DK154508B - Blandinger af hydratiseret mg(no3)2, der kan undergaa reversibel faseaendring og fremgangsmaade til fremstilling af blandingen - Google Patents

Description

DK 154508 B

Opfindelsen angår blandinger, der kan undergå en reversibel faseændring væske/fast stof, som omfatter hydratiseret Mg(NO3)2 og et kernedannende additiv samt en fremgangsmåde til fremstilling af sådanne blandinger. Opfindelsen angår mere 5 specielt blandinger af hydratiseret Mg(N03)2» der kan undergå faseændring, indeholdende kernedannende additiv til modifikation af underafkølingsegenskaberne af Mg(N03>2.

Mg(NO^)2/ 6H20 undergår en faseændring ved ca. 89°C under 10 frigivelse eller alternativt absorption af en væsentlig mængde latent smeltevarme. Materialet som sådan har fordelagtige egenskaber ved anvendelse som et indkapslet varmelagringsmedium til brug i forbindelse med solenergisystemer til hydronisk opvarmning og maksimum forskudt elektrisk kraftvarmelagrings-15 anvendelser. For at forbedre materialet til sådanne anvendelser er der imidlertid behov for at udvikle additiver eller en række additiver til modifikation af underafkølingsegenskaberne af hydratiserede Mg(NO^)2“blandinger og bedst additiver, som er særdeles effektive i en meget ringe mængde.

20

Hydratiseret Mg(N03)2 betyder blandinger, som kan undergå faseændring væske/fast stof, og som uden additiver eller urenheder i blanding hermed, indeholder fra ca. 54 til 62 vægt%

Mg(NO3)2 og resten vand (indtil 100 vægt%) . Der foretrækkes 25 specielt et hydrat, som har en smelte/frysetemperatur på ca. 89°C og fremstilles ved at blande ca. 57,8 vægt% Mg(N03)2 i ca. 42,2 vægt% vand. Oen overvejende krystålform i blandinger ifølge opfindelsen er hexahydratet.

30 "Underafkøling" refererer til uoverensstemmelsen mellem den temperatur, hvorved frysningen starter, og den temperatur, hvorved en given hydratiseret Mg(N03)2“blanding smelter, når der afkøles og opvarmes under rolige betingelser.

35 "Additiv(er)" omfatter foruden de kærnedannende additiver, som er angivet heri, forstadier for sådanne kernedannende additiver, som ikke er skadelige set i forhold til formålene med den foreliggende opfindelse.

DK 154508 B

2

Opfindelsen angår tilvejebringelsen af en hidtil ukendt klasse af.særdeles aktive kernedannende additiver for hy-dratiserede Mg(N03)2“blandinger. Opfindelsen er specielt en blanding, som omfatter hydratiseret Mg(NO^)2, der som 5 et kernedannende additiv omfatter et eller flere af følgende:

MgO, Mg (OH) 2, MgCO-j, CaO, Ca(OH)_2, CaC03,

MgS04, CaS04, CuS04, NiS04, CoS04, ZnS04,

Sr(OH)2, SrC03, Ba(OH)2, BaO, BaC03, NaB02.

Det kernedannende additiv tilsættes i en mængde, som er i stand 1Q til effektivt at undertrykke underafkølingsegenskaberne af den hydratiserede Mg(N03)2-væskefase, og fortrinsvis i en mængde, som ikke overstiger ca. 5,0 vægts af vægten af faseændringsblandingen. En tilstrækkelig mængde af additivet eller additiverne indgår i overensstemmelse med foretruk-15 ket praksis for at undertrykke underafkøling til ikke over ca. 4°C og fortrinsvis ikke over 2°C taget på et gennemsnitsgrundlag over gentagne perioder.

Opfindelsen omfatter en blanding, der kan undergå reversibel faseændring væske/fast stof, som omfatter hydratiseret 2Q Mg(N03)2» og et kernedannende additiv, hvilken blanding er ejendommelig ved, at additivet er et eller flere af MgO, Mg(OH)2» MgC03, CaO, Ca(0H)2, CaC03, MgS04, CaS04, CUSO4, NiSO4, C0SO4, ZnS04, Sr(0H)2, SrC03, Ba(0H)2» BaO, BaC03 eller NaB02, idet nævnte kernedannende additiv sættes til materialet 25 for at undertrykke gennemsnitsunderafkøling af Mg(N03)2 væskefasen til ca. 4eC eller mindre.

