CN110437806A - 一种pcm相变蓄热材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PCM相变蓄热材料，包括以下重量份的原料：甘露醇40％‑75％份、季戊四醇20％‑50％份、石墨5％‑10％份、石蜡1％‑20％份、硬脂酸10％‑20％份等，本发明还提出了一种PCM相变蓄热材料制备方法。本发明可以根据使用时环境的不同，使蓄热材料可以在60℃‑140℃等范围进行调节，实现了对不同配比对应不同的相变温度，使相变温度可以根据实际情况变化，增加使用效率，可广泛应于设备节能升级改造，工业厂房和车间、养殖、种植业等工业型采暖领域；工业、食品、化工、中药材、纸品、皮革、木材、海产品、农副产品等众多烘干领域，便于市场推广普及，适用范围广。

Description

一种PCM相变蓄热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及PCM蓄热材料设备技术领域，尤其涉及一种PCM相变蓄热材料及其制备方法。
背景技术
PCM相变蓄热：是一种以相变蓄能材料为基础的高新储能技术。主要分为热化学蓄热、显热蓄热和相变蓄热。热化学蓄热虽然蓄热密度大，但不安全且蓄热过程不可控，严重影响其推广应用。
显热蓄热是目前应用最广的一种储热方式，然而它的蓄热密度小。相变蓄热的蓄热密度是显热蓄热的5～10倍甚至更高。由于具有温度恒定和蓄热密度大的优点，相变蓄热技术得到了广泛的研究，尤其适用于热量供给不连续或供给与需求不协调的工况下。
蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力"移峰填谷"、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，是世界范围内的研究热点。目前，主要的蓄热方法有显热蓄热、潜热蓄热和化学反应蓄热三种.显热蓄热是利用物质的温度升高来存储热量的.利用陶瓷粒、水、油等的热容进行蓄热，把已经高温或低温变换的热能贮存起来加以利用，如固体显热蓄热的炼铁热风炉、蓄热式热交换器、蓄热式燃烧器等。
通常的显热蓄热方式简单，成本低，但储存的热量小，其放热不能恒温的缺点化学反应蓄热是指利用可逆化学反应的结合热储存热能.发生化学反应时，可以有催化荆，也可以没有催化剂一种高密度高能量的蓄热方式，它的蓄热密度一般高于显热和潜热，此种蓄热体系通过催化剂和产物分离易于能量长期储存。潜热蓄热(相变蓄热)是利用物质在凝固/熔化、凝结/气化、凝华/升华以及其他形式的相变过程中，都要吸收或放出相变潜热的原理来进行能量储存的技术.利用PCM相变材料相变时单位质量(体积)潜热，蓄热量非常大能把热能贮存起来加以利用，如空间太阳能发电用蓄热器，深夜电力调峰用蓄热器，其储能比显热一个数量级，而且放热温度恒定，但其储热介质一般有过冷、相分离、易老化等缺点，所述需要进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的PCM蓄热材料储热介质一般有过冷、相分离、易老化等缺点缺点，而提出的一种PCM相变蓄热材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种PCM相变蓄热材料，包括以下重量份的原料：甘露醇40％-75％份、季戊四醇20％-50％份、石墨5％-10％份、石蜡1％-20％份、硬脂酸10％-20％份。
优选地，包括以下重量份的原料：甘露醇45％-70％份、季戊四醇26％-44％份、石墨6％-9％份、石蜡4％-16％份、硬脂酸12％-18％份。
优选地，包括以下重量份的原料：甘露醇45份、季戊四醇20份、石墨9份、石蜡11份、硬脂酸15份。
优选地，所述甘露醇和季戊四醇可以用结晶水合盐、熔融盐代替。
优选地，所述石墨可以用金属或合金代替。
优选地，所述硬脂酸可以用其他的酸脂类代替。
优选地，所述甘露醇、季戊四醇、石墨、石蜡和硬脂酸有效含量不低于90-95％。
