专利名称：一种相变储能片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热能储存技术领域，具体为一种相变储能片。
背景技术：
能源是人类生存和发展的基础。人类对能源的需求日益增加。但同时对能源的利 用率仍不是很高，存在着很大的浪费。而且能源供给渐趋紧张。另一方面，目前大量使用的 化石燃料在使用过程中释放出多种有害气体对环境造成很大的破坏。因此，如何开发出新 的特别是可再生的清洁能源以及提高其利用率已经成为非常紧迫的问题。由于能源的供应 和需求在很多情况下都有很强的时间和地域依赖性，为了合理地利用它，人们常需要把暂 时不用的能量储存起来，在需要的时候再让它释放出来，因此储能材料成为近年来研究的 热点。利用潜热储能的材料，也称为相变材料(Phase Change Material，简称PCM)。70年 代能源危机以来，相变储能的基础和应用研究在发达国家迅速发展。相变储能材料是跨多 领域的新兴学科，它的发展经历了一个从无到有，从简单现象到深刻理论和应用的发展过 程。其研究和应用涉及材料学、太阳能、工程热物理、空调和采暖及工业废热利用等领域。相变储能及技术能将能量以相变潜热的形式储藏于相变材料中，实现能量在不同 时空之间的转换。近年来，矿物能源枯竭和环境污染等问题越来越突出，提高能源使用效率 和开发可再生能源成为人类面临的重要课题。利用相变材料(Phase Change Materials, PCMs)的相变潜热实现能量的储存和利用，有助于提高能源利用效率和开发可再生能源，是 近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。与显热储能技术相比， 相变储能技术具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范 围宽、易于控制等优点，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军 事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域具有广阔的前景。尤其是在建筑节能领域， 相变储能技术具有明显的应用价值，如建筑太阳能利用、低谷电力开发和恒温建筑等，受到 美国能源部和国际能源署(International Energy Agency, IEA)等的关注。一些研究表 明，采用具有储能功能的地板或天花板装置，通过夜间蓄冷(热)，在提高建筑物室内热舒适 度的前提下，可大幅降低建筑能耗和暖通空调的运行费用及其对社会电力的负荷。众所周 知，我国电力能源比较缺乏，尤其在一些经济比较发达的地区，在夏季往往出现电力能源供 不应求的局面。而在社会电力总负荷中，空调负荷占了很大的比重，因此，如能降低空调电 力负荷将具有显著的社会意义。
发明内容本实用新型的目的在于针对建筑节能等领域对相变储能技术的要求，提供一种制 作方便、储能效果好的相变储能片。本实用新型提供的相变储能片，由相变石墨粉及其包装袋组成。所述相变石墨粉 的制备可参见中国专利申请号为201010541388. 8的发明。该相变石墨粉由多孔石墨和相 变材料构成，其中多孔石墨是由天然鳞片石墨经过插层、膨化和压缩等程序制备而成。相变材料包括有机相变材料和无机盐相变材料。有机相变材料包括结晶性直链脂肪酸、烷烃、酯 类及其混合物等有机材料。无机盐相变材料包括硫酸盐、氯化物、磷酸盐、硝酸盐等无机盐 的水合物。在制备过程中，首先制备多孔石墨。然后按预定的配方比例，称取多孔石墨和选 定的相变材料，如硬脂酸丁酯有机相变材料或氯化钙饱和水溶液。准确称量后的两种材料 混合在一起充分搅拌复合。为了让相变材料能够更充分在液态状态下渗透到多孔石墨的孔 隙中，我们将两种材料的混合物放在高于相变材料相变温度的烘箱中恒温24小时以上，得 到吸附均勻充分的相变石墨，再经粉碎而得到相变石墨粉。相变石墨粉的包装袋采用PVC、TPU、PVC无纺布、EVA或铝塑膜等材料制作，包装袋 填充相变石墨粉后密封。封装材料厚度在0.05 2毫米之间。相变储能片形状为长方形 或正方形。如为长方形，其长边长度介于0. 1 1米之间，短边长度介于0. 05 0. 8米之 间。若为正方形，其边长介于0.1 1米之间。厚度为5 — 50毫米。为防止相变石墨粉在封装袋内移动，在储能片上每隔0. 1 0. 2米宽度做一隔断。 该隔断可以是缝合的形式，也可以是粘合的形式，等等。本实用新型设计的相变储能片，制作方便、储能效果好，可用于生态建筑的多个方 面，如太阳能储存、夜间冷量储存、空调电力调峰等。