Opfindelsen angår yderligere en fremgangsmåde til fremstilling af en hydratiseret Mg(N03)2-blanding med et kernedannende additiv som medfører undertrykte underafkølingsegenskaber, ejen- 30. dommelig ved, at man i et sådant materiale homogent blander en eller flere af MgO, Mg(0H)2, MgC03, CaO, Ca(0H)2, CaC03, MgS04, CaS04, CuS04, NiS04, C0SO4, ZnS04, Sr(0H)2, SrC03, Ba(0H)2, BaO, BaC03 eller NaB02 for at undertrykke den gennemsnitlige underafkøling af Mg(N03)2~væskefasen til ca. 4°C eller mindre.

3

DK 154508 B

Den effektive mængde af additivet eller additiverne bestemmes ved at undersøge eh given blanding oVer respektive faseændringsperioder. Et givet kernedannende additiv kan, hvis det indgår i en utilstrækkelig mængde, f.eks. kun have forbi-5 gående effektivitet. En sådan opførsel ændres ved at tilsætte lidt større mængder af det givne additiv.

De heri omhandlede blandinger emballeres bedst i særskilte indkapslingsmidler til brug som en varmelagringsanordning. Eksempler på egnede og kendte indkapslingsmidler til de heri 1Q beskrevne varmelagringsmaterialer er vandtætte folier af plast/metallaminater. Plastskumstoffer med lukkede celler er også blevet foreslået, idet varmelagringsmaterialet heri kan indkapsles i skumstrukturens celler som belyst f.eks. i US patentskrift nr. 4.003.426. Andre nyttige indkapslings-15 midler er metals eller plastbeholdere, såsom billige aerosolbeholdere, metals eller plastrør, såsom ekstruderet poly= ethylenrør og lignende. Yderligere enkeltheder i forbindelse * med sådanne indkapslingsmidler findes i Report nr, QRO/5217-8 og/NSF RANN SE C9Q6 FR76 1, som begge kan fås fra National 20 Technical Information Service, Springfield, Virginia.

Eksempel

De i efterfølgende tabel anførte data er opnået ved at fremstille prøver af hydra tisieret Mg (NQ^l^ ifølge de anførte forhold, og hvori de blandede prøver af hvert anført forhold er 25'' anbragt i et 2 ounce hætteglas, som derpå opvarmes til ca, 10.0°C under omrøring til opnåelse af en ensartet dispersion eller blanding. Et glasindkapslét termoelement indføres gennem låget på hvert hætteglas til måling af temperatur ændringer midt i hver prøve før, under og efter frysning. Køle·«? 3Q temperaturen kontrolleres og holdes indenfor intervallet fra ca. 20-25°C (Stuetemperatur1. Prøve nr, 21 nedenfor er en kontrolprøye af en analysekvalitet af MgiNQ^)^ hydra-tiseret med deioniser et vand.

4

DK 154508 B

gbU

H £

©j-j (MHOOOOfOOOOLDCnHCO

1¾ MJ

Mjc! OOOOOOOOOHOOHCM

ro m U 2 <D S

•S § - S'01 H Cl}

oovDinvr>u}Lninotnooooo CO CO HH HHHHH

§ +> ΗΗΗΗΗΗΗΙΓ)ΗΐΛΐΛΐΠΐΛιΛ ^ oooooooooooooo !> W- +> CM CM ^ _ •Η Ή ^ CO *—> «Ο "Φ -φ Φ'Φ’Φ'Φ

TiO g O O B O O O O O O O O

T)4J O&'UOtcSUWs w = wwww j <$ ω ^ g O' *— U id ly id 3 -HOC!

