材料的技术，具体地说是利用有机化合物通过相转变吸收或释放大量热能，解决热能供给与使用在空间或时间上的不匹配问题，提高能源的利用效率。

背景技术

发展可再生能源对于解决严重的能源危机以及化石燃料造成的全球污染和气候变暖等严重环境问题具有重要意义。迄今为止，为满足长期以来依赖化石燃料的能源消费的迫切需求，开发了风能、水能、太阳能、核能、生物质能、地热能等多种绿色可持续能源。另一方面，有效利用能源和减少能源浪费是减少能源消耗和排放的替代战略。作为一种能量存储平台，相变储能材料可以通过相位从固态变为液态或液态变为固态时储存和释放潜热来调节环境温度。在相变过程中，它们在温度稍有变化时具有较大的潜热。由于其高能量存储密度，低温度变化和可观的经济效益特性，近年来相变储能材料已经成为各种热节能应用（例如太阳能存储）的主题。

当前许多相变储能材料用于热能或太阳能储存，包括无机相变材料，如水合盐和金属合金，有机相变材料，如石蜡，脂肪酸，多元醇（如聚乙二醇），糖醇（赤藓糖醇和甘露醇）等。对于给定的相变材料，潜热对于其实际应用是必不可少的。在已知的相变材料中，水合盐和金属合金通常具有68-1163 kJ/kg的高潜热，然而它们中的大多数仅适用于高温蓄热，且伴有强烈的相分离和过冷，极大地妨碍了它们的实际应用。相比之下，有机相变材料具有86-340 kJ/kg范围内的中等潜热，相变温度在0和172℃之间，适用于低温储能应用。

目前，针对相变材料在低温储能领域的应用，石蜡类相变潜热范围为170-269 kJ/kg，脂肪酸类相变潜热范围为148-218 kJ/kg，多元醇类相变潜热范围为83-187 kJ/kg，糖醇类相变潜热范围为263-340 kJ/kg。其中糖醇已被开发为高效有机相变材料，在其极高的潜热值下，糖醇既能与无机相变材料竞争，又能利用有机相变材料固有的优点，在热能和太阳能储能方面显示出巨大的潜力。受这些发现的启发，寻求具有高潜热的新型相变材料对于可再生和可持续节能系统的构建非常重要。十四胺的有机化合物的分子式为：C₁₄H₃₁N，其分子具有如下结构：。

发明内容

本发明的目的是提供一种十四胺作为相变储热材料在热能存储领域的应用。

本发明是十四胺作为相变储能材料的用途，十四胺的分子式为：C₁₄H₃₁N；具有如下结构： ，该有机化合物能够通过相变来储存或释放热能，作为相变储能材料的用途。

本发明的有益之处是：解决热能供给与使用在空间或时间上的不匹配问题，提高能源的利用效率；该有机相变材料具有低过冷度（&lt;10℃）和极高潜热，该有机相变储能材料具有合适的吸放热温度、极高的储热能力和良好的长期使用稳定性。该有机相变储热材料存储的热能可用作驱动吸收式制冷机工作的热源或直接作为室内生活热源。

附图说明

图1为实施例1中的DSC图。

具体实施方式

本发明是十四胺作为相变储能材料的用途，十四胺的分子式为：C₁₄H₃₁N；具有如下结构： ，该有机化合物能够通过相变来储存或释放热能，作为相变储能材料的用途。

以上所述的十四胺作为相变储能材料的用途，十四胺储热时的熔化温度为27.4~44.6℃，放热时的凝固温度为25.2~27.3℃；相变储能潜热为303.47~344.1 kJ/kg，在吸收并储存热能时，热源温度在44.6~70℃范围内。

以上所述的十四胺作为相变储能材料的用途，十四胺适用于环境条件下的热能、工业余废热或太阳能储存，并将储存的热能用于建筑物室内供热或驱动吸收式制冷机制冷。

以上所述的十四胺作为相变储能材料的用途，十四胺储存源自环境条件下的热能、工业余废热或太阳能储存而获得的热能时，是将相变材料置于容器内，再将盛有相变材料的容器与太阳能集热器、工业余废热热源或电加热器直接接触以加热相变材料使之熔化，或通过传热工质将热能从太阳能集热器、工业余废热热源或电加热器传递给容器内的相变材料并加热相变材料使之熔化的方法来实现，所述传热工质是水蒸汽或导热油。

