專利名稱：一種相變儲(chǔ)能片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱能儲(chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種相變儲(chǔ)能片。
背景技術(shù)：
能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。人類對(duì)能源的需求日益增加。但同時(shí)對(duì)能源的利 用率仍不是很高，存在著很大的浪費(fèi)。而且能源供給漸趨緊張。另一方面，目前大量使用的 化石燃料在使用過(guò)程中釋放出多種有害氣體對(duì)環(huán)境造成很大的破壞。因此，如何開(kāi)發(fā)出新 的特別是可再生的清潔能源以及提高其利用率已經(jīng)成為非常緊迫的問(wèn)題。由于能源的供應(yīng) 和需求在很多情況下都有很強(qiáng)的時(shí)間和地域依賴性，為了合理地利用它，人們常需要把暫 時(shí)不用的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在需要的時(shí)候再讓它釋放出來(lái)，因此儲(chǔ)能材料成為近年來(lái)研究的 熱點(diǎn)。利用潛熱儲(chǔ)能的材料，也稱為相變材料(Phase Change Material，簡(jiǎn)稱PCM)。70年 代能源危機(jī)以來(lái)，相變儲(chǔ)能的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究在發(fā)達(dá)國(guó)家迅速發(fā)展。相變儲(chǔ)能材料是跨多 領(lǐng)域的新興學(xué)科，它的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單現(xiàn)象到深刻理論和應(yīng)用的發(fā)展過(guò) 程。其研究和應(yīng)用涉及材料學(xué)、太陽(yáng)能、工程熱物理、空調(diào)和采暖及工業(yè)廢熱利用等領(lǐng)域。相變儲(chǔ)能及技術(shù)能將能量以相變潛熱的形式儲(chǔ)藏于相變材料中，實(shí)現(xiàn)能量在不同 時(shí)空之間的轉(zhuǎn)換。近年來(lái)，礦物能源枯竭和環(huán)境污染等問(wèn)題越來(lái)越突出，提高能源使用效率 和開(kāi)發(fā)可再生能源成為人類面臨的重要課題。利用相變材料(Phase Change Materials, PCMs)的相變潛熱實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和利用，有助于提高能源利用效率和開(kāi)發(fā)可再生能源，是 近年來(lái)能源科學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)十分活躍的前沿研究方向。與顯熱儲(chǔ)能技術(shù)相比， 相變儲(chǔ)能技術(shù)具有儲(chǔ)能密度高、體積小巧、溫度控制恒定、節(jié)能效果顯著、相變溫度選擇范 圍寬、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、太陽(yáng)能利用、采暖和空調(diào)、供電系統(tǒng)優(yōu)化、醫(yī)學(xué)工程、軍 事工程、蓄熱建筑和極端環(huán)境服裝等眾多領(lǐng)域具有廣闊的前景。尤其是在建筑節(jié)能領(lǐng)域， 相變儲(chǔ)能技術(shù)具有明顯的應(yīng)用價(jià)值，如建筑太陽(yáng)能利用、低谷電力開(kāi)發(fā)和恒溫建筑等，受到 美國(guó)能源部和國(guó)際能源署(International Energy Agency, IEA)等的關(guān)注。一些研究表 明，采用具有儲(chǔ)能功能的地板或天花板裝置，通過(guò)夜間蓄冷(熱)，在提高建筑物室內(nèi)熱舒適 度的前提下，可大幅降低建筑能耗和暖通空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用及其對(duì)社會(huì)電力的負(fù)荷。眾所周 知，我國(guó)電力能源比較缺乏，尤其在一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，在夏季往往出現(xiàn)電力能源供 不應(yīng)求的局面。而在社會(huì)電力總負(fù)荷中，空調(diào)負(fù)荷占了很大的比重，因此，如能降低空調(diào)電 力負(fù)荷將具有顯著的社會(huì)意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)建筑節(jié)能等領(lǐng)域?qū)ο嘧儍?chǔ)能技術(shù)的要求，提供一種制 作方便、儲(chǔ)能效果好的相變儲(chǔ)能片。本實(shí)用新型提供的相變儲(chǔ)能片，由相變石墨粉及其包裝袋組成。所述相變石墨粉 的制備可參見(jiàn)中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010541388. 8的發(fā)明。該相變石墨粉由多孔石墨和相 變材料構(gòu)成，其中多孔石墨是由天然鱗片石墨經(jīng)過(guò)插層、膨化和壓縮等程序制備而成。相變材料包括有機(jī)相變材料和無(wú)機(jī)鹽相變材料。有機(jī)相變材料包括結(jié)晶性直鏈脂肪酸、烷烴、酯 類及其混合物等有機(jī)材料。無(wú)機(jī)鹽相變材料包括硫酸鹽、氯化物、磷酸鹽、硝酸鹽等無(wú)機(jī)鹽 的水合物。在制備過(guò)程中，首先制備多孔石墨。然后按預(yù)定的配方比例，稱取多孔石墨和選 定的相變材料，如硬脂酸丁酯有機(jī)相變材料或氯化鈣飽和水溶液。準(zhǔn)確稱量后的兩種材料 混合在一起充分?jǐn)嚢鑿?fù)合。為了讓相變材料能夠更充分在液態(tài)狀態(tài)下滲透到多孔石墨的孔 隙中，我們將兩種材料的混合物放在高于相變材料相變溫度的烘箱中恒溫24小時(shí)以上，得 到吸附均勻充分的相變石墨，再經(jīng)粉碎而得到相變石墨粉。