一种储热介质及其用途

摘要

本发明涉及一种以相变形式储存能量的相变材料，尤其涉及一种储热介质的配方及其应用。该储热介质是由氯化镁，硝酸镁和水组成的盐水化合物，在最佳成分点处(图1中E2点)该储热介质熔点在40±1.5℃；该储能介质含硝酸镁：48-53(重量)％，氯化镁：10-13(重量)％，水H2O：36-40(重量)％。该介质经各种形式封装以后有多种用途，如，用于建筑物顶层的隔热，家用储能取暖装置等方面。

权利要求

1.一种储热介质，其特征在于它是由水、硝酸镁和氯化镁经配方调制成熔体或晶体而形成的三元混合物，其中：由硝酸镁48-53重量％，氯化镁10-13重量％，水：36-40重量％组成。

2.根据权利要求1所述的储热介质，其特征在于该储热介质是封装的。

3.制备权利要求1所述的储热介质的方法，其特征在于将氯化镁、硝酸镁或者它们的水化物与水混合熔化或者蒸发掉一定量的水分，调制成熔体或晶体混合物。

4.根据权利要求1所述储热介质的用途之一，是用在房屋顶层隔热。

5.根据权利要求1所述储热介质的用途之一，是用在家庭取暖用储能器件中。

说明书

一种储热介质及其用途

技术领域

[0001] 本发明涉及一种以相变形式储存热能的相变材料，尤其涉及一种储热介质制备方法及其用途。

背景技术

[0002] 相变储热介质是通过在高于其特有的相变融化温度的环境下通过自身融化而自动吸收环境大量的热量，并在低于其特有的相变温度环境下自动冷凝而向环境释放热量，从而维持环境的温度恒定，达到储能的目的。

[0003] 作为相变储热介质的物质可以为无水盐、盐水化合物及其混合物、有机物等。其中有机物在应用时易带来火灾危险；无水盐或者它们的混合物适用于高温储热；盐水化合物及其混合物适合于储存低温热源，此类材料在太阳能和城市余热利用，电网的削峰填谷等多方面有着广泛的应用。

[0004] 判定一种储热介质优劣标准有：相变温度，相变材料的毒性、腐蚀性、过冷性能、分层性、廉价性等等。而同时满足上述所有要求的相变材料并不多见。

[0005] 熔点在40℃左右的材料在冬天常用作取暖介质，夏天用作建筑物顶楼的隔热层。在这一温度左右的常见的盐水化合物有四水氯化钙(39℃)，四水硝酸钙(42℃)和两水氟化钾(42℃)。但四水氯化钙在39℃熔化时发生包晶反应，不适合用作储能材料；四水硝酸钙熔体在42℃过冷效应很强，需加入相关的成核剂才能及时地结晶；两水氟化钾昂贵且腐蚀性强，不合适用作储能或者隔热材料。

[0006] 实际应用中常见的一种盐水化合物是由MgCl2*6H2O和Mg(NO3)2*6H2O按一定比例混合而得到，其熔点为56℃。由氯化镁，硝酸镁和水组成的共晶熔化温度不同于上述温度的盐水化合物则未见报道。

发明内容

[0007] 本发明为了解决上述已有技术的不足之处，而提供一种具有毒性小，廉价，腐蚀性小，无过冷性能，无分层性等诸多优点的储热介质及其制备方法。该储热介质是由氯化镁，硝酸镁和水组成的共晶熔化温度不同于上述温度的盐水化合物。应用于建筑物的恒温隔热，家用取暖装置等。

[0008] 本发明的一种储热介质，其特征在于它是由水、硝酸镁和氯化镁经配方调制成熔体或晶体而形成的三元混合物，其中：由硝酸镁48-53重量％，氯化镁10-13重量％，水：36-40重量％组成。

[0009] 该储热介质是封装的。

[0010] 制备储热介质的方法，将氯化镁、硝酸镁或者它们的水化物与水混合熔化或者蒸发掉一定量的水分，调制成熔体或晶体混合物。

[0011] 本发明的储热介质的用途，并非一定要与辅助剂一起，用作潜热储存系统中的储存介质。

[0012] 储热介质的用途之一，是用在房屋顶层隔热。

[0013] 储热介质的用途之一，是用在家庭取暖用储能器件中。

[0014] 制备该储热介质的方法，是把硝酸镁和氯化镁(或者它们的各种形式的水合物)混合在一起，通过加入水(如水分过多则蒸发溶液中的部分水分)调节介质组分到如上所述的含量。

[0015] 其作用机理是，如图1中E2点所示，在氯化镁-硝酸镁-水三元体系中存在一个未被报道的由六水硝酸镁、两水硝酸镁和六水氯化镁所组成的共晶点，该点的共晶温度为41℃左右。

[0016] 发明的效果：该储能介质具有毒性小，廉价，不易燃，无过冷性能，无分层性等诸多优点。

附图说明

[0017] 图1硝酸镁-氯化镁-水体系溶解度相图。

[0018] 图中E1：已知的熔点为56℃左右的储能材料，E2：在本发明中被保护的用作储能介质的共晶点。

[0019] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

[0020] 实施例一：

[0021] 把78公斤六水硝酸镁和22公斤六水氯化镁混合在一起，然后加热溶液蒸发掉其中的10公斤左右的水分，所得溶液将在39℃～41℃凝结为盐水化合物(六水硝酸镁、六水氯化镁和二水硝酸镁)的混合物，该混合物的熔点为40±1.5℃。

[0022] 实施例二：

[0023] 取一定量按实施例一描述的方法制成的混合物装进一定的密封容器内，由室温(25℃)加热至45℃，其储存的显热相当于同样重量纯水储存热量的300％；由室温(25℃)加热至70℃，其储存的热量相当于同样重量纯水储存热量的200％。在室温下，冷却一定重量的温度为70℃该储能混合物至室温所需的时间是冷却同样重量同样纯水所需时间的2.5倍以上。如用该储热介质代替常用的家用热水袋中的水，则可使热水袋的冷却时间延长一倍以上，并且在绝大部分时间内其温度保持在39℃～41℃之间，体感非常舒适。

[0024] 以上实施例是详细的说明本发明，本发明并不局限于实施例，依照本发明配方所作的储热介质都是本发明保护的范围。