專利名稱：化學(xué)蓄熱材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，適用于電冰箱、電冰柜、低溫箱、冷飲機(jī)、冰激淋機(jī)及間斷工作小型制冷機(jī)等制冷設(shè)備的各種冷凝器，尤其適用于內(nèi)藏式冷凝器。
在專利申請(qǐng)案98100512.8中，制冷設(shè)備的不間斷冷凝器所用的蓄熱材料有相變材料和顯熱材料兩大類，(參見專利申請(qǐng)案98100512.8的圖4和圖3實(shí)施例)。前者包括正烷類和脂肪酸類及其衍生物，后者包括水和酚類及其衍生物。用這些材料來擴(kuò)大冷凝器的熱容量，使其能有效削減其熱流高峰，減少傳熱溫差以提高制冷機(jī)效率；但是，由于蓄熱量有限而限制了制冷機(jī)效率的進(jìn)一步提高。相變材料雖然單位體積的蓄熱量大但相變點(diǎn)固定，因環(huán)境溫度隨四季變化，單一相變材料很難適用于全年溫度變化，以致使用二種或二種以上相變材料才能復(fù)蓋全年氣溫變化；而多種相變材料會(huì)導(dǎo)致冷凝器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和成本的提高。顯熱材料的蓄熱能力有限，當(dāng)冰箱較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，由于蓄熱能力的不足，會(huì)引起傳熱溫差加大，而增加用量，導(dǎo)致冷凝器結(jié)構(gòu)過于苯重。因此，發(fā)明一種新的化學(xué)蓄熱材料來提高冷凝器效率是當(dāng)務(wù)之急。
本發(fā)明目的在于提出一種成本低、效率高的化學(xué)蓄熱材料及其制備方法。
本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的1．一種化學(xué)蓄熱材料制備方法，其特征在于A．將一種或二種及二種以上的固態(tài)無機(jī)鹽與水混合并攪拌，使之達(dá)到過飽和溶解度，無機(jī)鹽過飽和水溶液的重量百分比是95％-99％B．加入成核劑并攪拌均勻，成核劑與水溶液的重量百分比是1％-5％C．將配制好的蓄熱材料灌入蓄熱式冷凝器，用作蓄熱介質(zhì)。
2．一種化學(xué)蓄熱材料，其特征在于(1)．所用無機(jī)鹽的必備條件是A．無強(qiáng)腐蝕性，無毒性，成本低；B．溶解在水中是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)熱愈大愈好；C．溶質(zhì)的溶解度值對(duì)溫度敏感；D．溶質(zhì)的固相熔點(diǎn)在冷凝器工作溫度范圍之內(nèi)(0-50℃)。
所用無機(jī)鹽包括A．硫酸鈉(10水合)，即Na2SO4.10H2OB．磷酸氫鈉(12水合)，即Na2HPO4.12H2OC．四硼酸二鈉(10水合)，即Na2B4O4.10H2OD．硝酸鉀，即KNO3(2)．所用成核劑必備條件是A．比重接近無機(jī)鹽的飽和水溶液；B．不溶于水；C．顆粒??；D．同溶液無化學(xué)反應(yīng)；所用成核劑包括高嶺土、石墨粉、及一切輕金屬粉末。
以硫酸鈉為例說明其工作原理當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)，冷凝器放出冷凝熱，使硫酸鈉在水中的溶解度提高而溶液吸納更多溶質(zhì)，溶解過程是吸熱的，可吸收一部份冷凝熱，阻止溶液迅速升溫。
當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí)，冷凝器開始降溫，蓄熱材料放熱，以致溶液的溶解度下降，有部分溶質(zhì)析出而放熱。
當(dāng)壓縮機(jī)再度工作時(shí)，析出的硫酸鈉因冷凝熱而再度溶解，溶解過程再度吸熱，而當(dāng)壓縮機(jī)再度停止工作時(shí)，溶液再度放熱，如此循環(huán)往復(fù)，本發(fā)明蓄熱材料使冷凝器更加有效地消除了熱流高峰而提高其工作效率。
