專利名稱：復合相變蓄熱材料及制做方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相變蓄熱(或蓄冷)材料，特別是一種纖維復合的相變蓄熱材料及其制做方法。
某種材料吸收熱能后溫度升高，即利用溫差蓄熱為顯熱蓄熱材料。材料吸收熱能后發(fā)生相變但溫度不變或溫度變化極微為潛熱蓄熱材料。利用相變能蓄熱的材料其蓄熱能力遠遠大于顯熱蓄熱材料，其具有恒溫吸、放熱特性。根據(jù)各種材料的相變溫度可分別用于供熱或供冷。相變蓄熱材料有固-液型材料，如Na2SO4·12H2O、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O、NH4Al(SO4)2·12H2O、KAl(SO4)2·12H2O等水合鹽或幾種無機物組成的共融混合物；相變蓄熱材料還有固-固型材料，如CH2-C-(CH2OH)3等。
固-液型相變材料吸熱后呈液態(tài)(熔融態(tài))，材料內(nèi)部的熱傳導性能較好；放熱后呈固態(tài)，則材料的導熱性能很差。即，當材料向外放熱，其傳熱周邊首先相變呈固態(tài)明顯增加了熱阻，致使材料中心部位的熱能向外傳導困難、傳熱速率下降。另外，材料中缺乏誘導核，放熱過程的穩(wěn)定性差。如果材料周邊固態(tài)層的厚度達到10mm其幾乎變成隔熱層，材料中的潛熱相變能成就難以利用。固-固型相變材料蓄、放熱過程中導熱性均差，若層面厚度達7mm時，材料中剩余的相變能亦難以利用。無論固-液型或固-固型相變蓄熱材料均由于周邊熱阻而限制了潛熱的利用。
本發(fā)明旨在給出一種放熱相變后導熱性能仍較好的相變蓄熱材料，及該材料的制做方法。
本發(fā)明所述的復合相變蓄熱材料，在固-液或固-固型相變蓄熱材料中混合導熱纖維，導熱纖維在相變蓄熱材料中的平均間距為0.5～5mm。
相變蓄熱材料本身為先有技術(shù)。
混在相變蓄熱材料中的導熱纖維是金屬纖維或碳纖維。
混入相變蓄熱材料中的導熱纖維可隨機分布或有序排列。
導熱纖維上帶有毛刺呈翅纖維狀為佳。
本發(fā)明所述的復合相變蓄熱材料的制做方法(1)將導熱纖維制成蓬松團，整理蓬松團使其形狀與置放相變蓄熱材料的金屬容器的內(nèi)腔形狀基本相同，并根據(jù)蓬松團的體積和導熱纖維的重量之比例控制導熱纖維平均間距為0.5-5mm；(2)將導熱纖維制成的蓬松團置入金屬容器或模腔中，并加入相變蓄熱材料；(3)對纖維復合相變蓄熱材料加溫成形。
本發(fā)明所述的復合相變蓄熱材料，由于在相變蓄熱材料中混入導熱纖維，明顯增強了蓄熱材料的導熱性能，即使蓄熱材料發(fā)生相變，其導熱性能仍令人滿意。在蓄熱材料放熱周邊形成熱阻頗大的隔熱層時，導熱纖維可維持材料中心部位的熱能繼續(xù)向外傳導，從而根本解決了現(xiàn)有的相變蓄熱材料傳熱速度低，蓄熱量利用率低的缺陷，使之可適于快速蓄、放熱的應用。另外由于纖維枝干誘導可促進相變過程的進行，明顯改善吸、放熱過程的穩(wěn)定性。
實施例一相變蓄熱材料中混有的導熱纖維是金屬纖維而構(gòu)成復合相變蓄熱材料，金屬纖維以銅或不銹鋼較佳。導熱纖維隨機排列，纖維的平均間距為0.8mm。
上述復合相變蓄熱材料的制做方法。
(1)金屬纖維可由市場購得，直徑0.08-0.3mm之間即可。根據(jù)蓬松團所需的體積及欲設(shè)定的金屬纖維的平均間距，可經(jīng)簡單算術(shù)計算確定金屬纖維的重量，將確定重量的金屬絲攪亂制成導熱纖維蓬松團，即可保證導熱纖維的平均間距，整理蓬松團使其形狀與置放相變蓄熱材料的金屬容器內(nèi)腔形狀基本相同。
金屬纖維也可以制做，用車床車削金屬棒，吃刀量控制在0.08～0.16mm，車刀的前角大于15°刃傾角大于5°，車出的金屬纖維上可保證帶有很多毛刺，構(gòu)成翅纖維。按上述方法制成導熱纖維蓬松團。
