本發(fā)明涉及相變儲能領域，尤其涉及了一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料。
背景技術：
相變儲能材料是近年來國內外在能源利用和材料科學方面開發(fā)研究的熱點之一。相變儲能又稱為潛熱式儲能，其原理是利用相變材料發(fā)生相態(tài)的變化時吸收/釋放能量而進行儲/放熱。相變儲能材料很大程度上解決了能量在時間和空間上的不匹配問題。
隨著人們環(huán)保意識的增加，能源的緊張和能源使用過程中環(huán)境污染的問題導致人們迫切開發(fā)使用新型能源，如太陽能、風能等間歇性清潔能源。并且，我國為了克服電力負荷峰谷差的嚴重現(xiàn)象，實施了電價政策以鼓勵民眾和工業(yè)使用低谷電力最終達到“移峰填谷”的目的。相變蓄冷材料作為能量的貯存體，能在電力負荷的低谷把能量儲存起來，再在電力負荷的高峰緩慢地釋放出能量等，在使用間歇性清潔能源和節(jié)能方面具有重要意義。
現(xiàn)有技術存在的缺陷：產品運輸需要維持在一個極低的溫度環(huán)境中，但目前使用的相變材料，其相變溫度大多為中低溫，且無法使溫度波動在一個較小的范圍內，穩(wěn)定性較差，單一的無機水合鹽相變材料存在普遍過冷和相分離現(xiàn)象，單一的有機類相變材料雖沒有過冷和相分離現(xiàn)象，但其相變潛熱小。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料及其制備方法。
本發(fā)明的技術方案是：
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料，包括下述重量比的原料制得：主儲能劑90～98份、成核劑1～5份、增稠劑1～5份。
所述主儲能劑為無機鹽-有機鹽-醇類的水溶液，所述無機鹽為氯化物，所述有機鹽為有機鈉鹽，所述無機鹽、有機鹽、醇類、水的質量比為15～18:4～6:2～4:72～79。
所述無機鹽為氯化銨、氯化鈣、氯化鈉中的一種或多種，需特別說明的是氯化銨受熱易分解，所以當無機鹽采用氯化銨時，上訴步驟需在常溫下進行攪拌。
所述有機鹽為甲酸鈉、乙酸鈉、苯甲酸鈉中的一種或多種。
所述醇類為乙醇、乙二醇、丙三醇中的一種或多種。
所述成核劑為四硼酸鈉、硅藻土、氟化鋇中的一種或多種。
所述增稠劑為氣相法白炭黑、瓜爾膠、黃原膠中的一種或多種。
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料的制備方法，方法步驟如下：步驟1：主儲能劑的制備：將一定重量比的無機鹽和有機鹽混勻，加入醇類物質，再加入一定質量的去離子水，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液；步驟2：相變材料的制備：于常溫～60℃下邊攪拌邊緩慢加入增稠劑，均勻混合，冷卻后得到相變材料。需特別說明的是氯化銨受熱易分解，所以當無機鹽采用氯化銨時，上訴步驟需在常溫下進行攪拌。
作用原理：本發(fā)明所述的相變材料包含主儲能劑、成核劑和增稠劑。其中，通過主儲能劑在固態(tài)(或液態(tài))轉化為液態(tài)(或固態(tài)、氣態(tài))的過程中吸收或釋放大量的潛熱起到相變儲能或釋能的作用；由非均勻成核機理，在無機鹽類相變材料中添加成核劑能有效降低其過冷度；在相變材料中加入適當?shù)脑龀韯?，它們能增強溶液的黏性，使液體中的固體顆粒較均勻地分布在溶液中而不沉積到底部，能有效地改善相變材料的相分離問題。過冷和相分離現(xiàn)象是影響無機鹽類相變材料壽命的關鍵問題，改善這兩種現(xiàn)象能增加無機鹽類相變材料的熱穩(wěn)定性，從而提高無機鹽類相變材料的循環(huán)壽命。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有的優(yōu)點：
本發(fā)明相變材料采用無機—有機多元復合材料，結合了兩類相變材料的優(yōu)點，且穩(wěn)定性好，原料來源廣泛，成本低，無毒無味，安全可靠，制備工藝簡單，無機鹽、有機鹽、醇類的不同配比，可使得相變材料的相變溫度在-26～-28℃可調，其保冷時間長，循環(huán)壽命長，可在食品或藥品的冷鏈運輸中推廣使用。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但并不構成對本發(fā)明的任何限制。