图1是相变储能片实物照片。图2是实施例1该相变材料的DSC曲线。图3是实施例2该相变材料的DSC曲线。图4是实施例3该相变材料的DSC曲线。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明。实施例1采用采用厚度为0. 1毫米的铝塑膜作为封装材料。相变储能片形状为正方形。边 长为0.45米。隔断宽度为0.15米。相变石墨粉为硬脂酸丁酯与多孔石墨复合而成，质量 比为10:1，即相变材料占复合材料总质量的83%。图2为该相变材料的DSC曲线。该相 变材料的相变温度为24. 95° C。采用该相变材料制作的相变储能片可用于建筑物空调系 统储能。DSC实验在常压下氮气环境中进行，试样升温过程从-10°C升至45°C，升温速率为 50C /min ；降温过程从45°C降至-10°C，降温速率为5°C /min。实施例2采用采用厚度为0. 2毫米的PVC作为封装材料。相变储能片形状为正方形。边长 为0.45米。隔断宽度为0.15米。相变石墨粉为硬脂酸与多孔石墨复合而成，质量比为10: 1，即相变材料占复合材料总质量的83%。图3为该相变材料的DSC曲线。该相变材料的 相变温度为53. 4° C。采用该相变材料制作的相变储能片可用于太阳能热的储存和利用。 DSC实验在常压下氮气环境中进行，试样升温过程从20°C升至100°C，升温速率为5°C/min ； 降温过程从100°C降至20°C，降温速率为5°C /min。实施例3[0019] 采用采用厚度为0.5毫米的PVC无纺布作为封装材料。相变储能片形状为长方形。 长边长0. 9米，短边长0. 45米，隔断宽度为0. 15米。相变石墨粉为六水氯化钙与多孔石墨 复合而成，质量比为10 :1，即相变材料占复合材料总质量的83%。图4为该相变材料的DSC 曲线。该相变材料的相变温度为29. 47° C。采用该相变材料制作的相变储能片可用于相 变蓄热地板采暖。DSC实验在常压下氮气环境中进行，试样升温过程从-20°C升至60°C，升 温速率为5°C /min ；降温过程从60°C降至_20°C，降温速率为5°C /min。
权利要求1.一种相变储能片，其特征在于由相变石墨粉及其包装袋组成，包装袋填充相变石墨 粉后密封；包装袋厚度为0. 05 2毫米。
2.根据权利要求1所述的相变储能片，其特征在于所述包装袋的材料采用PVC、TPU、 PVC无纺布、EVA或铝塑膜。
3.根据权利要求1所述的相变储能片，其特征在于所述相变储能片形状为长方形或正 方形；长方形形状的，其长边长度为0. 1 1米，短边长度为0. 05 0. 8米；正方形形状的， 其边长为0. 1 1米；相变储能片厚度为5 — 50毫米。
4.根据权利要求1、2或3所述的相变储能片，其特征在于所述相变储能片上每隔 0. 1 0.2米设有一隔断。
专利摘要本实用新型属于热能储存技术领域，具体为一种相变储能片。该相变储能片由相变石墨粉及其包装袋组成，包装袋填充相变石墨粉后密封；包装袋厚度为0.05～2毫米。所述包装袋的材料采用PVC、TPU、PVC无纺布、EVA或铝塑膜。该相变石墨粉由多孔石墨和相变材料构成。本实用新型利用相变石墨粉的储能特性，制成相变储能片。可用于生态建筑的多个方面，如太阳能储存、夜间冷量储存、空调电力调峰等。
文档编号C09K5/06GK201896156SQ20102064314
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者张东 申请人:张东