一种环境友好型相变蓄能装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种环境友好型复合相变材料及相变储能装置，其中改性石蜡混合物包覆在膨胀石墨的微孔中，所述改性石蜡混合物含有阻燃剂，有机物的重量百分比为30‑90％，石蜡相变温度在25‑45℃，相变焓大于100J/g，导热系数为1.12‑8.37W/m.k。其中所述相变储能装置由一个空心圆柱体以及三个扇形体组成，其中，空心圆柱体和扇形体活动连接。本发明专利技术制备的复合相变材料为定型相变材料，且具有较强地阻燃性能和相变调温性能，易加工成装饰装修建筑材料，可创造舒适和健康的室内人居环境。本发明专利技术所述相变蓄能装置美观、传热效率大，有易于大规模工业化连续生产，并且具有储能、放热周期短，相变材料损失小等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相变蓄能复合材料，该复合材料可用于室内蓄能装饰装修材料，尤其适用于室内调温(25-45℃)，创造舒适人居环境，本专利技术还涉及所述相变复合材料的制备方法及其蓄能装置。
技术介绍
相变储能材料具有很高的储能密度，相变温度选择范围广，温度控制恒定，节能效果显著。选择适宜的相变储能材料将其应用于建筑材料中，不仅可以降低储存相同热量的建筑材料的体积，而且能将室内温度波动控制在非常窄的范围，从而大大提高居住环境的舒适度。目前对相变蓄能材料的研究较多，大多是直链烷烃类的应用。CN 1587340A公开了“一种适于大规模工业生产的高导热定形相变蓄能材料”，该材料由蓄热材料石蜡与载体材料PE、PP、SBS、SEBS以及蒙脱土等加工改进剂、金属粉末等导热添加剂组成，很好地解决了大规模工业生产的加工等问题，也具有较好的导热性能。但是载体材料与石蜡的熔点相差很大，超过100℃，使得相变材料的加工难度增大，损失也较多，长期使用渗漏现象也比较严重，质量损失10％以上。CN 101486894公开了一种“定形相变材料及其制备方法”，用EVA和POE包裹石蜡，熔点差距缩小到了30-40℃，相变材料的损失也降低到了1％，但是该材料的阻燃性能不好，EVA、POE和石蜡都是极易燃烧的材料，与用于建筑材料存在很大的安全隐患。CN 101397489A公开了“一种阻燃定形相变材料及其制备方法”，其中在石蜡与HDPE制备的相变材料中，加入了膨胀型阻燃剂和金属粉，二者的协同作用极大地提高了材料的阻燃性能，但是相变潜热在70J/g左右，相变储能能力不足。CN 202814182 U公开了一种相变蓄热棒，属于能量储存设备领域。该实用新型在PPR管两端是热熔密封，并且PPR管内部填充有相变蓄热材料。该实用新型结构简单，加工使用方便，能够储存大量的热量，并且及时的释放到环境中，不存在过冷和相分离现象，是较理想的相变蓄热设备。但是，该相变储能装置的换热面积较小，换热效率低，而且，其是通过相变材料与金属换热，然后金属与调节对象(如空气、电子元件等)换热，也影响了换热效率。因此，相变蓄能复合材料领域中，特别是在建筑材料领域，迫切需要一种具有阻燃防火性能、定型相变材料(相变过程中无液体渗出；体积无明显变化)、无腐蚀性且相变储能能力强的室内装饰装修材料以及换热效率高的相变储能装置，以改善人们室内生活环境。
技术实现思路
针对已有技术的问题，本专利技术的目的在于提供一种环境友好型复合相变材料及其储热装置，从而循环利用室内的能量，且可利用波峰波谷电能，达到节能环保的目的，同时营造一种舒适度高的温度适宜的人居环境。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种环境友好型复合相变材料，改性石蜡混合物包覆在膨胀石墨的微孔中，所述改性石蜡混合物含有阻燃剂，改性石蜡混合物占复合相变材料的质量百分比为30-90％，阻燃剂占改性石蜡混合物质量百分比为5-20％，复合相变材料调温范围为25-45℃，相变焓大于100J/g，导热系数为1.12-8.37W/m.K。在本专利技术中，将改性石蜡混合物包覆在膨胀石墨的微孔中，膨胀石墨对石蜡可以起到定形作用，即在石蜡在相变熔化后，可以很好的防止出现液态石蜡流淌导致的石蜡泄漏，相变有效成分降低的情况。在本专利技术中，改性石蜡混合物占复合相变材料的质量百分比例如为35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或85％。阻燃剂占改性石蜡混合物的质量百分比例如为6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％或19％。