(3 . tn g id . ug u USUN

fa 2 o l<

Eh

O

CM

ffi tn voss = s = = = sss = = =

H

CO

co Φ + ri <o P* o g tn 2= = = = = = = =.= = = = = tn >Φ

CM

cO

-Φ HCMCO^cncOt^COCnOHCMCO^

HHHHH

5

DK 154508 B

O

tPO

a •h H -ri •Θ- pj tø ooooHino m p K II r A Μ Λ

(Od) OOOOOOH

U s H

0) s Ό Φ S O'

P

r—1 to 1 nj4J rn LD CO <N 00 O vo

_jj tø Η tH 1—I rH

ti (D (3:+l

0\o1 Η Η Η Η H ID

i \ [ «V «« * *1 e. * l Ώ 000000

«I

> +> n .ti. J? t! t) !£ ro E co cm -p £ Ό 000 ooa)

o 4 ^ o o u Μ -P

3 u, U U aS aS aS aS G

^ CO W (S CQ CQ S H

P -P

w w m

Eh o

CM

ffi O'

iO

!>= = = = = = * co co .

+

(D CM

j> *" s

©. CO

k δ ft s »w- O'

S

O'

CM

Λ

O

Lf) O C' CO σ' O H

Η Η Η Η H CM CM

Claims (13)

15 Patentkrav.

1. Blanding, der kan undergå en reversibel faseændring væske/fast stof, som omfatter hydratiseret Mg(N03)2 og et ker- 20 nedannende additiv, kendetegnet ved, at additivet er et eller flere af MgO, Mg(0H)2, MgC03, CaO, Ca(0H)2, CaC03, M9SO4, CaSO^, CUSO4, N1SO4, CoS04, ZnS04, Sr(0H)2» SrC03, Ba(0H)2, BaO, BaC03 eller NaB02, idet nævnte kernedannende additiv sættes til blandingen for at undertrykke gennemsnitlig 25 underafkøling af Mg(NO3)2~væskefasen til ca. 4°c eller mindre.

2. Blanding ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der hertil er sat et eller flere af de kernedannende additiver for at undertrykke gennemsnitsunderafkølingen af

30 MgCNO.gl^-'-væskefase til ca. 2°C eller mindre.

3. Blanding ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det hydratiserede MgiNO^^ består af ca. 57,8 vægt% Mg(NOgl2 og resten vand indtil 10.0 vægts. 35 DK 154508 B

4. Blanding ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved/ at det er hermetisk indelukket i et indkapslingsmiddel. 5

5. Blanding ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at det kernedannende additiv indgår i en mængde på højst ca. 5,0 vægt% af vægten af faseændringshlandingen, jo

6, Blanding ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det kernedannende additiv indgåri en mængde fra ca. 0,Q2 til ca. 2,0 vægt% af vægten af faseændringshlandingen.

7. Blanding ifølge krav 5, kendetegnet ved, at j5 det kernedannende additiv indgår i en mængde fra ca. 0,Q5 til ca. 0/5 vægti af vægten af faseændringshlandingen.

8. Fremgangsmåde til fremstilling af en hydratiseret Mg(N03)2_blanding med et kernedannende additiv som medfører undertrykte underafkølingsegenskaber, kendetegnet 20 ved, at en sådan blanding er blandet homogent med et eller flere af MgO, Mg(0H)2, MgC03, CaO, Ca(0H)2» CaC03, MgS04, CaS04, CUSO4, NiS04, C0SO4, ZnS04, Sr(0H)2, SrC03, Ba(0H)2, BaO, BaC03 eller NaB02 til at undertrykke den gennemsnitlige 25 underafkøling af Mg(N03)2~væskefasen til ca. 4°C eller mindre.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at den omfatter trin til at tilsætte et eller flere af de kernedannende additiver til at undertrykke gennemsnitsunder- 3Q afkølingen af Mg(NO^)2-væskefasen til ca. 2°C eller mindre.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 8 eller 9, kendetegnet ved, at det hydratiserede MgiNC^^ består af ca. 57,8 vægti MgiNO^]^, og resten er vand indtil 100 vægti. 35

11. Fremgangsmåde ifølge krav 8, 9 eller 1Q, kendetegnet ved, at den omfatter trin til tilsætning af det kernedannende additiv i en mængde på højst ca. 5,0 vægti af vægten af faseændringshlandingen. DK 154508 B

12, Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved, at den omfatter trin til at tilsætte det kernedannende S additiv i en mængde fra ca. 0,02 til 2,0 vægts af vægten af faseændringsblandingen.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved, at den omfatter trin til at tilsætte det kernedannende addi- 10 tiv i en mængde fra ca. 0,Q5 til ca.0,5 vægts af vægten af faseændringsblandingen. 15 20 25 30 35