專利名稱：一種24℃儲能材料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種24°C儲能材料組合物，液態(tài)結(jié)晶溫度為23 25°C。加入特定比例的功能添加劑后，克服了氯化鎂、氯化鋅和水共晶鹽混合物的過冷問題，過冷度小于2°C，其熔解潛熱可達260kJ/L。按照本發(fā)明所得到的24°C儲能材料組合物，可以用于溫室大棚控溫、民用智能建筑調(diào)溫等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在物質(zhì)熔解或結(jié)晶時，都會伴有熱量的吸收或釋放，例如液態(tài)水在0°C時會釋放出大量的熱能并轉(zhuǎn)化成為固態(tài)水(冰)，而在標準大氣壓下液態(tài)水在100°c會吸收大量熱能并轉(zhuǎn)化成為氣態(tài)水(水蒸汽)，但并不是所有的物質(zhì)都能夠遵循這一規(guī)律，大多數(shù)物質(zhì)在液態(tài)狀態(tài)下溫度降至其結(jié)晶溫度時并不能立即轉(zhuǎn)化成固態(tài)，而是在結(jié)晶溫度以下的某個溫度固化而釋放其潛熱，理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度的差值即稱之為過冷度。一些無機鹽和水在特定比例可以形成共晶鹽混合物，但是幾乎所有的共晶鹽體系都具有嚴重的過冷問題，過冷度嚴重者甚至可以高達數(shù)十度，導(dǎo)致儲能材料的熱量不能根據(jù)需要及時釋放，限制了儲能材料的使用。氯化鎂、氯化鋅和水組成的共晶鹽混合物是比較理想的常溫儲能材料，但其缺點是過冷度高達10 20°C，即使環(huán)境溫度低于6°C，儲能材料也會因為過冷度的原因無法釋放熱量。本發(fā)明公布了一種氯化鎂、氯化鋅和水構(gòu)成的組合物，將結(jié)晶溫度控制在23 25°C，熔解潛熱可達到260kJ/L以上。結(jié)晶是一種比較復(fù)雜的微觀物理現(xiàn)象，通常結(jié)晶過程的引發(fā)充滿了不確定性，如微小的塵埃、輕微的震動，都有可以使處于過冷狀態(tài)的液體產(chǎn)生結(jié)晶放熱，為進一步改善結(jié)晶條件，確保儲能材料自動隨溫度降低結(jié)晶放熱，本發(fā)明采用氯化鈉、尿素、碳酸鈣作為結(jié)晶引發(fā)劑，用氯化銫作為結(jié)晶溫度調(diào)節(jié)劑，用三乙醇胺作為PH值調(diào)節(jié)劑，大大減小了材料的過冷度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種24°C儲能材料，結(jié)晶溫度為23 25°C，熔解潛熱值大于260kJ/L?？捎糜诰植靠臻g溫度調(diào)節(jié)，如溫室大棚夜間供暖、民用建筑調(diào)溫等領(lǐng)域。為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種儲能材料的組合物，主要成分包括MgCl2、ZnCl2、H20、CO (NH2)2, CsCl、CaCO3、NaCl、N(CH2CH2OH) 3 等功能添加劑。在該組合物中MgCl2、ZnCl2, H2O為主要組分，其中MgCl2為32 40%，ZnCl2為10 13%, H2O為33. 7 52. 3%, MgCl2和ZnCl2的質(zhì)量比為3. 2 3. 5，其它添加劑的比
例如下CO(NH2)20.5-1.5%
CsCl1-3%
CaCO31.5-2.5%
NaCl0.5-1%
N(CH2CH2OH)30.05-0.1 %對本發(fā)明所提供的儲能材料組合物按照步 冷曲線法進行了結(jié)晶溫度、過冷度測試，并用DSC差熱掃描量熱儀測試其熔解潛熱。
具體實施例方式本發(fā)明通過以下具體實施例更詳細的描述本發(fā)明，可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的了解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實施例I將523 克水加熱至 85°C，然后將 320 克 MgCl2、100 克 ZnCl2'15 克 CO (NH2) 2、18 克CsCl、15克CaC03、8克NaCl、0. 5克N(CH2CH2OH) 3依次加入到水中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度為24. 5°C，過冷度為2°C，熔解潛熱為268kJ/L。實施例2將48. 6千克水加熱至85 °C，然后將36. 3千克MgCl2Ul千克ZnCl2、500克CO (NH2) 2、I 千克 CsCl、2 千克 CaC03、500 克 NaCl、100 克 N(CH2CH2OH) 3 依次加入到水中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度為24. 1°C，過冷度為I. 5°C，熔解潛熱為270kJ/L。實施例3將67. 46 克水加熱至 85°C，然后將 91 克 MgCl2、26 克 ZnCl2,2. 4 克 CO(NH2)2,6 克CsCl、5克CaC03、2克NaCl、0. 