節(jié)能型相變材料儲能劑及其制作方法和生產(chǎn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于相變材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種節(jié)能型相變材料儲能劑及其制作方法和 生產(chǎn)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類對能源的需求日益增加。為此，人們開始尋找綠色可再 生能源去取代地球上日趨匱乏的資源，例如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿取Ｈ欢?，這些能源的間歇 性給人類的利用帶來極大不便，如何將能源進行很好的儲存就顯得尤為重要。
[0003] 相變材料是一種能夠利用自然界能量進行能量儲存和溫度控制的功能性材料。相 比于其它能量儲存方式（例如顯然儲能），相變蓄熱材料具有以下特點：相變材料的單位質(zhì) 量（體積）的蓄熱密度大；相變過程保持恒溫；化學(xué)穩(wěn)定性好；利用相變材料儲熱或儲冷， 能夠提高能源利用效率和保護環(huán)境，可用于解決熱能供給與需求之間的匹配矛盾，在太陽 能利用、電力的"移峰填谷"、廢熱和余熱的回收利用以及工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等 領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。特別是相變溫度在0-120?之間的材料，因為與人們生產(chǎn)、生活 所需熱能密切相關(guān)，已成為目前研宄的熱點。
[0004] 然而目前公開發(fā)表的這類相變專利大多涉及材料的配方，關(guān)于制備工藝僅僅提到 反應(yīng)溫度，或者對生產(chǎn)設(shè)備的描述還停留在實驗室的制備階段。如專利"一種用于空調(diào)蓄冷 的相變材料"（【申請?zhí)枴?01210128515.0)中，權(quán)利要求制備方法沒有提及生產(chǎn)設(shè)備，"將各 原料混合，在50-80°C下攪拌使混合均勻即得"。專利"復(fù)合相變材料的制備方法及添加相 變材料的皮革制備方法"（【申請?zhí)枴?01010175357. 5)中，相變材料的制備方法在于"采用磁 力攪拌器加熱攪拌"，磁力攪拌器不適用于車間生產(chǎn)，不利于相變材料的規(guī)模生產(chǎn)。同時，專 利沒有提到生產(chǎn)所需的熱源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種工藝簡單的制作節(jié)能型相變材料的方法。
[0007] 本發(fā)明的再一目的是提供一種配伍合理的節(jié)能型相變材料。
[0008] 為達到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：一種節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備，包 括能將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能并進行熱能儲藏及釋放的相變材料儲熱器、能夠?qū)⑾嘧儾牧线M行 攪拌混合的混合器以及能將混合器中的相變材料擠出成型的擠出機，所述的相變材料儲熱 器通過循環(huán)系統(tǒng)連接混合器和擠出機，所述的循環(huán)系統(tǒng)能將相變材料儲熱器的熱能對混合 器和擠出機進行熱交換，所述的擠出機連接混合器，所述的相變材料儲熱器的包括相變材 料板，相變材料板內(nèi)填充有相變材料儲能劑，所述的相變材料儲能劑由三水醋酸鈉、抗過冷 劑、抗分層劑和保水劑組成。
[0009] 在上述的節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備中，所述的相變材料儲熱器包括儲熱罐和用管 道連通儲熱罐的太陽能集熱器，所述的儲熱罐與太陽能集熱器之間的管道上設(shè)有第一循環(huán) 泵，所述的儲熱罐內(nèi)設(shè)有若干相變材料板，儲熱罐內(nèi)還填充有換能液。