例如，當(dāng)含10個(gè)結(jié)晶水硫酸鈉溶液(Na2SO4.10H2O)的溶質(zhì)與水重量百分比濃度在33.2％時(shí)，冷凝器的工作溫度為32.4℃，因此，在夏季，冷凝器工作溫度高于溶質(zhì)的熔點(diǎn)32.4℃，本發(fā)明的蓄熱材料相當(dāng)于相變蓄熱；在冬季，冷凝器的工作溫度低于溶質(zhì)的熔點(diǎn)32.4℃，本發(fā)明的蓄熱材料相當(dāng)于顯熱蓄熱和化學(xué)蓄熱。
各種溶質(zhì)溶解于水的熱焓(亦稱熱函)變化表
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)冷凝器熱溶量大，當(dāng)制冷機(jī)開機(jī)較長(zhǎng)時(shí)，都能使冷凝器保持較小換熱溫差，壓縮機(jī)工作平穩(wěn)且效率高。
實(shí)施例1蓄熱材料是98％的硫酸鈉過飽和水溶液，成核劑用相當(dāng)于溶液2％重量高嶺土。這比水為蓄熱材料的冷凝器的傳熱溫差降低2-3.5℃，冷凝器高壓出口的過冷度溫度可提高1.4-1.8℃，整機(jī)效率提高5％-8％，而整機(jī)成本僅增加5～8元人民幣/臺(tái)(1998年價(jià)格)。
實(shí)施例2蓄熱材料硫酸鈉與磷酸氫鈉的過飽和水溶液，二者的重量比為1∶1，成核劑用高嶺土，其效果同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1．一種化學(xué)蓄熱材料制備方法，其特征在于A．將一種或二種及二種以上的固態(tài)無機(jī)鹽與水混合并攪拌，使之達(dá)到過飽和溶解度，無機(jī)鹽過飽和水溶液的重量百分比是95％-99％；B．加入成核劑并攪拌均勻，成核劑與水溶液的重量百分比是1％-5％；C．將配制好的蓄熱材料灌入蓄熱式冷凝器，用作蓄熱介質(zhì)。
2．一種化學(xué)蓄熱材料，其特征在于(1)．所用無機(jī)鹽的必備條件是A．無強(qiáng)腐蝕性，無毒性，成本低；B．溶解在水中是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)熱愈大愈好；C．溶質(zhì)的溶解度值對(duì)溫度敏感；D．溶質(zhì)的固相熔點(diǎn)在冷凝器工作溫度范圍之內(nèi)(0-50℃)；所用無機(jī)鹽包括A．硫酸鈉(10水合)，即Na2SO4.10H2OB．磷酸氫鈉(12水合)，即Na2HPO4.12H2OC．四硼酸二鈉(10水合)，即Na2B4O4.10H2OD．硝酸鉀，即KNO3(2)．所用成核劑必備條件是A．比重接近無機(jī)鹽的飽和水溶液；B．不溶于水；C．顆粒小；D．同溶液無化學(xué)反應(yīng)；所用成核劑包括高嶺土、石墨粉、及一切輕金屬粉末。
全文摘要
化學(xué)蓄熱材料及其制備方法制冷技術(shù)領(lǐng)域。目的在于提出一種成本低、效率高的化學(xué)蓄熱材料及其制備方法。其方法將一種或二種及二種以上的固態(tài)無機(jī)鹽與水混合并攪拌,使之達(dá)到過飽和溶解度;加入成核劑并攪拌均勻;將配制好的蓄熱材料灌入蓄熱式冷凝器,用作蓄熱介質(zhì)。所用無機(jī)鹽包括硫酸鈉(10水合),磷酸氫鈉(12水合),四硼酸二鈉(10水合),硝酸鉀;所用成核劑包括高嶺土、石墨粉、及一切輕金屬粉末。冷凝器熱溶量大,當(dāng)制冷機(jī)開機(jī)較長(zhǎng)時(shí),都能使冷凝器保持較小換熱溫差,壓縮機(jī)工作平穩(wěn)且效率高。
文檔編號(hào)C09K5/00GK1224747SQ9812335
公開日1999年8月4日 申請(qǐng)日期1998年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月15日
發(fā)明者葉宇 申請(qǐng)人:葉宇