一种相变储能板制造技术

本发明专利技术提供一种相变储能板，包括一层或一层以上的封装层和一层或一层以上的功能层，其中，功能层包含多孔材料和功能性物质，多孔材料的王研式透气度小于200s/100ml，且功能性物质的熔融焓大于120J/g、熔点为10～60℃。本发明专利技术的相变储能板制备过程方便简单且不使用溶剂，材料无刺激性气味，满足环保要求；功能性物质负载量大，具备较高的储热性能，传热均匀且迅速；本发明专利技术的相变储能板在使用过程中功能性物质不易渗漏，且使用周期长。且使用周期长。

【技术实现步骤摘要】
一种相变储能板


[0001]本专利技术涉及相变储能材料领域，尤其涉及一种相变储能板。

技术介绍

[0002]能源消耗主体之一的建筑能耗，在全球能耗体系中占据重要地位，约占全球最终能源消耗的三分之一，对气候、环境变化产生了严重影响，严峻的形势促使人们寻找提高能源利用效率的新方法。相变储能是通过材料在相变过程中吸/放热而实现能量的储存和释放。在建筑领域中结合相变储能技术可有效利用可再生能源、提高能源利用率、降低建筑运行能耗、提升建筑热舒适度，对于减少环境污染和温室气体排放具有重要意义。
[0003]目前，有机固
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液相变储能材料如石蜡、脂肪酸等具有较高的相变焓值、良好的化学稳定性和热稳定性、相变过程中无相分离现象、成本较低、无毒无腐蚀、化学相容性好等优点，多元相变储能材料具有更多可供选择的吸放热作用温度。然而，在实际使用过程中，固
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液转变时容易发生泄漏，多次循环使用过程中也容易泄漏造成储热性能的衰减，因此，合理的封装材料及技术是相变储能材料安全长期使用的关键。
[0004]在固
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液相变储能材料的基础上，通过载体基质的吸附作用封装相变储能材料，作为主要研究方向，用以防止固
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液相转变时的泄漏问题。根据载体材料的不同，相变储能材料主要分为微胶囊、无机多孔基、聚合物基、纳米基和功能添加剂型相变储能材料。
[0005]微胶囊材料采用微胶囊制备技术，利用成膜物质将相变材料包覆其中，形成微小的核
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壳结构，粒径一般在5～1000μm。专利CN103752239 A公开了一种金属有机骨架包覆相变材料微胶囊的制备方法。首先制备一种空心结构或volk/she11结构的碱式硫酸铜微球,该碱式硫酸铜微球的壳层由纳米片组装而成，纳米片与纳米片之间存在空隙,相变材料可以通过碱式硫酸铜微球壳层的空隙进入微球内部，然后将壳层原位转化为金属有机骨架材料，形成致密的金属有机骨架材料壳层,将相变材料封装起来，干燥后制得金属有机骨架包覆相变材料微胶囊。该专利技术需要在多个步骤下才能获得金属有机骨架包覆的相变材料微胶囊产品,生产工艺比较繁琐，不利于工业生产放大，而且相变材料是通过熔融渗入的方式，进入到碱式硫酸铜微球内部，储热量较低。
[0006]无机多孔材料利用丰富孔道结构、较大比表面积通过孔道结构的毛细作用力将熔化的相变储能材料吸附在多孔结构内，形成形状稳定的复合相变储能材料。如CN106318328A公开了一种蛭石基复合相变储能材料及其制备方法，该专利技术制备的复合相变储能材料导热系数较高、温度范围较广，但是以天然多孔材料膨胀蛭石作为载体，其对于熔融态相变储能材料的吸附属于物理吸附过程，即主要依靠分子间作用力结合，其吸附效果有限，多次使用后，容易发生相变储能材料渗漏等不利现象，且矿物材料的导热系数一般较低，降低了复合相变储能材料在能量的储存与释放过程中的热交换效率。又如CN106590543 A公开了一种定型复合相变储能材料及制备方法，该专利通过引入木质纤维素而制备相变储能材料，但是，主要依靠纤维素的毛细孔道吸附相变储能材料，即在物理作用力下稳固载相变储能材料，其效果并不牢固，长期使用过程中，容易出现熔融态相变储能材料渗漏等不
利现象。而且，木质纤维素作为生物材料，其内部孔径体系较小(多数<50μm)，这也限制了熔融态相变储能材料的封装量，即该定型复合相变储能材料的相变潜热值有限。
[0007]为此，还需要一种储热高、不易渗漏、制作工艺简单，且传热均匀迅速、吸热放热次数多的相变储能材料。