[0010] 在上述的節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備中，所述的相變材料板包括與儲熱罐固定連接 的且呈封閉狀的熱交換板，所述的熱交換板內(nèi)填充有相變材料儲能劑，所述的相變材料儲 能劑由三水醋酸鈉、抗過冷劑、抗分層劑和保水劑組成。
[0011] 在上述的節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備中，所述的抗過冷劑為五水偏硅酸鈉，所述的 抗分層劑為明膠，所述的保水劑為二聚甘油，所述的相變材料儲能劑由下列質(zhì)量分?jǐn)?shù)的成 分組成：
[0012] 三水醋酸鈉 92%; 五水偏桂酸鈉 2%; 明膠 5%; 二聚甘油 1%。
[0013] 在上述的節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備中，所述的混合器包括混合罐，混合罐內(nèi)設(shè)有 攪拌機構(gòu)，混合罐的頂部設(shè)有投料口，混合罐外壁設(shè)有第一換熱夾套，所述的擠出機內(nèi)設(shè)有 絞龍機構(gòu)，擠出機的外壁設(shè)有與絞龍機構(gòu)的長度相適應(yīng)的第二換熱夾套，擠出機的出料端 可拆卸的連接有口模，擠出機的進料端通過緩沖罐連接混合罐的底部且緩沖罐的水平高度 低于混合罐的水平高度。
[0014] 在上述的節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備中，所述的攪拌機構(gòu)包括攪拌槳，攪拌槳連接 驅(qū)動器，所述的混合罐內(nèi)還設(shè)有至少一塊與混合罐內(nèi)壁固定連接的擾流板且擾流板位于攪 拌槳上方。
[0015] 在上述的節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備中，所述的循環(huán)系統(tǒng)包括用管道連接儲熱罐的 第二循環(huán)泵，所述的第二循環(huán)泵通過管道連接第一換熱夾套和第二換熱夾套；所述的循環(huán) 系統(tǒng)還包括設(shè)置在儲熱罐內(nèi)的換熱盤管，所述的換熱盤管的兩端分別連接第二循環(huán)泵的進 料端和出料端，從而使換熱盤管、第二循環(huán)泵、第一換熱夾套和第二換熱夾套形成一個封閉 的回路，該封閉的回路內(nèi)填充有換能液。
[0016] -種制作節(jié)能型相變材料的方法，包括以下步驟：
[0017] A、將相變材料儲熱器通過太陽能換熱后將熱能儲存在相變材料儲熱器的相變材 料板中，通過循環(huán)泵將相變材料儲熱器中的熱能傳遞給混合器和擠出機；
[0018] B、將三水醋酸鈉、抗過冷劑、抗分層劑和保水劑加入到混合器20,低速攪拌若干分 鐘后再高速攪拌若干分鐘，混合均勻后得到相變材料混合物；
[0019] C、將相變材料混合物加入到擠出機中，擠出成型，得到相變材料。
[0020] 在上述的制作節(jié)能型相變材料的方法中，在步驟A中，相變材料板中填充有相變 材料儲能劑，相變材料儲能劑由三水醋酸鈉、五水偏硅酸鈉、明膠和二聚甘油且重量比為 92:2:5:1;
[0021] 在步驟B中，所述的抗過冷劑為五水偏硅酸鈉，所述的抗分層劑為明膠，所述的保 水劑為二聚甘油，三水醋酸鈉：五水偏硅酸鈉：明膠：二聚甘油的重量比為92:2:5:1。
[0022] -種節(jié)能型相變材料儲能劑，由三水醋酸鈉、抗過冷劑、抗分層劑和保水劑組成， 所述的抗過冷劑為五水偏硅酸鈉，所述的抗分層劑為明膠，所述的保水劑為二聚甘油，三水 醋酸鈉：五水偏硅酸鈉：明膠：二聚甘油的重量比為92:2:5:1。
[0023] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0024] 1、節(jié)能。生產(chǎn)設(shè)備所需要的熱源來源于太陽能，熱能儲存在儲熱罐中，能夠滿足相 變材料的連續(xù)生產(chǎn)所需要的熱能。
[0025] 2、生產(chǎn)恒溫。儲熱罐中儲存相變材料，通過內(nèi)置換熱盤管把熱量釋放出來。釋放 溫度穩(wěn)定，波動小。生產(chǎn)工藝所需溫度受控精確，保障了產(chǎn)品的質(zhì)量品質(zhì)。
[0026] 3、混合均勻。在混合器中增加擾流板，有利于各個材料組分之間的分散均勻，同時 對于大顆粒的材料，具有打碎功能，節(jié)省了生產(chǎn)時間。
