用于蓄冷空调的相变材料及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于相变材料技术领域，涉及一种用于蓄冷空调的相变材料及其制作方 法。
【背景技术】
[0002] 蓄冷是指在夜间电网低谷时间，制冷主机开机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起 来，待白天电网高峰用电时间再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要。这样，制冷系统 的大部分耗电发生在夜间用电低谷期，而白天用电高峰只有辅助设备在运行，从而实现用 电负荷"移峰填谷"。空调蓄冷技术能够有效利用电能，产生良好的经济效益和社会效益。 [0003]目前，空调蓄冷材料主要有水、冰和相变材料。水蓄冷是利用4_7°C之间的显热进 行蓄冷。水蓄冷存在蓄冷密度低、蓄水槽体积大等缺点。冰蓄冷是是利用水的相变凝固潜 热来储存冷量的，相变潜热大，但是冰蓄冷相变凝固点低（〇°C )，且蓄冷时存在较大的过冷 度（4_6°C)，制冷机在制冰充冷时的蒸发温度比常规非蓄冷系统低8-10°C。这不仅限制了 蓄冷空调系统可以采用的制冷机种类，而且使制冷机的运行效率降低30 % -40 %，制冷机 组的COP值下降，耗电量增加。利用相变材料蓄冷的空调系统可以克服上述水和冰系统的 确定，具有大的储能密度，是同等体积显热蓄冷的3-10倍，并且可以直接利用常规制冷机 组进行蓄冷，提高制冷机组的蒸发温度和COP值，从而改善系统的能量利用率。所以开发相 变温度在5-10°C的相变蓄冷材料成为人们关注的热点。
[0004] 相变材料可以分为有机相变材料和无机相变材料。有机相变材料具有固体成型 好、不易发生相分离机过冷现象、腐蚀性较小等优点，但与无机相变材料相比，其导热性较 差，单位体积相变潜能较低且易挥发、易燃烧、价格昂贵等缺点。无机相变材料具有高的相 变潜热，不易燃，价格低廉且容易获得。所以工业应用储能器常常优选无机相变材料，然而 无机相变材料，尤其是含有氯化物（如氯化钠、氯化钾等）的共晶盐类相变材料，普遍对金 属材料具有腐蚀性和过冷现象，储能器中热交换器材料一般选用导热性好的金属材料（如 铜、铝、不锈钢等），如果不解决共晶盐相变材料对热交换器的腐蚀问题，则严重影响储能器 的使用寿命。目前解决相变材料的腐蚀性办法主要有塑料封装、通过载体固化、金属容器涂 层等，然而这些办法都有缺陷：塑料封装降低了热传导率，增大了热交换时间。载体固化降 低了相变热焓值，金属容器涂层成本较高，不利于储能器的推广应用。
[0005] 同时，目前生产相变材料时主要依靠导热油（燃油）或者电加热，油是石化燃料， 易污染环境，不是清洁生产，单纯用电易造成费用高，增加企业的费用。如何寻找一种新的 热源，既降低企业的能源费用，又不会对环境造成不良影响的相变材料是目前亟待解决的 技术问题。
[0006] 中国专利文献公开了 一种相变材料组合物[公告号：CN102405270A]，包含 50-90wt%的盐水合物和0-45wt%的炭黑。盐水合物硫代硫酸钠、乙酸钠、磷酸氢二钠或碳 酸钠的水合物。该相变材料组合物没有添加抗缓蚀剂，对金属材料容易产生腐蚀。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对上述问题，提供一种用于蓄冷空调的相变材料，解决了现有 技术含有氯化物的共晶盐类相变材料的腐蚀和过冷的技术问题。
[0008] 本发明的另一目的是提供一种工艺简单的用于蓄冷空调的相变材料的制作方法。
[0009] 为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种用于蓄冷空调的相变材料，所 述的相变材料由以下质量份数的组分组成：
[0010]
【主权项】
1. 一种用于蓄冷空调的相变材料，其特征在于，所述的相变材料由以下质量份数的组 分组成： 十水硫酸钠 80份； 硫酸铵 10份； 氯化钠 5份; 五水偏硅酸钠 3份； 抗缓蚀剂 3份。
2. 根据权利要求1所述的用于蓄冷空调的相变材料，其特征在于，所述的抗缓蚀剂由 以下质量份数的组分组成： 三乙醇胺 2份； 苯骈三氮唑0. 7份； 癸二酸 0. 3份。
3. 根据权利要求1或2所述的用于蓄冷空调的相变材料的制作方法，其特征在于，包括 以下步骤： A、 在混合器中加入十水硫酸钠、硫酸铵和氯化钠，同时开启加热和搅拌，至升温 50-55°C时，停止加热，加入五水偏硅酸钠，恒温50-51 °C搅拌30分钟； B、 在步骤A的混合器中再加入抗缓蚀剂，恒温50-51°C低速搅拌10-30分钟，再高速搅 拌10-30分钟，制得相变材料。
4. 根据权利要求3所述的用于蓄冷空调的相变材料的制作方法，其特征在于，在步骤A 中，所述的十水硫酸钠、硫酸铵、氯化钠和五水偏硅酸钠的质量份数分别为80份、10份、5份 和3份，在步骤B中，所述的抗缓蚀剂的质量份数为3份。
5. 根据权利要求4所述的用于蓄冷空调的相变材料的制作方法，其特征在于，在步骤B 中，所述的抗缓蚀剂由以下质量份数的组分组成： 三乙醇胺 2份； 苯骈三氮唑0. 7份； 癸二酸 0. 3份。
6. 根据权利要求5所述的用于蓄冷空调的相变材料的制作方法，其特征在于，在步骤 B中，在另一混合器中加入三乙醇胺，搅拌下依次加入苯骈三氮唑和癸二酸，搅拌至透明停 止，再将搅拌后的混合物加入到步骤A的混合器中，恒温50-51 °C低速搅拌10-30分钟，再高 速搅拌10-30分钟，制得本产品。
7. 根据权利要求3所述的用于蓄冷空调的相变材料的制作方法，其特征在于，所述的 低速搅拌速率为100-300RPM，所述的高速搅拌速率为500-1000RPM。
8. 根据权利要求3所述的用于蓄冷空调的相变材料的制作方法，其特征在于，在步骤A 中，所述的混合器连接太阳能储能器，太阳能储能器包括一个储存太阳热量的储热器，储热 器连接太阳能平板集热器，储热器通过管路把热量通入混合器中的热交换管中。
【专利摘要】本发明属于相变材料技术领域，涉及一种用于蓄冷空调的相变材料及其制作方法。解决了现有技术含有氯化物的共晶盐类相变材料的腐蚀和过冷的技术问题。相变材料由以下质量份数的组分组成：十水硫酸钠80份；硫酸铵10份；氯化钠5份；五水偏硅酸钠3份；抗缓蚀剂3份。制作方法包括在混合器中加入十水硫酸钠、硫酸铵和氯化钠，同时开启加热和搅拌，升温加热，加入五水偏硅酸钠，恒温搅拌；在混合器中再加入抗缓蚀剂，恒温5低速搅拌，再高速搅，制得相变材料。本发明的相变材料直接接触金属材料(铜、不锈钢、铝)不腐蚀，相变焓大，克服了过冷现象，生产工艺简单，可操作性强，易于生产。
【IPC分类】F24F5-00, C09K5-06
【公开号】CN104610922
【申请号】CN201410854970
【发明人】胡宝建, 胡海强, 冯钦
【申请人】轻工业自动化研究所
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月31日