本发明还提出了一种PCM相变蓄热材料制备方法，包括以下步骤：
S1：粉碎：先根据需要的相变温度按比例取用适量的原材料，分别将石墨、石蜡和硬脂酸等原材料进行研磨粉碎，粉碎研磨后过100目筛；
S2：搅拌：将研磨粉碎的原材料、按照顺序依次放入到搅拌罐中，搅拌20-30分钟后，再将甘露醇和季戊四醇等原材料放入到搅拌罐中，再进行搅拌20-30分钟，将所有材料搅拌均匀；
S3：蒸煮：将搅拌完后的材料放入到蒸锅中进行蒸煮，将搅拌完后的材料融化为液体；
S4：灌装：将融化后的材料灌装到金属容器中，在金属容器中预留定量的膨胀空间，之后对金属容器进行封装，方便后期的使用。
优选地，所述步骤3中蒸锅的温度为90-100℃。
优选地，所述步骤4中预留的膨胀空间为金属容器的5-10％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、制备工艺简单，塑型能力强，可根据应用需要制成各种体积形态，适用于多种环境使用，同时物料性质稳定，可长期反复使用，无异味，无腐蚀，安全环保，不会对环境造成污染，可以放心使用；
2、优化了相变蓄热材料的配方与制备工艺，得到的相变材料密度高、蓄热能力大，导热性能强，并且无衰减，不挥发，提高了相变材料的热稳定性和耐久性；
综上所述，可以根据使用时环境的不同，蓄热材料可以在60℃-140℃范围进行调节，实现了对不同材料的配比对应不同的相变温度，使相变温度可以根据实际情况变化，增加使用效率，可广泛应于设备节能升级改造，工业厂房和车间、养殖、种植业等工业型采暖领域；工业、食品、化工、中药材、纸品、皮革、木材、海产品、农副产品等众多烘干领域，便于市场推广普及，适用范围广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1
本发明中：包括以下重量份的原料：甘露醇45份、季戊四醇20份、石墨9份、石蜡11份、硬脂酸15份。
S1：粉碎：先根据需要的相变温度按比例取用适量的原材料，分别将石墨、石蜡和硬脂酸等原材料进行研磨粉碎，粉碎研磨后过100目筛，避免一些材料颗粒较大，不方便后期进行搅拌，降低搅拌时的效率；
S2：搅拌：将研磨粉碎的原材料、按照顺序依次放入到搅拌罐中，搅拌20-30分钟后，再将甘露醇和季戊四醇等原材料放入到搅拌罐中，再进行搅拌20-30分钟，将所有材料搅拌均匀；
S3：蒸煮：将搅拌完后的材料放入到蒸锅中进行蒸煮，蒸锅的温度为90-100℃，将搅拌完后的材料融化为液体，方便进行灌装；
S4：灌装：将融化后的材料灌装到金属容器中，在金属容器中预留定量的膨胀空间，之后对金属容器进行封装，方便后期的使用。
实施例2
本发明中：包括以下重量份的原料：甘露醇70份、季戊四醇20份、石墨5份、石蜡1份、硬脂酸4份。
S1：粉碎：先根据需要的相变温度按比例取用适量的原材料，分别将石墨、石蜡和硬脂酸等原材料进行研磨粉碎，粉碎研磨后过100目筛，避免一些材料颗粒较大，不方便后期进行搅拌，降低搅拌时的效率；
S2：搅拌：将研磨粉碎的原材料、按照顺序依次放入到搅拌罐中，搅拌20-30分钟后，再将甘露醇和季戊四醇等原材料放入到搅拌罐中，再进行搅拌20-30分钟，将所有材料搅拌均匀；
S3：蒸煮：将搅拌完后的材料放入到蒸锅中进行蒸煮，蒸锅的温度为90-100℃，将搅拌完后的材料融化为液体，方便进行灌装；
S4：灌装：将融化后的材料灌装到金属容器中，在金属容器中预留定量的膨胀空间，之后对金属容器进行封装，方便后期的使用。
实施例3
本发明中：包括以下重量份的原料：甘露醇48份、季戊四醇21份、石墨8份、石蜡13份、硬脂酸10份。
S1：粉碎：先根据需要的相变温度按比例取用适量的原材料，分别将石墨、石蜡和硬脂酸等原材料进行研磨粉碎，粉碎研磨后过100目筛，避免一些材料颗粒较大，不方便后期进行搅拌，降低搅拌时的效率；
S2：搅拌：将研磨粉碎的原材料、按照顺序依次放入到搅拌罐中，搅拌20-30分钟后，再将甘露醇和季戊四醇等原材料放入到搅拌罐中，再进行搅拌20-30分钟，将所有材料搅拌均匀；