相變石墨粉的包裝袋采用PVC、TPU、PVC無(wú)紡布、EVA或鋁塑膜等材料制作，包裝袋 填充相變石墨粉后密封。封裝材料厚度在0.05 2毫米之間。相變儲(chǔ)能片形狀為長(zhǎng)方形 或正方形。如為長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)邊長(zhǎng)度介于0. 1 1米之間，短邊長(zhǎng)度介于0. 05 0. 8米之 間。若為正方形，其邊長(zhǎng)介于0.1 1米之間。厚度為5 — 50毫米。為防止相變石墨粉在封裝袋內(nèi)移動(dòng)，在儲(chǔ)能片上每隔0. 1 0. 2米寬度做一隔斷。 該隔斷可以是縫合的形式，也可以是粘合的形式，等等。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的相變儲(chǔ)能片，制作方便、儲(chǔ)能效果好，可用于生態(tài)建筑的多個(gè)方 面，如太陽(yáng)能儲(chǔ)存、夜間冷量?jī)?chǔ)存、空調(diào)電力調(diào)峰等。

圖1是相變儲(chǔ)能片實(shí)物照片。圖2是實(shí)施例1該相變材料的DSC曲線。圖3是實(shí)施例2該相變材料的DSC曲線。圖4是實(shí)施例3該相變材料的DSC曲線。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。實(shí)施例1采用采用厚度為0. 1毫米的鋁塑膜作為封裝材料。相變儲(chǔ)能片形狀為正方形。邊 長(zhǎng)為0.45米。隔斷寬度為0.15米。相變石墨粉為硬脂酸丁酯與多孔石墨復(fù)合而成，質(zhì)量 比為10:1，即相變材料占復(fù)合材料總質(zhì)量的83%。圖2為該相變材料的DSC曲線。該相 變材料的相變溫度為24. 95° C。采用該相變材料制作的相變儲(chǔ)能片可用于建筑物空調(diào)系 統(tǒng)儲(chǔ)能。DSC實(shí)驗(yàn)在常壓下氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行，試樣升溫過(guò)程從-10°C升至45°C，升溫速率為 50C /min ；降溫過(guò)程從45°C降至-10°C，降溫速率為5°C /min。實(shí)施例2采用采用厚度為0. 2毫米的PVC作為封裝材料。相變儲(chǔ)能片形狀為正方形。邊長(zhǎng) 為0.45米。隔斷寬度為0.15米。相變石墨粉為硬脂酸與多孔石墨復(fù)合而成，質(zhì)量比為10: 1，即相變材料占復(fù)合材料總質(zhì)量的83%。圖3為該相變材料的DSC曲線。該相變材料的 相變溫度為53. 4° C。采用該相變材料制作的相變儲(chǔ)能片可用于太陽(yáng)能熱的儲(chǔ)存和利用。 DSC實(shí)驗(yàn)在常壓下氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行，試樣升溫過(guò)程從20°C升至100°C，升溫速率為5°C/min ； 降溫過(guò)程從100°C降至20°C，降溫速率為5°C /min。實(shí)施例3[0019] 采用采用厚度為0.5毫米的PVC無(wú)紡布作為封裝材料。相變儲(chǔ)能片形狀為長(zhǎng)方形。 長(zhǎng)邊長(zhǎng)0. 9米，短邊長(zhǎng)0. 45米，隔斷寬度為0. 15米。相變石墨粉為六水氯化鈣與多孔石墨 復(fù)合而成，質(zhì)量比為10 :1，即相變材料占復(fù)合材料總質(zhì)量的83%。圖4為該相變材料的DSC 曲線。該相變材料的相變溫度為29. 47° C。采用該相變材料制作的相變儲(chǔ)能片可用于相 變蓄熱地板采暖。DSC實(shí)驗(yàn)在常壓下氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行，試樣升溫過(guò)程從-20°C升至60°C，升 溫速率為5°C /min ；降溫過(guò)程從60°C降至_20°C，降溫速率為5°C /min。
權(quán)利要求1.一種相變儲(chǔ)能片，其特征在于由相變石墨粉及其包裝袋組成，包裝袋填充相變石墨 粉后密封；包裝袋厚度為0. 05 2毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲(chǔ)能片，其特征在于所述包裝袋的材料采用PVC、TPU、 PVC無(wú)紡布、EVA或鋁塑膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲(chǔ)能片，其特征在于所述相變儲(chǔ)能片形狀為長(zhǎng)方形或正 方形；長(zhǎng)方形形狀的，其長(zhǎng)邊長(zhǎng)度為0. 1 1米，短邊長(zhǎng)度為0. 05 0. 8米；正方形形狀的， 其邊長(zhǎng)為0. 1 1米；相變儲(chǔ)能片厚度為5 — 50毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的相變儲(chǔ)能片，其特征在于所述相變儲(chǔ)能片上每隔 0. 1 0.2米設(shè)有一隔斷。
專利摘要本實(shí)用新型屬于熱能儲(chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種相變儲(chǔ)能片。該相變儲(chǔ)能片由相變石墨粉及其包裝袋組成，包裝袋填充相變石墨粉后密封；包裝袋厚度為0.05～2毫米。所述包裝袋的材料采用PVC、TPU、PVC無(wú)紡布、EVA或鋁塑膜。該相變石墨粉由多孔石墨和相變材料構(gòu)成。本實(shí)用新型利用相變石墨粉的儲(chǔ)能特性，制成相變儲(chǔ)能片?？捎糜谏鷳B(tài)建筑的多個(gè)方面，如太陽(yáng)能儲(chǔ)存、夜間冷量?jī)?chǔ)存、空調(diào)電力調(diào)峰等。
文檔編號(hào)C09K5/06GK201896156SQ20102064314
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者張東 申請(qǐng)人:張東