(2)將導熱纖維蓬松團置入金屬容器中，加入相變蓄熱材料。
容器中加入的固狀相變蓄熱材料，先將固狀相變蓄熱材料粉碎呈粉態(tài)和小顆粒態(tài)的混合物加入。
容器中加入液狀(漿狀)相變蓄熱材料，可直接注入。
(3)對纖維復合相變蓄熱材料加溫或加壓成形，若一次加料不足，采用加熱或加壓補足。
固-液型材料在注入時，材料向?qū)崂w維放熱會固化，因而需對容器加熱，并補足相變蓄熱材料最后將容器密封。
固-固型材料，加入模腔內(nèi)需對材料加壓力成形。
實施例二導熱纖維為金屬纖維，將金屬纖維編成立體的網(wǎng)構(gòu)成導熱纖維蓬松團，即導熱纖維有序排列，導熱纖維平均間距4.5mm其余與實施例一相同。
實施例三導熱纖維是碳纖維，導熱纖維平均間距1.5mm其余與實施例一或二相同。
權(quán)利要求
1．復合相變蓄熱材料，其特征在于，在固-液或固-固型相變蓄熱材料中混合導熱纖維，導熱纖維在相變蓄熱材料中的平均間距為0.5～5mm。
2．按權(quán)利要求1所述的復合相變蓄熱材料，其特征在于，導熱纖維是金屬纖維或碳纖維。
3．按權(quán)利要求1所述的復合相變蓄熱材料，其特征在于，混入相變蓄熱材料中的導熱纖維可隨機分布或有序排列。
4．按權(quán)利要求1所述的復合相變蓄熱材料，其特征在于，隨機分布或有序排列的導熱纖維是導熱纖維構(gòu)成的蓬松團。
5．按權(quán)利要求1所述的復合相變蓄熱材料，其特征在于，導熱纖維上帶有毛刺呈翅纖維狀。
6．復合相變蓄熱材料的制做方法，其特征在于，(1)將導熱纖維制成蓬松團，整理蓬松團使其形狀與置放相變蓄熱材料的金屬容器的內(nèi)腔形狀基本相同，并根據(jù)蓬松團的體積和導熱纖維的重量之比例控制導熱纖維平均間距為0.5-5mm；(2)將導熱纖維制成的蓬松團置入金屬容器中，并加入相變蓄熱材料；(3)對纖維復合相變蓄熱材料加溫或加壓后成形。
7．按權(quán)利要求6所述的復合相變蓄熱材料的制做方法，其特征在于，將導熱纖維攪亂制成蓬松團。
8．按權(quán)利要求6所述的復合相變蓄熱材料的制做方法，其特征在于，將導熱纖維編成立體的網(wǎng)構(gòu)成蓬松團。
9．按權(quán)利要求6所述的復合相變蓄熱材料的制做方法，其特征在于，作為導熱纖維的金屬纖維以車床車削金屬棒制成，車削時吃刀量控制在0.08-0.16mm之間，車刀的前角大于15°、刃傾角大于5°，使車出的金屬纖維上帶有很多毛刺，構(gòu)成翅纖維。
10．按權(quán)利要求6所述的復合相變蓄熱材料的制做方法，其特征在于，加入容器中的相變蓄熱材料為固狀時，將其粉碎為粉態(tài)和顆粒態(tài)的混合物加入。
全文摘要
復合相變蓄熱材料,在固－液或固－固型相變蓄熱材中混有導熱纖維,導熱纖維在相變蓄熱材料中的平均間距為0.5～5mm。制做方法為:將導熱纖維制成蓬松團置入容器內(nèi)加入相變蓄熱材料。所述的復合相變蓄熱材料由于混入了導熱纖維,明顯增加了蓄熱材料的導熱性能,從而根本解決了現(xiàn)有相變蓄熱材料傳熱速率低,蓄熱量利用率低的缺陷。由于纖維枝干誘導作用,可促進相變過程進行,明顯改善吸、放熱過程的穩(wěn)定性。
文檔編號C09K5/06GK1211605SQ9811330
公開日1999年3月24日 申請日期1998年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月5日
發(fā)明者湯勇, 葉邦彥 申請人:湯勇, 葉邦彥, 廣州市高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務中心