一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料及其製備方法
2023-06-05 12:59:36
專利名稱：一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料及其製備方法。
背景技術：
現行的儲熱方式主要有顯熱，潛熱(相變)和化學反應熱儲熱3種方式。顯熱儲熱技術是發展最早、最為成熟的技術，且其儲熱裝置運行和管理也較為方便；潛熱儲熱密度較高，而且儲、放熱過程近似恆溫，特別是固液相變儲熱，儲熱系統效率較高，體積較小；化學 儲熱是利用可逆化學反應的反應熱來進行儲熱的，這種儲熱方式雖然具有儲熱密度大等獨特優點，但技術複雜並且使用不便，對系統及設備要求較高，目前僅在少數領域受到重視。目前，化學儲熱主要用在蓄電池上。蓄電池作為一種儲熱設備，具有電壓穩定、供電可靠、移動方便等優點，應用前景非常廣闊在供電系統、交通工具、航天、通訊設備、電子產品上使用的比較多。考慮到當今的不同應用範圍，例如供暖、保溫和熱水生產等，顯熱和潛熱蓄熱是兩大主要蓄熱技術。水和巖石的顯熱蓄熱目前處於一個高度發達的階段，但是顯熱蓄熱存在儲熱密度較小，並且儲熱或放熱時不能恆溫等缺點。而潛熱蓄熱作為發展中的技術，由於自身的幾項操作上的優點已被發現有很好的前景。相變材料在相變過程中，會產生或者吸收熱量，釋放或者儲存的熱量稱為相變熱，相變材料在相變過程中溫度保持不變，而釋放或吸收的能量往往十分可觀，冰溶解時，大概能夠吸收335J/g的潛熱，而冰完全熔化成水後，每升高1°C，其吸收的能量大概只有4J/g，利用相變材料在相變過程中可以儲存或釋放較多能量的特點，可以將其應用在較多領域中，例如在建築領域中，通常會用到相變儲能技術。目前，發達國家已經將潛熱儲能材料應用太陽能利用、電力調峰、廢熱利用、跨季節儲熱和儲冷、食物保鮮、建築隔熱保溫、電子器件熱保護、紡織服裝、農業等眾多領域，例如美國管道系統公司(Pipe System Inc.)應用CaCl2_6H20作為潛熱儲能材料製成貯熱管，用來貯存太陽能和回收工業中的餘熱。該公司稱100根長15cm、直徑9cm的聚乙烯貯熱管就能滿足一個家庭所有房間的取暖需要。法國EIFUnion公司和美國的太陽能公司(SO-IarInC)用NaSO4 IOH2O作潛熱材料來儲存太陽能，也都是應用較成功的實例。日本專利報導，用NaSO4 IOH2O, NaCO3- IOH2O, CH3COONa- 3H20作相變材料。用硼砂作過冷抑制劑，用交聯聚丙烯酸鈉作分相防止劑，製成在20°C相變的儲能材料，該材料可用於園藝溫室的保溫。現有技術中，利用相變儲能材料依然需要關注以下問題相變材料需要具有較大的相變潛熱，可以反覆循環使用，在發生相變時，體積變化要小，導熱性要好，相變的可逆性也要好，所需的原料要做到廉價易得。
發明內容
本發明的目的是提供一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料。本發明所採取的技術方案是一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料，其是由鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、仿生毛細管、平板式高導熱材料、無紡布或碳纖維膜中的一種所組成；所述的高容量熱儲能材料由以下質量份數的原料組成480-520份的氯化石蠟、80-120份的金屬化合物、380-420份的非金屬添加劑、3800-4200份的石墨粉；所述的平板式高導熱材料為天然石墨板。所述的金屬化合物為氧化銅、氧化亞銅中的至少一種。所述的非金屬添加劑為石蠟或其他固液相變材料。金屬化合物的目數為100-1000目。石墨中的固定碳含量彡99. 9%。
一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，包括以下步驟
1)將480-520份的氯化石蠟、80-120份的金屬化合物、380-420份的非金屬添加劑、3800-4200份的石墨粉混合均勻得混合物料；
2)將混合物料裝填到金屬模腔中，真空幹壓成型得到高容量熱儲能材料；
3)將上步得到的高容量熱儲能材料進行鋁箔連續真空封裝；
