一種用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料及其制備方法，制備原料包括如下重量份的成分：十八烷酸，5～15份；十六烷酸，45～55份；十四烷酸，30～40份；十二烷酸，5～15份；石蠟，25～35份；松香甘油酯和塔爾油共6～8份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5～7:1。本發(fā)明提供的相變儲能復(fù)合材料熱穩(wěn)定高、腐蝕性低，這種性能可能與原料中松香甘油酯和塔爾油的重量份比有關(guān)，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5～7:1時，相變儲能復(fù)合材料對銅或不銹鋼的腐蝕性最低。
【專利說明】
一種用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于能源領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生態(tài)建筑的發(fā)展是可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。在生態(tài)建筑中，相變儲能材料可 以幫助利用太陽能、季節(jié)溫差等可再生能源，降低建筑物室內(nèi)溫度波動，縮減各種熱能設(shè) 備，降低能源支出和提供健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，可利用低峰電力，削峰填谷降低電能消耗， 緩解電力緊張。目前，國內(nèi)外在建筑領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的有機(jī)固-液相變儲能材料有石蠟、月旨 肪酸等。這類儲能材料具有合適的相變溫度、較高的相變潛熱且無毒無腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。以往被 動式太陽能采暖房一般是將此類相變儲能材料加入導(dǎo)熱率高的石墨及高分子類或水泥砂 漿等支撐材料做成儲熱墻體材料。其存在的缺陷是由于輔助材料的加入，使相變儲能材料 所占比例減少因而儲熱墻體整體相變潛熱降低；此外，制作成型墻體材料、拆卸非常不方 便。
[0003] 地板輻射采暖是以溫度不高于60°C的熱水，在埋置于地板下盤管系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動 加熱整個地板，通過地板均勻地向室內(nèi)輻射散熱的一種供暖方式。相比傳統(tǒng)采暖有無可比 擬的優(yōu)勢，具有舒適、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。目前在歐美發(fā)達(dá)國家超過50%的新建筑利用此方 式采暖，在我國許多新建居民樓盤采用了該技術(shù)。因?yàn)槠渌璧乃疁氐?，可利用太陽能、?熱、余熱等低溫?zé)嵩?，人們想到了將太陽能熱水器與地板輻射采暖結(jié)合起來進(jìn)行冬季采暖。 眾所周知，利用太陽能采暖受到天氣狀況影響。在陽光燦爛的白天，太陽能熱水匯集于熱水 箱后直接流入地板下盤管系統(tǒng)，達(dá)到采暖的目的，但夜晚或環(huán)境溫度降低時，熱水箱水溫低 于40°C達(dá)不到采暖的要求，需通過電加熱提高水箱溫度，電能消耗依然較高。因此，如何更 好的利用相變儲能材料與太陽能熱水器相結(jié)合進(jìn)行采暖成為業(yè)界共同關(guān)注的研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的上述目的是通過下面的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料，制備原料包括如下重量份的成分:十 八烷酸，5~15份;十六烷酸，45~55份;十四烷酸，30~40份;十二烷酸，5~15份;石蠟，25~ 35份;松香甘油酯和塔爾油共6~8份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5~7:1。
[0007] 進(jìn)一步地，制備原料包括如下重量份的成分:十八烷酸，10份;十六烷酸，50份;十 四烷酸，35份;十二烷酸，10份;石蠟，30份;松香甘油酯和塔爾油共7份，松香甘油酯和塔爾 油的重量份比為6:1。
[0008] 進(jìn)一步地，制備原料包括如下重量份的成分:十八烷酸，5份;十六烷酸，45份;十四 烷酸，30份;十二烷酸，5份;石蠟，25份;松香甘油酯和塔爾油共6份，松香甘油酯和塔爾油的 重量份比為5:1。
[0009] 進(jìn)一步地，制備原料包括如下重量份的成分:十八烷酸，15份;十六烷酸，55份;十 四烷酸，40份;十二烷酸，15份;石蠟，35份;松香甘油酯和塔爾油共8份，松香甘油酯和塔爾 油的重量份比為7:1。
[0010] 上述相變儲能復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0011] 步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0012] 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0013] 將相變儲能復(fù)合材料填充于儲熱罐中，無需加入其它支撐材料。將儲熱罐安裝在 太陽能熱水器與熱水箱之間，該相變儲能復(fù)合材料的吸熱峰在46~50°C之間，白天，太陽能 照射充足時，太陽能熱水器在向地板下采暖盤管供熱水的同時將填充在罐內(nèi)的相變儲能復(fù) 合材料熔化從而儲存了一部分熱能。該相變儲能復(fù)合材料放熱峰在44 °C左右，夜晚或環(huán)境 溫度降低時，太陽能熱水器不能提供熱水，儲熱罐內(nèi)的相變儲能復(fù)合材料固化放出熱量，將 罐內(nèi)循環(huán)水加熱，繼續(xù)向熱水箱提供地下盤管所需的40°C左右熱水，從而保證了采暖的進(jìn) 行。只有長期陰天才需電輔助加熱，節(jié)電效果明顯。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 本發(fā)明提供的相變儲能復(fù)合材料熱穩(wěn)定高、腐蝕性低，這種性能可能與原料中松 香甘油酯和塔爾油的重量份比有關(guān)，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5~7:1時，相變儲 能復(fù)合材料對銅或不銹鋼的腐蝕性最低。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明保護(hù)范 圍。盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
[0017] 實(shí)施例1:相變儲能復(fù)合材料的制備
[0018] 原料重量份比：
[0019] 十八烷酸，10份;十六烷酸，50份;十四烷酸，35份;十二烷酸，10份;石蠟，30份;松 香甘油酯和塔爾油共7份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為6:1。
[0020] 制備方法：
[0021] 步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0022] 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0023] 實(shí)施例2:相變儲能復(fù)合材料的制備 [0024] 原料重量份比：
[0025]十八烷酸，5份;十六烷酸，45份;十四烷酸，30份;十二烷酸，5份;石蠟，25份;松香 甘油酯和塔爾油共6份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5:1。
[0026]制備方法：
[0027] 步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0028] 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0029] 實(shí)施例3:相變儲能復(fù)合材料的制備