以上所述的十四胺作为相变储能材料的用途，所述将相变材料储存的热能用于建筑物室内供热或驱动吸收式制冷机制冷时，需使用传热工质将热能从相变材料输送给室内加热器或吸收式制冷机，所述工质可以是水或导热油；当使用水作为传热工质时，经过相变材料加热的热水也能直接作为生活热水使用。

通过具体实施例对本发明作进一步详细描述，旨在帮助阅读者更好的理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。

实施例1：

取约5mg有机相变材料，在DSC 200F3（NETZSCH, Germany make）差示扫描量热仪上，以5 ℃/min的升温速度，从0℃到100℃进行差示扫描量热，测得该有机相变材料的熔点为27.4~44.6℃，熔化焓约为303.47 kJ/kg；取约5mg有机相变材料，在DSC 200F3 （NETZSCH,Germany make）差示扫描量热仪上，以5 ℃/min的升降温速度，在0℃到100℃范围进行50次循环差示扫描量热，测得该有机相变材料的熔点一直稳定在27.4~44.6℃范围内，凝固温度在25.2~27.3℃范围内，熔化焓一直稳定在303.47~344.1 kJ/kg范围内。

实施例2：

将外径为5mm，壁厚0.3mm的铜管弯制成管间距为5mm，圆盘直径为4.5cm，共4层圆盘构成的盘管，将盘管放入周围被1cm厚的石棉材料包裹的150mL直型玻璃杯中，再加入100g有机相变材料，将盘管埋入，再将杯口用保温材料盖住，盘管的端口升出盖子2cm再与耐热胶管连接；控制电加热器的温度为60℃，从底部加热玻璃杯，使有机相变材料全部熔化，停止加热，往盘管中通入25℃的自来水，控制水的流量，可控制出口水温度为38℃。

实施例3：

将实施例2中的电加热器温度控制为70℃，从底部加热玻璃杯，使有机相变材料全部熔化，停止加热，往盘管中通入25℃的导热油，控制油的流量，可控制出口油温度为38℃。

实施例4：

将实施例2中的电加热器温度控制为70℃，从底部加热玻璃杯，使有机相变材料全部熔化，停止加热，往盘管中通入25℃的导热油，控制油的流量，可使出口油温度逐渐升高到45℃，并稳定在此温度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.十四胺作为相变储能材料的用途，十四胺的分子式为：C₁₄H₃₁N；具有如下结构：，该有机化合物能够通过相变来储存或释放热能，作为相变储能材料的用途。

2.根据权利要求1所述的十四胺作为相变储能材料的用途，其特征在于十四胺储热时的熔化温度为27.4~44.6℃，放热时的凝固温度为25.2~27.3℃；相变储能潜热为303.47~344.1 kJ/kg，在吸收并储存热能时，热源温度在44.6~70℃范围内。

3.根据权利要求1所述的十四胺作为相变储能材料的用途，其特征在于十四胺适用于环境条件下的热能、工业余废热或太阳能储存，并将储存的热能用于建筑物室内供热或驱动吸收式制冷机制冷。

4.根据权利要求2所述的十四胺作为相变储能材料的用途，其特征在于所述十四胺储存源自环境条件下的热能、工业余废热或太阳能储存而获得的热能时，是将相变材料置于容器内，再将盛有相变材料的容器与太阳能集热器、工业余废热热源或电加热器直接接触以加热相变材料使之熔化，或通过传热工质将热能从太阳能集热器、工业余废热热源或电加热器传递给容器内的相变材料并加热相变材料使之熔化的方法来实现，所述传热工质是水蒸汽或导热油。

5.根据权利要求2所述的十四胺作为相变储能材料的用途，其特征在于所述将相变材料储存的热能用于建筑物室内供热或驱动吸收式制冷机制冷时，需使用传热工质将热能从相变材料输送给室内加热器或吸收式制冷机，所述工质可以是水或导热油；当使用水作为传热工质时，经过相变材料加热的热水也能直接作为生活热水使用。