4)將上步得到的鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、仿生毛細管、平板式高導熱材料、碳纖維膜或無紡布中的一種進行疊層熱壓成型即可。步驟I)中，混合物料的含水量為5_8wt%。幹壓成型的壓力為8-10MPa。本發明的有益效果是1、儲熱密度大，能夠通過相變在恆溫條件下吸收或釋放大量的熱能。2、穩定性好，不易發生離析現象。3、無毒、無腐蝕、不易燃易爆，且價格較低廉。4、導熱係數大，能量可以及時的儲存或取出，導熱係數可以達到610-617 W/m*K。5、不同狀態間轉化時，材料體積變化小。6、具有合適的使用溫度。7、生產成本低。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明
實施例I :
一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，包括以下步驟
1)將500份的氯化石蠟、100份的氧化銅(目數300目)、400份的非金屬添加劑58號全精鍊石蠟、4000份的石墨(型號BEG-4，固定碳含量99. 9%)，混合均勻得混合物料；所述的混合物料的含水量為5-8wt% ；
2)將混合物料裝填到金屬模腔中，真空條件下(10_2Pa)幹壓成型(壓力為8-lOMPa)得到高容量熱儲能材料；
3)將上步得到的高容量熱儲能材料進行鋁箔真空封裝；
4)將上步得到的鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、毛細管網柵、天然石墨板、碳纖維膜進行依次疊層，熱壓成型即可，熱壓成型通過熱壓機完成，熱壓壓力為10-12MPa、熱壓溫度為155-165°C，保壓時間為30-40min。實施例2:
一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，包括以下步驟
I)將480份的氯化石蠟、80份的氧化銅(目數300目)、380份的非金屬添加劑58號全精鍊石蠟、3800份的石墨(型號BEG-4，固定碳含量99. 9%)，混合均勻得混合物料；所述的混合物料的含水量為5-8wt% ；
2)將混合物料裝填到金屬模腔中，真空條件下(10_2Pa)幹壓成型(壓力為8-lOMPa)得到高容量熱儲能材料；
3)將上步得到的高容量熱儲能材料進行鋁箔真空封裝；
4)將上步得到的鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、毛細管網柵、天然石墨板、碳纖維膜進行依次疊層，熱壓成型即可，熱壓成型通過熱壓機完成，熱壓壓力為10-12MPa、熱壓溫度為155-165°C，保壓時間為30-40min。實施例3 一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，包括以下步驟
1)將510份的氯化石蠟、120份的氧化銅(目數300目)、405份的非金屬添加劑58號全精鍊石蠟、4100份的石墨(型號BEG-4，固定碳含量99. 9%)，混合均勻得混合物料；所述的混合物料的含水量為5-8wt% ；
2)將混合物料裝填到金屬模腔中，真空條件下(10_2Pa)幹壓成型(壓力為8-lOMPa)得到高容量熱儲能材料；
3)將上步得到的高容量熱儲能材料進行鋁箔真空封裝；
4)將上步得到的鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、毛細管網柵、天然石墨板、碳纖維膜進行依次疊層，熱壓成型即可，熱壓成型通過熱壓機完成，熱壓壓力為10-12MPa、熱壓溫度為155-165°C，保壓時間為30-40min。實施例4:
一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，包括以下步驟
1)將495份的氯化石蠟、95份的氧化銅(目數300目)、398份的非金屬添加劑58號全精鍊石蠟、3998份的石墨(型號BEG-4，固定碳含量99. 9%)，混合均勻得混合物料；所述的混合物料的含水量為5-8wt% ；
2)將混合物料裝填到金屬模腔中，真空條件下(10_2Pa)幹壓成型(壓力為8-lOMPa)得到高容量熱儲能材料；
3)將上步得到的高容量熱儲能材料進行鋁箔真空封裝；
4)將上步得到的鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、毛細管網柵、天然石墨板、碳纖維膜進行依次疊層，熱壓成型即可，熱壓成型通過熱壓機完成，熱壓壓力為10-12MPa、熱壓溫度為155-165°C，保壓時間為30-40min。實施例5
一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，包括以下步驟
