CN102277137A

CN102277137A - 一种氯化钙基的室温相变储能介质

Info

Publication number: CN102277137A
Application number: CN201110148510XA
Authority: CN
Inventors: 曾德文; 马海州; 董欧阳; 韩海军; 周红艳; 郭立江; 李红霞; 姚燕
Original assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Current assignee: Qinghai Institute of Salt Lakes Research of CAS
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明涉及一种氯化钙基的室温相变储能介质，该介质由重量百分比为41～52％的氯化钙、41～51％的水和1～12％的氯化铵组成。本发明储能介质具有相变温度在室温附近，材料环保，成本低等特点。

Description

一种氯化钙基的室温相变储能介质

技术领域

本发明涉及一种以相变形式储存热能的相变材料，尤其涉及一种氯化钙基的室温相变储能介质。

背景技术

室温相变储能介质是一种在室温附近发生相变而储存或释放热量的物质，作用机理是：当温度略高于室温(15℃～25℃)时，室温相变储能介质从环境中吸收大量热量而熔化，把能量储存起来，当温度低于上述温度区域时，已熔化的室温相变储能介质冷凝成固体而向室内环境释放大量的热量，从而维持室温的相对恒定。在日温差或周(每星期)温差很大的地区，室温相变储能介质具有重要的应用价值，它可在高温时段储存能量，而在夜间或较冷时段给室内供热，从而达到节能的目的。

理想的相变储能材料一般应具有相对恒定的熔点，这样才可能当环境温度高于或低于相变温度时储能材料尽可能多地从环境吸收或向环境释放能量。这一特征对于储能材料从低品位太阳能中吸收能量和维持室温的恒定具有重要意义。

作为相变储能介质的物质可以是无水盐、盐水化合物及其混合物、有机物等。其中用作室温相变储能材料的有机物具有危险易燃、价格较贵、导热性不好等缺点；无水熔盐适用于高温储热；盐水化合物及其混合物适合于储存低温热源，这些材料在太阳能和城市余热利用，电网的削峰填谷等多方面有着广泛的应用。

目前，我们发明了一系列无机室温相变储能材料，如ZL200710034840.X、ZL200810030679.3、ZL200810044751.8等，但这些材料含一定的硝酸锂，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种相变温度较适中、成本低廉的氯化钙基的室温相变储能介质。

为解决上述问题，本发明所述的一种氯化钙基的室温相变储能介质，其特征在于：该介质由重量百分比为41～52％的氯化钙、41～51％的水和1～12％的氯化铵组成。

如上所述的一种氯化钙基的室温相变储能介质的制备方法，既可通过固体六水氯化钙与氯化铵混合均匀后加热至完全融化得到，又可通过固体二水氯化钙、水和氯化铵混合均匀后加热至完全融化得到，也可通过氯化钙水溶液与氯化铵固体混合溶解调配而成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明储能介质的作用机理是，在氯化钙-氯化铵-水体系中存在一个组成点，该点的相变温度为25～26℃。将该储能介质封装于由各种材料制成的密闭容器中，置于建筑物室内或墙体中，可用于调节室内温度，使其保持在一个较舒适的温度范围。

2、本发明储能介质具有相变温度点稳定、相变时固相组成与液相组成一致、相变随温度变化敏感等诸多优点。当环境温度高于26℃，如在27℃时，该储能材料通过自身的融化大量地从环境中吸收热量，当环境温度低于24℃时，储能材料由液相缓慢结晶成固相，向环境释放大量的热量，从而维持环境温度的稳定。

3、由于本发明所用材料价廉易得，且环保，因此，有效地降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明储能材料配方保护范围示意图。