所述改性石蜡混合物，即指，将石蜡与其他的物质通过物理或者化学方法得到的石蜡混合物，其中，在本专利技术中，所述改性石蜡混合物中含有阻燃剂，以提高相变材料的阻燃性能。所述石蜡为氯系乳化石蜡。一种环境友好型复合相变材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将200～10目的酸化石墨颗粒至于800-1000W的微波炉中膨化8-15s，制备膨胀石墨；(2)将步骤(1)制备的膨胀石墨与改性石蜡混合物进行吸附1-2h；(3)过滤和微波烘干，得到环境友好型复合相变材料。本专利技术过控制微波时间、功率以及石墨颗粒大小，使得该膨胀石墨具有孔隙多、易于石蜡相变材料吸附以及阻燃性能强的特点。所述微波功率为800-1000W，例如810W、820W、830W、840W、850W、860W、870W、880W、890W、900W、910W、920W、930W、940W、950W、960W、970W、980W或990W。所述膨化时间为8-15s，例如(8.5s、9s、9.5s、10s、10.5s、11s、11.5s、12s、12.5s、13s、13.5s、14s或14.5s。一种相变蓄能装置，由一个空心圆柱体以及三个扇形体组成，其中，空心圆柱体和扇形体活动连接，如上所述的复合相变材料压制成块状封装在空心圆柱体和扇形体中。该相变蓄能装置的工作过程为：就是热空气与装置的外壁接触，外壁通过热传导与相变材料接触；或直接进入装置里面与相变材料换热，形成吸热(即储能)/放热的效果。相比于CN 202814182 U的箱变储热棒，本专利技术通过分成三个扇形体及空心圆柱体增大了储能装置的换热面积，有利于提高换热效率。其中，所述扇形体的两个侧面均匀分布有孔洞。本专利技术的储热装置扇形体的两个侧面开有一定的孔洞，在拥有目前通用换热模式的同时，还可以让气体直接进入储热装置，提供气体与相变材料直接换热的方式，从而进一步提高换热效率。孔洞为圆形，直径为0.5～10mm；或者，孔洞为正方形，长和宽独立的为2～10mm；或者，孔洞为正方形，边长为2～10mm；或者，孔洞为菱形，长和宽独立的为2～10mm；或者，孔洞为矩形长条状，宽为1～3mm；或者孔洞为波浪线条状，宽为1～3mm。所述活动连接优选螺栓连接。本专利技术采用活动连接方式，易于生产加工及施工安装。一种相变蓄能装置，其具有空心圆柱体结构，且在该空心圆柱体的内侧壁均匀分布有孔洞，如上所述的复合相变材料压制成块状封装在空心圆柱体结构中。该相变蓄能装置的工作过程为：热空气与装置的外壁接触，外壁通过热传导与相变材料接触；或直接进入装置里面与相变材料换热，形成吸热(即储能)/放热的效果)。本专利技术采用空心圆柱体的几何结构，相比于实心圆柱体/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境友好型复合相变材料，其特征在于，改性石蜡混合物包覆在膨胀石墨的微孔中，所述改性石蜡混合物含有阻燃剂，改性石蜡混合物占复合相变材料的质量百分比为30‑90％，阻燃剂占改性石蜡混合物的质量百分比为5‑20％，复合相变材料的调节温度范围为25‑45℃，相变焓大于100J/g，导热系数为1.12‑8.37W/m.k。

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型复合相变材料，其特征在于，改性石蜡混合物包覆在
膨胀石墨的微孔中，所述改性石蜡混合物含有阻燃剂，改性石蜡混合物占复合
相变材料的质量百分比为30-90％，阻燃剂占改性石蜡混合物的质量百分比为
5-20％，复合相变材料的调节温度范围为25-45℃，相变焓大于100J/g，导热
系数为1.12-8.37W/m.k。
2.如权利要求1所述的相变材料，其特征在于，所述石蜡为氯系乳化石
蜡。
3.一种如权利要求1或2所述的环境友好型复合相变材料的制备方法，其
特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将200～10目的酸化石墨颗粒置于800-1000W的微波炉中膨化8-15s，
制备膨胀石墨；
(2)将步骤(1)制备的膨胀石墨与改性石蜡混合物进行吸附1-2h；
(3)过滤和烘干，得到环境友好型复合相变材料。
4.一种相变蓄能装置，其特征在于，其由一个空心圆柱体以及三个扇形
体组成，其中，空心圆柱体和扇形体活动连接，权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金平，冯小江，
申请(专利权)人：中关村人居环境工程与材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11