本發(fā)明的試劑來源：以下實例所涉及各原料和試劑均為市售通用商品，為國藥集團化學試劑有限公司或阿拉丁試劑有限公司生產，所涉及各試驗設備和試驗方法均屬領域常規(guī)。
實施例1
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料，包括下述重量比的原料制得：主儲能劑90份、成核劑5份、增稠劑5份。
主儲能劑為無機鹽為氯化銨、有機鹽為乙酸鈉、醇類為乙二醇和水的混合溶液。
成核劑為四硼酸鈉。
增稠劑為氣相法白炭黑。
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料的制備方法，方法步驟如下：步驟1：主儲能劑的制備：將氯化銨、乙酸鈉、乙二醇和水按照15:5:2:74的比例配置，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液；步驟2：相變材料的制備：將降溫劑、成核劑加入主儲能劑中，常溫下攪拌均勻后，邊攪拌邊緩慢加入增稠劑，均勻混合，冷卻后得到相變材料。
當無機鹽采用氯化銨時，需在常溫下進行攪拌。
采用上述制備方法，則
將8.44g氯化銨和2.81g乙酸鈉混勻，加入1.13g乙二醇，再加入41.62g去離子水，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液，然后加入3.00g四硼酸鈉，于常溫下邊攪拌邊緩慢加入3.00g氣相法白炭黑，均勻混合，冷卻后得到所述相變材料。
所得相變材料的相變溫度為-26.1℃，相變潛熱為146.1J/g。
在內尺寸為152×152×78mm，厚為30mm的EPS保溫箱中，側擺的4個120gPE瓶裝所述相變材料對25mL無水乙醇模擬液預冷溫度為-26～-28℃的保冷時間為820min；循環(huán)次數(shù)500次時，相變材料的衰變率只為0.604，通過壽命預測，循環(huán)壽命可達700次。
實施例2
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料，包括下述重量比的原料制得：主儲能劑97份、成核劑1.5份、增稠劑1.5份。
主儲能劑為無機鹽為氯化鈉、有機鹽為乙酸鈉、醇類為乙醇和水的混合溶液。
成核劑為硅藻土。
增稠劑為瓜爾膠。
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料的制備方法，方法步驟如下：步驟1：主儲能劑的制備：將氯化鈉、乙酸鈉、乙醇和水按照17:5:4:72的比例配置，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液；步驟2：相變材料的制備：將降溫劑、成核劑加入主儲能劑中，常溫下攪拌均勻后，于40℃下邊攪拌邊緩慢加入增稠劑，均勻混合，冷卻后得到相變材料。
采用上述制備方法，則
將10.10g氯化鈉和2.97g乙酸鈉混勻，加入2.37g乙醇，再加入42.76g去離子水，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液，然后加入0.90g硅藻土，于40℃下邊攪拌邊緩慢加入0.90g瓜爾膠，均勻混合，冷卻后得到所述相變材料。
所得相變材料的相變溫度為-27.5℃，相變潛熱為172.9J/g。
在內尺寸為152×152×78mm，厚為30mm的EPS保溫箱中，側擺的4個120gPE瓶裝所述相變材料對25mL無水乙醇模擬液預冷溫度為-26～-28℃的保冷時間為930min；循環(huán)次數(shù)500次時，相變材料的衰變率只為0.393，通過壽命預測，循環(huán)壽命可達960次。
實施例3
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料，包括下述重量比的原料制得：主儲能劑94份、成核劑3份、增稠劑1份。
主儲能劑為無機鹽為氯化鈣、有機鹽為甲酸鈉、醇類為丙三醇和水的混合溶液。
成核劑為氟化鋇。
增稠劑為黃原膠。
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料的制備方法，方法步驟如下：步驟1：主儲能劑的制備：將氯化鈣、甲酸鈉、丙三醇和水按照18:6:3:79的比例配置，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液；步驟2：相變材料的制備：將降溫劑、成核劑加入主儲能劑中，常溫下攪拌均勻后，于60℃下邊攪拌邊緩慢加入增稠劑，均勻混合，冷卻后得到相變材料。
