一个贮热介质是用来以一个带有相对高的热传递的高容量方式进行热能量贮存的。这个介质包括活性刚玉及一含水介质，贮存介质在低温及不超过大约２００℃是可用的。与该贮存介质热交换利用了介质的潜热及来自可逆吸热和放热化学变化的，以便给出高的贮热容量，如果范围包括相变则这个容量可以得到加强。这个贮热介质可用在贮存系统如空气调节以及在远离补充站的区域内利用热能的系统中。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及贮热介质，特别涉及在应用范围内具有很高的贮热容量的贮热介质。在应用范围内，从为加热的目的在相对高的温度下进行的热贮存到在相对低的温度下为空气调节而进行的热贮存还有其它低温用途而使用贮热介质已经被提出。在选择一个贮热介质时，有很多因素要考虑，在这些因素中有介质的贮热容量，这个容量是与比热相关连的，有时，如果包括介质的相变，还与潜热相关。比如，可以用水作为介质。水具有高比热且在相变成冰或蒸汽中还包括高的潜热，水在使用上也是安全的。然而，水的潜热特性的应用通常要求温度范围包括一个相变，在该温度范围内潜热特征被应用。当所要求的温度范围是低于水的冰点时，这样的潜热特性不能应用。其它贮热介质也已使用，但是由于材料低的比热特性和/或不可能利用材料的任何潜热特性所以它们通常包含着大量该种材料。一个宽广的应用范围需要着任何被改进的贮热介质。这样的一个介质将开拓多种应用，在这些应用中需要间歇的冷或热供应。然后可在一个基本恒定的速率下用一冷或热源供给贮热介质并且冷或热可根据要求在一间歇基础上提取。比如，一个需要每天几小时以最大量冷却的空气调节系统可由一以基本上恒定的速率低于最大量运行的冷冻系统来供给，这个最大量部分来自冷冻系统，部分来自一贮热介质。然而，为了使贮热单元有效率，贮热单元应是致密的，这意味着贮热单元必须具有每单位体积高的贮量容量。贮热单元也应在成本上奏效且包含相对低成本的材料，最好是该单元不应包括有毒材料，即这些材料不应具有高的碱度或酸度、排放出有毒蒸汽，换句话说不应对环境成为一危害。本专利技术的一个目标是提供一贮热介质及提供一被增强的贮热容量的方法，该容量大于从介质的潜热和/或比热的贡献中可能而来的容量。根据本专利技术的一个方面，贮存热能量的一个方法包括通过大量贮热介质在热交换关系中传递流体，该介质包含在一温度下与一含水介质相结合的活性刚玉或氧化铝，因而使得含水介质中的水含量在一变中与刚玉相连及相分离。含水介质中的水含量构成不超过刚玉重量的100%是方便的。较好的是水含量少于70%的重量。温度可在一不超过200℃的范围，最好不超过170℃。含水介质可以基本上全为水或是与一种影响介质相变温度的材料相结合的水。这样的材料可以在乙二醇，氯化钠、笼形包合物(Clatherate)等等中选择。刚玉可以通过将氢氧化铝以下述反应加热而活化来产生活化氧化铝，该氧化铝通过增加或去除水中的热量与水结合或分离。热交换介质的温度上限最好低于170℃来保证刚玉不会开始转化成烧结刚玉，在这种形式中所希望的变不出现或是被减弱。如果对介质所希望的温度范围超过含水介质的汽化温度，该介质可能在加质下被保持以阻止这种汽化。其它物质可被加入该贮热介质如粉末烧结刚玉，它可分散在活化刚玉体间，烧结刚玉具有高的比热，但不能利用介质的。温度范围可以包括一个温度，在该温度上团块熔化，因而从熔化潜热中获取了贮热效益。本专利技术还对一个由活性刚玉或氧化铝及与刚玉完全结合的含水介质提供一贮热介质。含水介质可以在刚玉为10～100%重量的比例或者，最好为26～80%重量的比例。在低比例含水介质中没有足够的水由刚玉吸收。在高比例含水介质中有多于由刚玉吸收的水。但是含水介质的比例将根据所使用温度范围而不同。刚玉可以是具有1mm到10Cm范围内的一个尺寸的分离的粒状、散粒状或球状形式，最好是4mm。刚玉是从美国铝公司(Alcoa)方便获得的F1、F200、T60、T162或CPN刚玉且对于含水介质中的水成分是可渗透的。根据本专利技术的另一个方面，提供一个贮热系统，它包括被封闭在一密封容器中的大量贮热介质并具有热交换装置，由此用所说的贮热介质交换热量，贮热介质由活性刚玉或氧化铝及与刚玉紧密结合的含水介质组成，因而靠着与该物质进行的热交换，使用这个物质中的热能被传递到该物质并从物质被传递。