[0030] 原料重量份比：
[0031] 十八烷酸，15份;十六烷酸，55份;十四烷酸，40份;十二烷酸，15份;石蠟，35份;松 香甘油酯和塔爾油共8份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為7:1。
[0032]制備方法：
[0033]步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0034] 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0035] 實(shí)施例4:相變儲能復(fù)合材料的制備
[0036] 原料重量份比：
[0037] 十八烷酸，10份;十六烷酸，50份;十四烷酸，35份;十二烷酸，10份;石蠟，30份;松 香甘油酯和塔爾油共7份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5:1。
[0038]制備方法：
[0039] 步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0040] 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0041 ]實(shí)施例5:相變儲能復(fù)合材料的制備
[0042] 原料重量份比：
[0043]十八烷酸，10份;十六烷酸，50份;十四烷酸，35份;十二烷酸，10份;石蠟，30份;松 香甘油酯和塔爾油共7份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為7:1。
[0044] 制備方法：
[0045] 步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0046] 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0047]實(shí)施例6:對比實(shí)施例，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為4:1
[0048] 原料重量份比：
[0049] 十八烷酸，10份;十六烷酸，50份;十四烷酸，35份;十二烷酸，10份;石蠟，30份;松 香甘油酯和塔爾油共7份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為4:1。
[0050] 制備方法：
[0051] 步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0052] 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0053] 實(shí)施例7:對比實(shí)施例，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為8:1 [0054] 原料重量份比：
[0055] 十八烷酸，10份;十六烷酸，50份;十四烷酸，35份;十二烷酸，10份;石蠟，30份;松 香甘油酯和塔爾油共7份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為8:1。
[0056] 制備方法：
[0057] 步驟S1，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油 混合，將混合物加熱到75~85 °C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻；
[0058]步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
[0059]實(shí)施例8:效果實(shí)施例
[0060]實(shí)施例1~7制備的相變儲能復(fù)合材料的熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)與腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1、表2所 不。
[0061 ]表1相變儲能復(fù)合材料的熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)
[0062]
[0063] 實(shí)施例2~5制備的相變儲能復(fù)合材料的熱穩(wěn)定與實(shí)施例1基本一致。實(shí)施例6、7相 對而言，熱穩(wěn)定性較差，不如實(shí)施例2~5的穩(wěn)定性高。
[0064] 表2相變儲能復(fù)合材料的腐蝕實(shí)驗(yàn)
[0065]
[0066]實(shí)施例2、3的結(jié)果與實(shí)施例4、5基本一致。
[0067] 表2中，實(shí)施例6、7制備的相變儲能復(fù)合材料對銅和不銹鋼的腐蝕性明顯高于實(shí)施 例1~5，將近高出一個數(shù)量級。
[0068] 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的相變儲能復(fù)合材料熱穩(wěn)定高、腐蝕性低，這種性 能可能與原料中松香甘油酯和塔爾油的重量份比有關(guān)，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為 5~7:1時，相變儲能復(fù)合材料對銅或不銹鋼的腐蝕性最低。
[0069] 上述實(shí)施例的作用在于說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明的保護(hù) 范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換， 而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料，其特征在于，制備原料包括如下重量份 的成分:十八烷酸，5~15份;十六烷酸，45~55份;十四烷酸，30~40份;十二烷酸，5~15份； 石蠟，25~35份;松香甘油酯和塔爾油共6~8份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5~7: 1〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能復(fù)合材料，其特征在于，制備原料包括如下重量份的 成分:十八烷酸，10份;十六烷酸，50份;十四烷酸，35份;十二烷酸，10份;石蠟，30份;松香甘 油酯和塔爾油共7份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為6:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能復(fù)合材料，其特征在于，制備原料包括如下重量份的 成分:十八烷酸，5份;十六烷酸，45份;十四烷酸，30份;十二烷酸，5份;石蠟，25份;松香甘油 酯和塔爾油共6份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為5:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能復(fù)合材料，其特征在于，制備原料包括如下重量份的 成分:十Λ燒酸，15份;十六燒酸，55份;十四燒酸，40份;十二燒酸，15份;石錯，35份;松香甘 油酯和塔爾油共8份，松香甘油酯和塔爾油的重量份比為7:1。5. 權(quán)利要求1~4任一所述相變儲能復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟Sl，將十八烷酸、十六烷酸、十四烷酸、十二烷酸、石蠟、松香甘油酯和塔爾油混合， 將混合物加熱到75~85°C使其呈熔融狀，并保持在這一狀態(tài)下攪拌，使其混合均勻； 步驟S2,冷卻至室溫，得到用于用于太陽能采暖的相變儲能復(fù)合材料。
【文檔編號】C09K5/06GK105950119SQ201610346013
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉高志
【申請人】劉高志