本申請涉及儲能材料，尤其涉及一種無機(jī)鹽相變材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們追求人體舒適性，特別對溫度的要求越來越敏感。例如，在嚴(yán)寒或炎熱的天氣，人們依靠熱泵系統(tǒng)的空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。但是，單純地利用空調(diào)進(jìn)行制冷/制熱，型式過于單一而導(dǎo)致空調(diào)需要長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致能耗、電費(fèi)過高。為此，人們想到將相變蓄冷技術(shù)應(yīng)用于熱泵系統(tǒng)中，利用相變材料發(fā)生固-液、氣-液相態(tài)變化存儲熱能或釋放熱能，例如，采用水這種相變材料，在夏天高溫環(huán)境下，在谷電時(shí)時(shí)期，空調(diào)制冷使水變成冰，在峰電時(shí)時(shí)期，可利用冰變成水吸收環(huán)境中的熱量以降低環(huán)境溫度，從而有效的緩解高溫天氣谷電消納的問題；在谷電時(shí)，空調(diào)同樣可進(jìn)行制熱，將熱量存儲于水中，由于冰變成水的相變溫度一般在0℃左右，水主要進(jìn)行顯熱儲能，能夠存儲的熱能有限，且溫度越高，熱能損耗也越大，在冬天等低溫環(huán)境，即使在谷電時(shí)期水進(jìn)行儲熱，其存儲的熱能也有限，難以滿足制熱溫度需求，導(dǎo)致冬天時(shí)的谷電難以被有效利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請實(shí)施例提供一種無機(jī)鹽相變材料及其制備方法和應(yīng)用，能夠解決熱泵系統(tǒng)的相變材料難以兼顧儲冷和儲熱需求的問題。

2、第一方面，本申請實(shí)施例提供了一種無機(jī)鹽相變材料組合物，所述組合物包括以下組分：相變基材31.wt.％～45.0wt.％、去離子水50.0wt.％～60.0wt.％、異相成核劑1.0wt.％～5.0wt.％、增稠劑2.0wt.％～5.0wt.％、晶型調(diào)節(jié)劑0.1wt.％～3wt.％；

3、其中，所述相變基材包括硫酸鈉和無機(jī)鹽b，所述硫酸鈉與所述無機(jī)鹽b的摩爾比為0.9～1.1，所述無機(jī)鹽b包括碳酸鹽中的至少一種。

4、在一些實(shí)施例中，以所述組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述組合物包括以下組分：相變基材36wt.％～39wt.％、去離子水52wt.％～54wt.％、異相成核劑3wt.％～4wt.％、增稠劑2.5wt.％～4.0wt.％、晶型調(diào)節(jié)劑0.5wt.％～1.0wt.％。

5、在一些實(shí)施例中，基于所述組合物的總重量，所述硫酸鈉的重量百分含量為21.5wt.％～24wt.％，所述無機(jī)鹽b的重量百分含量為13wt.％～20wt.％。

6、在一些實(shí)施例中，所述無機(jī)鹽b選自碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨中的至少一種。

7、在一些實(shí)施例中，所述異相成核劑選自硫酸鋇、沸石、滑石粉、石英砂中的至少一種；所述異相成核劑的粒徑dv50的范圍為350μm～600μm。

8、在一些實(shí)施例中，所述晶型調(diào)節(jié)劑選自六偏磷酸鈉、硫酸銨、乙二胺四乙酸中的至少一種。

9、在一些實(shí)施例中，所述組合物還包括均相成核劑，基于所述組合物的總重量，所述均相成核劑的重量百分含量為1.0wt.％～3.0wt.％；

10、所述均相成核劑包括硅酸鈉、九水偏硅酸鈉、五水偏硅酸鈉、無水硼砂的至少一種。

11、在一些實(shí)施例中，所述增稠劑選自聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉中的至少一種。

12、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N無機(jī)鹽相變材料，包括采用如上所述的無機(jī)鹽相變材料組合物的各組分混合獲得。

13、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N熱泵系統(tǒng)，包括儲能單元，所述儲能單元包括：

14、儲能殼體，內(nèi)部具有儲能腔；

15、換熱管，設(shè)于所述儲能腔；及

16、相變層，包括如上所述的無機(jī)鹽相變材料，所述相變層填充于所述儲能腔內(nèi)，且包覆于所述換熱管的外表面，以與所述換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)進(jìn)行換熱。

17、基于本申請實(shí)施例的無機(jī)鹽相變材料及其制備方法和應(yīng)用，通過選擇無機(jī)鹽相變材料組合物中的各組分的含量在合適的范圍，以及將硫酸鈉和無機(jī)鹽b這兩種無機(jī)鹽組合使用，硫酸鈉與去離子水能夠生成無機(jī)水合鹽a，無機(jī)鹽b與去離子水能夠生成無機(jī)水合鹽b，無機(jī)水合鹽a和無機(jī)水合鹽b混合后形成了水合鹽共晶體系，整個(gè)無機(jī)鹽相變材料晶型的均一性良好，且相變熱焓能夠保持在較高的水平，以及根據(jù)無機(jī)水合鹽a和無機(jī)水合鹽b共晶的原理使無機(jī)鹽相變材料的相變溫度能夠在19.5℃～32.0℃，且在相變過程中，無機(jī)鹽相變材料的相變溫度穩(wěn)定性好、相變均勻性良好。

技術(shù)特征：

1.一種無機(jī)鹽相變材料組合物，其特征在于，所述組合物包括以下組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，以所述組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述組合物包括以下組分：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征在于，基于所述組合物的總重量，所述硫酸鈉的重量百分含量為21.5wt.％～24wt.％，所述無機(jī)鹽b的重量百分含量為13wt.％～20wt.％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述無機(jī)鹽b選自碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述晶型調(diào)節(jié)劑選自六偏磷酸鈉、硫酸銨、乙二胺四乙酸中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物還包括均相成核劑，基于所述組合物的總重量，所述均相成核劑的重量百分含量為1.0wt.％～3.0wt.％；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述增稠劑選自聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉中的至少一種。

9.一種無機(jī)鹽相變材料，其特征在于，包括采用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的無機(jī)鹽相變材料組合物的各組分混合獲得。

10.一種熱泵系統(tǒng)，其特征在于，包括儲能單元，所述儲能單元包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種無機(jī)鹽相變材料及其制備方法和應(yīng)用。無機(jī)鹽相變材料組合物，包括以下組分：相變基材31.wt.％～45.0wt.％、去離子水50.0wt.％～60.0wt.％、異相成核劑1.0wt.％～5.0wt.％、增稠劑2.0wt.％～5.0wt.％、晶型調(diào)節(jié)劑0.1wt.％～3wt.％；相變基材包括硫酸鈉和無機(jī)鹽B，硫酸鈉與無機(jī)鹽B的摩爾比為0.9～1.1，無機(jī)鹽B包括碳酸鹽中的至少一種。本申請通過將硫酸鈉和無機(jī)鹽B這兩種無機(jī)鹽組合使用，硫酸鈉與去離子水生成的無機(jī)水合鹽A，無機(jī)鹽B與去離子水生成的無機(jī)水合鹽B，無機(jī)水合鹽A與無機(jī)水合鹽B混合形成水合鹽共晶體系，基于共晶的原理使無機(jī)鹽相變材料的相變溫度能夠在19.5℃～32.0℃，且在相變過程中，無機(jī)鹽相變材料的相變溫度穩(wěn)定性好、相變均勻性良好。

技術(shù)研發(fā)人員：杜國浩,段昌明,付天琳,鄭春元,李洪武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東美的暖通設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9