最好的是，该容器对于贮热介质是绝缘容器且包括导管以便热交换流体物质可穿过贮热介质。本专利技术的贮热介质具有一相对高的比热和热传导性。因而，在升高和降低介质的温度时，介质的贮热容量超过了仅从特定热计算中所预期的热量。这是由于来自发生在活性刚玉与介质中的水含量间的化学变化引起的的作用，该变化在热交换开始时导致相对大量的热量交换。因而，化学变化导致了在介质中的放热和吸热反应。该化学变化至少在一定的温度范围内完全是可逆的，这意味着介质可以用作贮热介质，在这个介质中热能是持续不断地和周期性地加入到介质中及介质中移去。这个介质的放热和吸热化学反应的性质还须全面分析。但是似乎它是与在活化刚玉与水分子间的反应相连且它包括离子交换。据信，该放热与吸热反应是在大大低于水的冰点的温度范围内发生的。令人惊异地是甚至在水或其它含水介质是固态形式时，当介质温度发生变化时，这种化学变化也发生。吸热变化与放热变化在稍不同的温度上发生，但是只要所用范围包括二种反应，这个化学变化是可逆的。这个贮热介质从化学上是无毒的，且可相对较便宜地大量获得。贮热介质可以只包含水作为含水介质，在这种场合下，如果热交换应用的温度范围包括0℃，则利用了熔化潜热的全部效能。通过将其它物质加入水中，熔化发生温度可变化且可获得最有用的温度范围。因而含水介质可以是盐水来降低熔解温度。也可为同样目的加入乙二醇。其它可用于这方面的添加物包括硫酸钠和笼形包合物。根据应用，使用这样的含水介质能改进介质的贮热容量将会被了解的，但特别地是在为了冷冻、空调和类似目的，在低温下使用贮热介质的场合。在冷冻的场合下，热交换流体源可以是冷冻装置而且该流体在冷却贮热介质时作为冷却剂。当介质中的冷度要被抽取时，该冷却剂或其它流体可以用来从介质中移去已贮存的冷度。这种情况通常发生在当冷冻需求超过冷冻装置的容量之时。因而，冷冻装置的冷冻容量可以基本上小于系统的最大冷冻需求量而且这样的冷冻需求量是由贮热系统为被限制的周期而提供的。在低冷冻需求量或无冷冻要求期间，冷冻装置可以运行来冷却介质物质以便补充冷冻源。因此，提供的冷冻装置可以具有大体上低于峰值需求量的容量，但是通过贮热介质，它可以满足峰值需求量。比如，一个冷冻设备可以有比方说在24小时中有8小时的100KW的需要量，这个需求量在16小时内保持零态。为了取代具有100KW容量的冷冻设备来满足这种需求，这个设备可以具有331/3KW的容量并24小时运行即连续运行。对于100KW的冷冻需求量，可以从贮热介质中提供为662/3Kw并从冷冻设备中提供为331/3KW。贮热介质的物质可以是不同材料的结合，它们中的每一种都参予在所需温度范围内提供所希望的热性质。这样的材料可以装在室形式或材料的封闭形式中，通过这个小室热交换介质根据系统的状态或运行被传递以便冷却或是被冷却。在热交换流体的传递中，贮热介质被冷却或加温而且它可从液体变到固体改变自己的相态或者反而行之，由化学变化来吸收或放出热。贮热介质的不同物质可以被安置在所希望的温度范围内来提供所需的变化以便加强系统的贮热特性。因而具有小量材料的相对小的系统可以以相对高的热交换速率来提供相对大的热容量。因而，系统可以在所希望的热交换和热贮存循环中运行，不需要高容量的加热或冷冻装置。冷冻或加热装置可以在有效的、满负荷情况下运行，因为一个较低容量冷冻或加热装置可以在满负荷和热能被贮存的情况本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种贮存热能的方法，它的构成是通过大量贮热介质以热交换关系传输流体，介质包含有在一个温度下与一含水介质相结合的活性刚玉或氧化铝，因而使得含水介质中的水成分在一个变中与活性刚玉结合以及从活性刚玉中相分离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马尔考姆乔治克鲁洛，
申请(专利权)人：马尔考姆乔治克鲁洛，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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