14克N(CH2CH2OH) 3依次加入到水中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度為23. 8°C，過冷度為L 3°C，熔解潛熱為274kJ/L。實施例4將1258. 2 克水加熱至 85°C，然后將 1200 克 MgCl2、375 克 ZnCl2、30 克 CO (NH2) 2、60克CsCl、57克CaC03、18克NaCl、l. 8克N(CH2CH2OH)3依次加入到水中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度為24. 8°C，過冷度為2°C，熔解潛熱為272kJ/L。實施例5將525. 84 克水加熱至 85°C，然后將 456 克MgCl2、134. 4 克 ZnCl2、14. 4 克 CO (NH2)2,30克CsCl、27. 6克CaCO3UO. 8克NaCUO. 96克N(CH2CH2OH) 3依次加入到水中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度為23. 5°C，過冷度為I. 2°C，熔解潛熱為278kJ/L。
對比例I將86. 46 克水加熱至 85 °C，然后將 76 克 MgCl2、25. 34 克 ZnCl2、2 克 KCl、I· 6 克NaCl,3克C0(NH2)2、4克CaCO3U. 6克N(CH2CH2OH)3依次加入到水中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度為26. 5°C，過冷度為I. 5°C，熔解潛熱為291kJ/L。對比例2將1258. 2 克水加熱至 85°C，然后將 1200 克 MgCl2、375 克 ZnCl2、30 克 CO (NH2) 2、59克CsCl、I. 8克N(CH2CH2OH) 3依次加入到水 中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度為24. 8°C，但初始結(jié)晶溫度為11. 5°C，過冷度達13. 3°C，熔解潛熱為269kJ/L。對比例3將1258. 2 克水加熱至 85°C，然后將 1200 克 MgCl2、300 克 ZnCl2、30 克 CO (NH2) 2、59克CsCl、17克NaClU. 8克N(CH2CH2OH) 3依次加入到水中，混合攪拌時間為12小時，攪拌完成后在80°C以上靜止存放60小時以上。按照步冷曲線法測試其結(jié)晶溫度，無穩(wěn)定的結(jié)晶點，結(jié)晶溫度出現(xiàn)漂移。通過上述實施例I 5，本發(fā)明公開的24°C儲能材料組合物的結(jié)晶溫度為23 25°C，過冷度2°C以內(nèi)，熔解潛熱高于260kJ/L。對比例I中未添加CsCl，結(jié)晶溫度大于25度；對比例2未添加CaC03、NaCl等添加劑，導(dǎo)致儲能材料嚴重過冷，影響了材料的使用性能；對比例3表明，調(diào)整了 MgCl2和ZnCl2的質(zhì)量比，結(jié)晶溫度出現(xiàn)了飄移、不具有恒溫儲熱的性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍，所以凡依本發(fā)明所述范圍的特征原料、特征步驟以及配方等同的變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明的申請專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明所述的24°C儲能材料組合物，其特征在于含有MgCl2、ZnCl2,H2O, CO(NH2)2,CsCl、CaCO3、NaCl、N (CH2CH2OH) 3 等功能添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，特征在于構(gòu)成儲能材料的主要組分由ZnCl2、MgCl2、H2 O構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能材料主要組分，其特征在于MgCl2和ZnCl2的比例為質(zhì)量比3. 2 3. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的24°C儲能材料組合物，其特征在于MgCl2為32 40%,ZnCl2為 10 12. 5%, H2O 為 40 45%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的24°C儲能材料組合物，其特征在于各功能添加劑的質(zhì)量比如下 CO(NH2)20.5 1.5% CsCl1-3% CaCO31.5-2.5%。 NaCl0.5-1% N(CH2CH2OH)30.05-0.1 %
全文摘要
本發(fā)明公布了一種以氯化鎂、氯化鋅、水構(gòu)成的常溫儲能材料的組合物，該組合物主要由氯化鎂、氯化鋅、水、尿素、氯化銫、碳酸鈣、氯化鈉、三乙醇胺組成，其結(jié)晶溫度為23～25℃，熔解潛熱大于等于260kJ/L。
文檔編號C09K5/06GK102766441SQ20121028120
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者程紹海 申請人:北京精新相能科技有限公司