技术实现思路

[0008]为解决上述问题，本专利技术提供一种相变储能板，包括一层或一层以上的封装层和一层或一层以上的功能层。
[0009]进一步的，所述封装层为相变储能板的外壁材料，其可有效的对内部的功能层进行包覆，防止功能层相转变时泄漏，同时避免功能层与外界环境物质接触而产生化学反应如氧化反应等导致储热性能和耐久性变差。
[0010]进一步的，所述封装层包含聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、环氧树脂、脲醛树脂、聚丙烯、三聚氰胺树脂等。
[0011]更进一步的，为了提高封装性能和可用性，降低相变储能板的重量，增加相变储能板的吸放热循环性，所述的封装层包含聚乙烯，其中，所述聚乙烯为具有
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CH2‑
结构单元的聚合物。
[0012]进一步的，所述功能层为相变储能板中传热、储热的部分，包含多孔材料和功能性物质。
[0013]更进一步的，所述多孔材料是有大量孔洞的固体材料。为了获得较高的功能性物质存储量，以提高储热能力，所述多孔材料的王研式透气度小于200s/100ml，且功能性物质的熔融焓大于120J/g、熔点为10～60℃。所述王研式透气度为100ml空气通过单位面积多孔材料的时间，时间越短，透气度越高。若多孔材料透气度数值越大，填充和储存功能性物质的能力越低；若多孔材料透气度数值太小，专利技术人发现也不利于功能性物质的填充和储存。优选的，所述的多孔材料的王研式透气度为10～30s/100ml。
[0014]进一步的，为了提高功能性物质的含量，以提高储热能力，所述多孔材料为一种由相互贯通的孔洞构成网络结构的材料，包含毡、网、编织物、无纺布中的一种或多种。为了降低相变储能板重量，所述多孔材料的材质包含碳纤维、玻璃纤维、有机纤维中的一种或多种。比如玻璃纤维布、碳纤维布、碳纸、玻璃纤维表面毡、无纺布、硅布、涤纶布、腈纶布、锦纶布、丙纶布等。
[0015]更进一步的，为了提高相变储能板的导热性，降低相变储能板重量，提高储能板力学性能，提高浸润性，增加功能性物质的含量，以提高储热能力，所述多孔材料优选为碳纸。所述碳纸是由碳纤维和碳基体共同组成的一种多孔的二维碳/碳复合材料，具备较高的强度和良好的透气性。
[0016]进一步的，所述功能性物质具有较高的相变焓值，当环境温度高于功能性物质的熔化温度时，功能性物质可以通过相态转化如固态到液态的相转变过程将能量储存起来，反之，当环境温度低于相变温度时，功能性物质有液态转变为固态，释放能量。所述功能性物质具有良好的化学稳定性和热稳定性、相变过程中无相分离现象、成本较低、无毒无腐蚀、化学相容性好。
[0017]进一步的，为了提高储热能力，所述功能性物质的熔融焓大于120J/g，优选160J/g
以上。所述熔融焓为在等温等压条件下固体熔化成液体时的焓变数值。
[0018]进一步的，为了相变储能板的相变温度在室温附近，所述功能性物质的熔点为10～60℃，优选为20～40℃。
[0019]进一步的，为了较高的熔融焓和合适的熔点，以提高相变储能板的储能能力，所述功能性物质为脂肪酸、石蜡中的一种或多种。脂肪酸为不含芳香族结构的有机羧酸，其相变潜热大，无毒环保，可循环使用。石蜡为一种有机烃的混合物，通常从石油、页岩油或其他沥青矿物油的某些馏出物中提取，其物理和化学性质稳定、熔点范围广,蓄热密度大、无过冷现象。
[0020]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变储能板，其特征在于，包括一层或一层以上的封装层和一层或一层以上的功能层，其中，所述封装层含有聚乙烯，所述功能层包含多孔材料和功能性物质，所述多孔材料的王研式透气度小于200s/100ml，所述功能性物质的熔融焓大于120J/g、熔点为10～60℃。2.根据权利要求1所述的相变储能板，其特征在于，所述多孔材料为毡、网、编织物、无纺布中的一种或多种，且材质包含碳纤维、玻璃纤维、有机纤维中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的相变储能板，其特征在于，所述多孔材料为碳纸。4.根据权利要求1所述的相变储能板，其特征在于，所述多孔材料的王研式透气度为10～30s/100ml。5.根据权利要求1所述的相变储能板，其特征在于，所述功能性物质为脂肪酸、石蜡中的一种或多种。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清新，郎鸣华，
申请(专利权)人：江苏澳盛复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：