[0027] 4、相變材料的尺寸形狀可以定做。采用擠出機和定做口模，可以根據(jù)客戶的需要， 生產(chǎn)圓形、方形、顆粒狀、條形狀等相變材料，也可以滿足客戶對相變材料形狀的特殊需求， 實現(xiàn)了產(chǎn)品形狀的定制，提高市場競爭力。
[0028] 5、用本發(fā)明的制作方法生產(chǎn)的相變材料采用新型抗過冷劑和新型抗分層劑，消除 了過冷和分層現(xiàn)象，經(jīng)過長期循環(huán)實驗，產(chǎn)品指標(biāo)滿足要求，長期穩(wěn)定性良好，相變材料對 銅、鋁、不銹鋼腐蝕率滿足符合標(biāo)準(zhǔn)SH/T0085-91 (發(fā)動機冷卻液腐蝕測定法）的要求，能夠 應(yīng)用在金屬儲能器中長期應(yīng)用不腐蝕。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明提供的生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明提供的節(jié)能型相變材料儲能劑經(jīng)過1000次循環(huán)后的相變溫度曲線 圖。
[0031] 圖中：相變材料儲熱器10、儲熱罐11、太陽能集熱器12、第一循環(huán)泵13、相變材料 板14、熱交換板141、混合器20、混合罐21、攪拌機構(gòu)22、攪拌槳221、投料口 23、第一換熱夾 套24、擾流板25、擠出機30、絞龍機構(gòu)31、第二換熱夾套32、口模33、緩沖罐34、循環(huán)系統(tǒng) 40、第二循環(huán)泵41、換熱盤管42、第一閥門51、第二閥門52、第三閥門53、第四閥門54、第五 閥門55。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0033] 如圖1所示，一種節(jié)能型相變材料生產(chǎn)設(shè)備，包括相變材料儲熱器10、混合器20、 擠出機30和循環(huán)系統(tǒng)40,相變材料儲熱器10通過循環(huán)系統(tǒng)40連接混合器20和擠出機30， 循環(huán)系統(tǒng)40能將相變材料儲熱器10的熱能對混合器20和擠出機30進行熱交換，所述的 擠出機30連接混合器20。
[0034] 相變材料儲熱器10能將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能并進行熱能儲藏及釋放，它包括儲熱 罐11和用管道連通儲熱罐11的太陽能集熱器12,儲熱罐11外壁包裹有保溫材料，保溫材 料優(yōu)選為聚氨酯材料，所述的儲熱罐11與太陽能集熱器12之間的管道上設(shè)有第一循環(huán)泵 13,第一循環(huán)泵13的出料口連接第一閥門51，太陽能集熱器12通過第二閥門52連接儲熱 罐11，所述的儲熱罐11內(nèi)設(shè)有若干相變材料板14,儲熱罐11內(nèi)還填充有換能液。相變材 料板14包括與儲熱罐11固定連接的且呈封閉狀的熱交換板141，所述的熱交換板141內(nèi)填 充有相變材料儲能劑，所述的相變材料儲能劑由三水醋酸鈉、抗過冷劑、抗分層劑和保水劑 組成。
[0035] 太陽能集熱器12符合GB/T6424-2007的技術(shù)要求，板芯可以選擇銅、鋁合金、鎂鋁 合金、不銹鋼等材料，優(yōu)選鎂鋁合金。結(jié)構(gòu)可以選擇：管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式，優(yōu)選 蛇管式。換能液優(yōu)選為導(dǎo)熱油或乙二醇型防凍液。
[0036] 混合器20能夠?qū)⑾嘧儾牧线M行攪拌混合，混合器20包括混合罐21，混合罐21內(nèi) 設(shè)有攪拌機構(gòu)22,混合罐21的頂部設(shè)有投料口 23,混合罐21外壁設(shè)有第一換熱夾套24。 攪拌機構(gòu)22包括攪拌槳221，攪拌槳221連接驅(qū)動器，所述的混合罐21內(nèi)還設(shè)有至少一塊 與混合罐21內(nèi)壁固定連接的擾流板25且擾流板25位于攪拌槳221上方，擾流板25的作 用是起到充分?jǐn)嚢杈鶆颉嚢铇?21優(yōu)選立式三槳葉