采用上述制備方法，則
將9.58g氯化鈣和3.19g甲酸鈉混勻，加入1.60g丙三醇，再加入42.03g去離子水，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液，然后加入1.80g氟化鋇，于60℃下邊攪拌邊緩慢加入0.60g黃原膠，均勻混合，冷卻后得到所述相變材料。
所得相變材料的相變溫度為-27.8℃，相變潛熱為180.4J/g。
在內尺寸為152×152×78mm，厚為30mm的EPS保溫箱中，側擺的4個120gPE瓶裝所述相變材料對25mL無水乙醇模擬液預冷溫度為-26～-28℃的保冷時間為980min；循環(huán)次數(shù)500次時，相變材料的衰變率只為0.341，通過壽命預測，循環(huán)壽命可達1090次。
實施例4
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料，包括下述重量比的原料制得：主儲能劑92份、成核劑2份、增稠劑3份。
主儲能劑為無機鹽為氯化鈣和氯化銨、有機鹽為苯甲酸鈉、醇類為乙二醇和水的混合溶液。
成核劑為硅藻土。
增稠劑為瓜爾膠。
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料的制備方法，方法步驟如下：步驟1：主儲能劑的制備：將氯化鈣和氯化銨總量、苯甲酸鈉、乙二醇和水按照的16.5:4:3:75.5比例配置，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液；步驟2：相變材料的制備：將降溫劑、成核劑加入主儲能劑中，常溫下攪拌均勻后，邊攪拌邊緩慢加入增稠劑，均勻混合，冷卻后得到相變材料。
當無機鹽含有氯化銨時，需在常溫下進行攪拌。
采用上述制備方法，則
將6.80g氯化鈣、2.40g氯化銨和2.23g苯甲酸鈉混勻，加入1.67g乙二醇，再加入42.10g去離子水，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液，然后加入1.20g硅藻土，于常溫下邊攪拌邊緩慢加入1.80g瓜爾膠，均勻混合，冷卻后得到所述相變材料。
所得相變材料的相變溫度為-26.6℃，相變潛熱為157.2J/g。
在內尺寸為152×152×78mm，厚為30mm的EPS保溫箱中，側擺的4個120gPE瓶裝所述相變材料對25mL無水乙醇模擬液預冷溫度為-26～-28℃的保冷時間為870min；循環(huán)次數(shù)500次時，相變材料的衰變率只為0.512，通過壽命預測，循環(huán)壽命可達820次。
實施例5
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料，包括下述重量比的原料制得：主儲能劑98份、成核劑1份、增稠劑1份。
主儲能劑為無機鹽為氯化鈉和氯化銨、有機鹽為乙酸鈉、醇類為乙醇和水的混合溶液。
成核劑為四硼酸鈉。
增稠劑為黃原膠。
一種相變溫度為-26～-28℃的低溫相變材料的制備方法，方法步驟如下：步驟1：主儲能劑的制備：將氯化鈉和氯化銨總量、乙酸鈉、乙醇和水按照15:4:2:77的比例配置，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液；步驟2：相變材料的制備：將降溫劑、成核劑加入主儲能劑中，常溫下攪拌均勻后，邊攪拌邊緩慢加入增稠劑，均勻混合，冷卻后得到相變材料。
當無機鹽含有氯化銨時，需在常溫下進行攪拌。
采用上述制備方法，則
將7.00g氯化鈉、2.00g氯化銨和2.40g乙酸鈉混勻，加入1.20g乙醇，再加入46.20g去離子水，在常溫下攪拌均勻，得到澄清溶液，然后加入0.60g四硼酸鈉，于常溫下邊攪拌邊緩慢加入0.60g黃原膠，均勻混合，冷卻后得到所述相變材料。
所得相變材料的相變溫度為-27.0℃，相變潛熱為164.7J/g。
在內尺寸為152×152×78mm，厚為30mm的EPS保溫箱中，側擺的4個120gPE瓶裝所述相變材料對25mL無水乙醇模擬液預冷溫度為-26～-28℃的保冷時間為890min；循環(huán)次數(shù)500次時，相變材料的衰變率只為0.486，通過壽命預測，循環(huán)壽命可達900次。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。