本發(fā)明涉及相變儲(chǔ)熱材料領(lǐng)域,特指一種利用十水硫酸鈉、高分子吸水樹脂(SPA)、多孔泡沫銅復(fù)合制備的儲(chǔ)熱材料。
背景技術(shù):
節(jié)能與環(huán)保是能源利用領(lǐng)域的一個(gè)重要課題,利用相變儲(chǔ)熱材料的相變潛熱儲(chǔ)存能量是一種新型的節(jié)能技術(shù)。相變材料在相變過(guò)程中,吸收周圍環(huán)境的熱量,并在周圍環(huán)境溫度降低時(shí),向周圍環(huán)境釋放熱量,從而達(dá)到控制周圍環(huán)境溫度和節(jié)能的目的。它在太陽(yáng)能利用、熱能回收、空調(diào)制冷、建筑節(jié)能、航空航天等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。
太陽(yáng)能作為一種廉價(jià)清潔的能源,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活當(dāng)中,但由于太陽(yáng)能的供給與需求在數(shù)量上和時(shí)間上不能很好的匹配和協(xié)調(diào),造成大量能源浪費(fèi)。如白天太陽(yáng)能過(guò)剩,造成太陽(yáng)能白白浪費(fèi)掉,而夜間和陰雨天太陽(yáng)能又不夠用。目前的儲(chǔ)熱材料普遍存在導(dǎo)熱性能差的缺點(diǎn),因此制成的相變儲(chǔ)熱部件由于導(dǎo)熱性差,無(wú)法充分發(fā)揮儲(chǔ)熱材料的儲(chǔ)熱功能。其次,儲(chǔ)熱材料發(fā)生固-液相變時(shí),會(huì)導(dǎo)致液體泄漏問題。
為了解決上述問題,可以將相變儲(chǔ)熱材料與某種導(dǎo)熱能力強(qiáng)的基材復(fù)合,并添加定型材料,制成一種新型儲(chǔ)熱材料,改善儲(chǔ)熱材料的導(dǎo)熱性和定型特性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種新型無(wú)機(jī)復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料,該儲(chǔ)熱材料的相變儲(chǔ)熱溫度處于太陽(yáng)能熱水器的工作溫度范圍內(nèi),相變潛熱較高,導(dǎo)熱性能較好。
本發(fā)明的另一目的是提供上述儲(chǔ)熱材料的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種新型無(wú)機(jī)復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料,其特征在于:該儲(chǔ)熱材料由十水硫酸鈉、高分子吸水樹脂(SPA)、多孔泡沫銅復(fù)合制成,其中十水硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占89.07%,高分子吸水樹脂(SPA)質(zhì)量分?jǐn)?shù)占0.89%,多孔泡沫銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占10.04%,上述材料中選用的多孔泡沫銅空隙率在98%以上。
上述無(wú)機(jī)復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料的制備方法,采用如下步驟:
(1)將多孔泡沫銅加工成所需要的形狀和大小;
(2)按照所需要的形狀制作模具,將加工好的多孔泡沫銅置于模具內(nèi);
(3)將十水硫酸鈉熔化,按照1%質(zhì)量比加入高分子吸水樹脂(SPA),攪拌吸附1小時(shí)后,將混合物注入模具中,使混合物液體浸沒多孔泡沫銅,并超過(guò)10%;
(4)將十水硫酸鈉、高分子吸水樹脂(SPA)、多孔泡沫銅復(fù)合物冷卻,去模具,去掉多余的十水硫酸鈉,得到高導(dǎo)熱相變儲(chǔ)熱材料。
本發(fā)明有三項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明制備的儲(chǔ)熱材料導(dǎo)熱性能更高,吸熱放熱速度更快;
(2)本發(fā)明制備的儲(chǔ)熱材料保持了儲(chǔ)熱材料各成分的物理化學(xué)特性,具有穩(wěn)定、相變焓高的特點(diǎn)。
(3)本發(fā)明制備的儲(chǔ)熱材料在相變時(shí)不會(huì)改變其外形,可以有效防止泄露。
具體實(shí)施方式
下面以實(shí)例,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明:
將多孔泡沫銅加工成φ46*1500的圓柱體。按照φ46*1500的尺寸制作模具,并將做好的多孔泡沫銅置入模具中。將十水硫酸鈉加熱熔化,按照1%質(zhì)量比加入高分子吸水樹脂(SPA),攪拌吸附1小時(shí)后,將混合物注入模具中,使混合物液體量浸沒多孔泡沫銅。冷卻去模具,去掉多余十水硫酸鈉后,得到定型儲(chǔ)熱材料。多孔泡沫銅選擇孔隙率98%的材料,因此混合物中多孔泡沫銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)占10.04%,十水硫酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)占89.07%,高分子吸水樹脂(SPA)質(zhì)量分?jǐn)?shù)占0.89%。該材料相變潛熱為214kJ/kg。