S3：蒸煮：将搅拌完后的材料放入到蒸锅中进行蒸煮，蒸锅的温度为90-100℃，将搅拌完后的材料融化为液体，方便进行灌装；
S4：灌装：将融化后的材料灌装到金属容器中，在金属容器中预留定量的膨胀空间，之后对金属容器进行封装，方便后期的使用。
本发明中，先生产相变蓄热材料时需要对使用的产品进行，粉碎：先根据比例取用适量的原材料，分别将石墨、石蜡和硬脂酸这三种原材料进行研磨粉碎，在使用时石墨可以用金属或合金代替，硬脂酸可以用其他的酸脂类代替，将所有材料粉碎研磨后过100目筛，保证材料粉碎彻底，从而保证搅拌时，所有材料均匀搅拌，在搅拌时，将研磨粉碎的三种材料、按照顺序依次放入到搅拌罐中，搅拌20-30分钟后，再将甘露醇和季戊四醇放入到搅拌罐中，甘露醇和季戊四醇可以用结晶水合盐、熔融盐代替，提高搅拌时的速度，保证材料搅拌均匀，之后进行蒸煮，将搅拌完后的材料放入到蒸锅中进行蒸煮，使蒸锅的温度为90-100℃，将搅拌完后的材料融化为液体，材料融化为液体后，将融化后的材料灌装到金属容器中，在金属容器中预留定量的膨胀空间，膨胀空间为金属容器的5-10％，当材料凝固时会占用一定的空间，之后对金属容器进行封装，方便后期的使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种PCM相变蓄热材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：甘露醇40％-68％份、季戊四醇20％-50％份、石墨5％-10％份、石蜡1％-20％份、硬脂酸10％-20％份。
2.根据权利要求1所述的一种PCM相变蓄热材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：甘露醇47％-61％份、季戊四醇26％-44％份、石墨6％-9％份、石蜡4％-16％份、硬脂酸12％-18％份。
3.根据权利要求1所述的一种PCM相变蓄热材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：甘露醇45份、季戊四醇20份、石墨9份、石蜡11份、硬脂酸15份。
4.根据权利要求1所述的一种PCM相变蓄热材料，其特征在于，所述石墨可以用金属或合金代替。
5.根据权利要求1所述的一种PCM相变蓄热材料，其特征在于，所述硬脂酸可以用其他的酸脂类代替。
6.根据权利要求1所述的一种PCM相变蓄热材料，其特征在于，所述甘露醇和季戊四醇可以用结晶水合盐、熔融盐代替。
7.根据权利要求1所述的一种PCM相变蓄热材料，其特征在于，所述甘露醇、季戊四醇、石墨、石蜡和硬脂酸有效含量不低于90-95％。
8.一种PCM相变蓄热材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：粉碎：先根据需要的相变温度按比例取用适量的原材料，分别将石墨、石蜡和硬脂酸等原材料进行研磨粉碎，粉碎研磨后过100目筛；
S2：搅拌：将研磨粉碎的原材料、按照顺序依次放入到搅拌罐中，搅拌20-30分钟后，再将甘露醇和季戊四醇等原材料放入到搅拌罐中，再进行搅拌20-30分钟，将所有材料搅拌均匀；
S3：蒸煮：将搅拌完后的材料放入到蒸锅中进行蒸煮，将搅拌完后的材料融化为液体；
S4：灌装：将融化后的材料灌装到金属容器中，在金属容器中预留定量的膨胀空间，之后对金属容器进行封装，方便后期的使用。
9.根据权利要求8所述的一种PCM相变蓄热材料制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中蒸锅的温度为90-100℃。
10.根据权利要求8所述的一种PCM相变蓄热材料制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中预留的膨胀空间为金属容器的5-10％。
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