一种低温相变蓄冷材料

1.本发明涉及新能源蓄能领域，具体涉及一种低温相变蓄冷材料。


背景技术：

2.21世纪能源消耗严重，为了解决能源压力，我国高度重视可再生能源的发展，可再生能源中的相变材料蓄能技术有着较好的发展前景。人们日常所需的空调耗电量占据日常耗电的50％以上，因此使用相变储能方法降低空调的能耗是十分必要的。该技术利用相变材料能够利用电力的谷点进行蓄冷，在峰点释放，解决供求关系不对应的问题，且能够减少电力的使用，节约部分能源。
3.相变材料根据相变温度分类，一般可分为高温(》250℃)相变材料，中温(100～250℃)相变材料，低温(《100℃)相变材料，在空调蓄冷中一般使用低温相变材料，一种相变温度合适、性能稳定的相变材料能够应用于空调蓄冷，节省能源。相变材料在低温蓄能领域常用的相变材料一般分为两大类，有机相变材料和无机相变材料。有机相变蓄能材料中常用的一般为石蜡，辛酸，月桂酸，月桂醇等，大多数有机相变材料一般无过冷、相分离等缺点，但是有机相变材料导热系数低，价格高，相变潜热值低等缺点限制了有机相变材料的使用范围。无机相变蓄能材料中常用的一般为八水氢氧化钡，六水氯化钙，三水醋酸钠，十水硫酸钠，氯化钠溶液等，无机相变蓄能材料导热系数大，经济性能好，潜热值较大，但是无机相变材料过冷度大，相分离严重，容易腐蚀泄漏等缺点限制了无机材料的使用范围。现今有部分学者研究将无机相变材料和有机相变材料进行耦合研究，研制出一种复合相变蓄能材料，这种复合相变蓄能材料同时具备有机和无机材料优点，潜热值较大，无明显相分离和过冷现象，使用性能良好
4.华南理工大学邹婷使用六水氯化钙为基材，尿素为温度调节剂，六水氯化铯为成核剂，使用mc为增稠剂，合成一种新型的六水氯化钙基复合相变蓄能材料，该新型复合相变材料的相变温度为11.62℃，相变潜热值为127.2j/g，能够应用于空调的蓄冷，但该材料配比复杂，且有明显的相分层现象，需添加增稠剂，该新型复合相变材料的稳定性仍有待考证。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种低温相变蓄冷材料，该材料来源广泛、性能良好、价格低廉、无毒无危险性，使用有机-无机材料复合的方法，制备出的材料无明显的相分离现象，使用方便。
6.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
7.一种应用于低温相变蓄冷材料，包括以下质量份数的组分：42.65％的无水氯化钙、41.5％的蒸馏水、14.85％的丙三醇、1％的八水氢氧化钡。
8.本发明还公开了一种制备所述一种低温相变蓄冷材料的方法，包括以下步骤：
9.该材料制备时首先称取相应质量的无水氯化钙和蒸馏水，使用超声波振荡器震荡
至液体中无明显的固体颗粒，得到中间体，将中间体使用保鲜膜密封后静置至室温，将称取相应质量的丙三醇和八水氢氧化钡加入中间体中，最后使用恒温磁力搅拌器搅拌10分钟，之后进行封装。
10.本发明的优点是：该材料的相变温度能够满足蓄冷空调领域所需，相变温度为该材料相变温度为11.8℃，过冷度为1.2℃，相变热焓值为112.86j/g，相变过程可逆，可重复适用。
附图说明：
11.图1为本发明一种低温相变蓄冷材料的dsc曲线；
12.图2为本发明一种低温相变蓄冷材料的步冷曲线；
13.图3为本发明一种低温相变蓄冷材料及其制备方法的制备步骤。
具体实施方式：
14.下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
15.当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