图2为本发明储能材料(图1中a点)吸放热温度曲线图。

图3为对比材料(图1中b点)吸放热温度曲线图。

图4为对比材料(图1中c点)吸放热温度曲线图。

具体实施方式

实施例1把95.3克六水氯化钙和4.7克氯化铵混合均匀后，加热至完全融化得到100克混合溶液，该溶液由重量百分比为48.3％的氯化钙、47.0％的水和4.7％的氯化铵组成，如图1中的a点所示，把该液体装于密闭容器中，将该容器置于20℃的空气环境中，测得介质温度变化如图2粗线所示，可见，在25℃左右出现一个明显的温度平台，这是由于介质在这一温度下凝固向环境释放大量的热量，从而维持自身温度的稳定。然后把装有储能介质的容器放在30℃的环境中升温，可观察到介质在26℃时存在一个升温平台，这是介质从环境中大量吸收热量融化，从而维持环境温度的恒定。高于27℃以后，介质完全融化，升温迅速。

用同样重量的纯水重复上述过程，测得其升降温曲线如图2细线所示，可见水在很短时间内即达到环境温度，恒温能力有限。

比较两者可见，本发明的储能介质能从高于26℃的环境吸收大量的热量，以及向低于24℃环境释放热量，从而维持介质本身以及环境温度的恒定，其温度调控能力要比纯水大很多。当环境温度在20～30℃之间变化时，储能材料的储放热能力是水的10倍左右。

实施例2一种氯化钙基的室温相变储能介质，该介质由重量百分比为41.0％的氯化钙、51.0％的水和8.0％的氯化铵组成。

该储能介质是由80.9克六水氯化钙、8克氯化铵和11.1克水混合加热至完全融化后得到的。

实施例3一种氯化钙基的室温相变储能介质，该介质由重量百分比为52.0％的氯化钙、41.0％的水和7.0％的氯化铵组成。

该储能介质是由68.9克二水氯化钙、7克氯化铵和24.1水混合加热至完全融化后得到的。

实施例4一种氯化钙基的室温相变储能介质，该介质由重量百分比为50％的氯化钙、49.0％的水和1.0％的氯化铵组成。

该储能介质是由66.2克二水氯化钙、1克氯化铵和32.8水混合加热至完全融化后得到的。

实施例5一种氯化钙基的室温相变储能介质，该介质由重量百分比为44.5％氯化钙、43.5％的水和12％的氯化铵组成。

该储能介质是由58.9克二水氯化钙、12克氯化铵和29.1克水混合加热至完全融化后得到的。

对比例1将84.4克六水氯化钙、4.0克氯化铵和11.6克水混合在一起，加热溶解后形成如图1中b点所示组分的溶液，其中各组分的重量百分含量为：42.8％氯化钙、53.2％水和4.0％的氯化铵。装该液体于密闭容器中，按实施例1所描述的条件进行升降温实验，结果如图3粗线所示，可见介质在很短时间内迅速达到环境温度，与纯水重复上述过程测得的升降温曲线(图3细线所示)差不多，恒温能力差，跟水相似。

对比例2将72.3克二水氯化钙、22.5克水和5.2克氯化铵混合在一起，该混合物各组份的重量百分含量为：54.6％氯化钙、40.2％水和5.2％的氯化铵，如图1中的c点所示，加热至30～40℃并保持一段时间，发现储能材料几乎完全不熔化。装该样品于密闭容器中，按实施例1所描述的条件进行升降温实验，结果如图4实线所示，可见，由于固体在整个升温和降温时段一直没熔化，因而对恒定室温贡献极小，所测吸放热曲线如图4中粗线所示，介质在很短时间内迅速达到环境温度，与纯水重复上述过程测得的升降温曲线图4细线所示相差不大，恒温能力差。

由对比例1～2可以看出，本发明储能介质具有良好的恒温能力。

应该理解，这里讨论的实施例和实施方案只是为了说明，对熟悉该领域的人可以提出各种改进和变化，这些改进和变化将包括在本申请的精神实质和范围以及所附的权利要求范围内。

Claims

1.一种氯化钙基的室温相变储能介质，其特征在于：该介质由重量百分比为41～52％的氯化钙、41～51％的水和1～12％的氯化铵组成。