1)將520份的氯化石蠟、116份的氧化亞銅粉末(江蘇泰興冶煉廠產)、420份的非金屬添加劑58號全精鍊石蠟、4200份的石墨(型號BEG-5，固定碳含量99. 9%)，混合均勻得混合物料；所述的混合物料的含水量為5-8wt% ；
2)將混合物料裝填到金屬模腔中，真空條件下(10_2Pa)幹壓成型(壓力為8-lOMPa)得到高容量熱儲能材料；
3)將上步得到的高容量熱儲能材料進行鋁箔真空封裝；
4)將上步得到的鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、毛細管網柵、天然石墨板、碳纖維膜進行依次疊層，熱壓成型即可，熱壓成型通過熱壓機完成，熱壓壓力為10-12MPa、熱壓溫度為155-165°C，保壓時間為30-40min。本發明的原料均可市購。本發明製備的綠色建築用高容量熱儲能複合材料的導熱係數為610-617 W/m*K。本發明的原料無毒、無腐蝕、不易燃易爆，且價格較低廉。本發明的原料製得的儲能複合材料也可以反覆循環使用 。本發明製備的綠色建築用高容量熱儲能複合材料可以製作成輻射吊頂，保溫牆體、拼裝式儲能地磚等多種形式複合功能組件。本發明製備的綠色建築用高容量熱儲能複合材料可可以將太陽能、地熱能、工業廢熱等能量儲存起來，利用冬季及夏季的溫差，白天及夜間的溫差，為建築物實現夏季制 冷、冬季採暖和全年提供熱水的綜合功能。
權利要求
1.一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料，其特徵在於其是由鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、仿生毛細管、無紡布或碳纖維膜中的ー種、平板式高導熱材料所組成；所述的高容量熱儲能材料由以下質量份數的原料組成480-520份的氯化石蠟、80-120份的金屬化合物、380-420份的非金屬添加剤、3800-4200份的石墨粉；所述的平板式高導熱材料為天然石墨板。
2.根據權利要求I所述的ー種綠色建築用高容量熱儲能複合材料，其特徵在於所述的金屬化合物為氧化銅、氧化亞銅中的至少ー種。
3.根據權利要求I所述的ー種綠色建築用高容量熱儲能複合材料，其特徵在於所述的非金屬添加劑為石蠟或其他固液相變材料。
4.根據權利要求I所述的ー種綠色建築用高容量熱儲能複合材料，其特徵在於金屬化合物的目數為100-1000目。
5.根據權利要求I所述的ー種綠色建築用高容量熱儲能複合材料，其特徵在於石墨粉中的固定碳含量彡99. 9%。
6.權利要求I所述的ー種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 1)將480-520份的氯化石蠟、80-120份的金屬化合物、380-420份的非金屬添加剤、3800-4200份的石墨粉混合均勻得到混合物料； 2)將混合物料裝填到金屬模腔中，真空幹壓成型得到高容量熱儲能材料； 3)將上步得到的高容量熱儲能材料進行鋁箔連續真空封裝； 4)將上步得到的鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、仿生毛細管、平板式高導熱材料、碳纖維膜或無紡布中的ー種進行疊層熱壓成型即可。
7.根據權利要求6所述的ー種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，其特徵在於步驟I)中，混合物料的含水量為5-8wt%。
8.根據權利要求6所述的ー種綠色建築用高容量熱儲能複合材料的製備方法，其特徵在於幹壓成型的壓カ為8-10MPa。
全文摘要
本發明公開了一種綠色建築用高容量熱儲能複合材料，其是由仿生毛細管、無紡布或碳纖維膜中的一種、鋁箔真空封裝的高容量熱儲能材料、平板式高導熱材料所組成；所述的高容量熱儲能材料由以下質量份數的原料組成480-520份的氯化石蠟、80-120份的金屬化合物、380-420份的非金屬添加劑、3800-4200份的石墨；所述的平板式高導熱材料為天然石墨板。本發明製備的複合材料的儲熱密度大，能夠通過相變在恆溫條件下吸收或釋放大量的熱能；穩定性好，不易發生離析現象；無毒、無腐蝕、不易燃易爆，且價格較低廉；導熱係數大，能量可以及時的儲存或取出，導熱係數可以達到610-617W/m·K；不同狀態間轉化時，材料體積變化小；具有合適的使用溫度；生產成本低。
文檔編號C09K5/06GK102766440SQ201210238890
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者慄世芳, 慄桐 申請人:慄世芳