16.本发明提出一种低温相变蓄冷材料，其组分包括质量比为42.65％的无水氯化钙、41.5％的蒸馏水、14.85％的丙三醇、1％的八水氢氧化钡。该低温相变蓄冷材料的制备步骤如图3，该方法包括以下步骤：该材料制备时首先称取相应质量的无水氯化钙和蒸馏水，使用超声波振荡器震荡至液体中无明显的固体颗粒，得到中间体，将中间体使用保鲜膜密封后静置至室温，将称取相应质量的丙三醇和八水氢氧化钡加入中间体中，最后使用恒温磁力搅拌器搅拌10分钟，之后进行封装。
17.将制备完成的材料进行热物性的测试，得出如图1、图2的结果。
18.图1为本发明一种低温相变蓄冷材料的dsc曲线：该测试是为了测试复合相变材料的相变热焓值，使用上海皆准仪器有限公司生产的型号为dsc-300c的差示量热扫描仪，其性能指标如下：
19.1.温度范围:-40～600℃，
20.2.温度分辨率:0.01℃，
21.3.温度波动:
±
0.01℃，
22.4.升温速率:0.1～100℃/min，
23.5.dsc量程:0～
±
600mw，
24.6.dsc解析度:0.01uw，
25.7.dsc度:0.001mw，
26.测试时称取10mg的样品，使用铝制坩埚进行承装，放入dsc-300c中，测试条件设置为：
27.保护气及流量：空气，60ml/min；
28.实验时先将样品以5℃/min降低至-35℃，在-35℃保持10min后再以5℃/min升温至70℃。最后通过绘图软件得到样品的dsc曲线如图1所示。
29.从图中可以得出一种低温相变蓄冷材料的相变温度为11.8℃，相变热焓值为
112.86j/g。
30.图2为本发明一种低温相变蓄冷材料的步冷曲线：该测试是为了测试复合相变材料的过冷度，使用美国安捷伦科技公司生产的型号为34970a的数据采集仪，其性能指标如下：
31.1.测量精度：0.01℃
32.实验时将20g样品装至烧杯中，使用t型热电偶插入相变材料中并进行密封，热电偶基本处于材料中心部位，避免触碰到杯壁，然后将材料置于恒温40℃的低温恒温箱中，待样品温度恒定后设置低温恒温箱温度为-15℃对样品进行降温，并开启安捷伦数据采集仪收集数据，直至样品温度恒定。最后通过绘图软件得到样品的步冷曲线如图2所示。
33.从图中可以得出一种低温相变蓄冷材料的过冷度为1.2℃。
34.如上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种低温相变蓄冷材料，其组分包括质量比为42.65％的无水氯化钙、41.5％的蒸馏水、14.85％的丙三醇、1％的八水氢氧化钡；该材料制备时首先称取相应质量的无水氯化钙和蒸馏水，使用超声波振荡器震荡至液体中无明显的固体颗粒，得到中间体，将中间体使用保鲜膜密封后静置至室温，将称取相应质量的丙三醇和八水氢氧化钡加入中间体中，最后使用恒温磁力搅拌器搅拌10分钟，之后进行封装。

技术总结
本发明公开了一种低温相变蓄冷材料，涉及一种有机-无机复合相变材料，包括无水氯化钙、蒸馏水、丙三醇和八水氢氧化钡，该复合相变材料含有质量比为42.65％的无水氯化钙、41.5％的蒸馏水、14.85％的丙三醇、1％的八水氢氧化钡。本发明所提供的复合相变材料相变温度为11.8℃，过冷度为1.2℃，相变热焓值为112.86J/g，相变过程可逆，可重复适用。该材料制备时首先称取相应质量的无水氯化钙和蒸馏水，使用超声波振荡器震荡至液体中无明显的固体颗粒，得到中间体，将中间体使用保鲜膜密封后静置至室温，将称取相应质量的丙三醇和八水氢氧化钡加入中间体中，最后使用恒温磁力搅拌器搅拌10分钟，之后进行封装。之后进行封装。之后进行封装。


技术研发人员：罗孝学 曹士博 竟浩通 韩晓春 邹长贞 蓝广林 侯显斌 艾志强 董海亮 孟贝贝 谢吉刚 方嵛
受保护的技术使用者：北部湾大学
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/3/15