【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及相變儲能，尤其涉及一種低過冷度的中溫相變蓄熱材料及其制備方法。
技術介紹
1、有機高分子中溫相變材料具有熱能儲存量大、溫體積變化小、容易與其他材料結合等特點，因而被廣泛應用于太陽能的儲存和利用、建筑蓄熱供暖、儲能的炊具等民用和軍事領域。其主要缺點是在中溫相變材料在放熱凝固過程中材料溫度達到熔化溫度時并不結晶，而是繼續保持液相，中溫相變材料的溫度需低于凝固溫度時才開始結晶凝固，并放出潛熱，而該現象稱為材料的過冷現象。因此，過冷問題會降低材料的能量利用效率，限制材料大規模的推廣和應用。常用解決方法有微膠囊封裝法、機械攪拌法、超聲波成核法以及添加劑混合法。
2、中國專利公開號：cn103834366a公開了一種工業中溫用相變蓄熱材料及其制備方法。該相變蓄熱材料由己二酸、鍍銅碳納米管及粘結劑組成；所述己二酸與鍍銅碳納米管的質量比為88％～98％，12％～2％，所述粘結劑的質量為己二酸及鍍銅碳納米管兩者總質量的3％。該相變蓄熱材料的制備方法為：將己二酸與鍍銅碳納米管按預定配比進行機械混合，混合均勻后裝入坩堝中，放入真空干燥箱真空熔融吸附，然后摻入粘結劑壓片成型即得。由此可見，上述技術方案通過在己二酸中添加成核劑，能夠生產出一種工業領域用蓄熱材料，但無法解決相變蓄熱材料材料的蓄放熱效率低下以及過冷問題，造成了能源的浪費。
技術實現思路
1、為此，本專利技術提供一種低過冷度的中溫相變蓄熱材料及其制備方法，用以克服現有技術中的中溫相變材料蓄放熱效率低下以及過冷度高的問題。
2、為實現上述目的，一方面，本專利技術提供一種低過冷度的中溫相變蓄熱材料，包括：
3、中溫相變蓄熱材料由第一相變材料、第二相變材料和成核劑組成，第一相變材料與第二相變材料的相變溫度不同，且第一相變材料與第二相變材料的晶型結構相似；
4、其中，所述第一相變材料包括至少一種醇類相變材料，所述第二相變材料包括至少一種脂肪酸類相變材料，所述成核劑為納米級粉體，成核劑占比為5％～20％。
5、進一步地，所述第一相變材料為阿洛酮糖，所述第二相變材料為己二酸，所述成核劑為十水焦磷酸鈉和多孔石墨；
6、其中，阿洛酮糖質量占比為90％，己二酸質量占比為5％，十水焦磷酸鈉質量占比為3％，多孔石墨質量占比為2％。
7、進一步地，所述第一相變材料的粒徑與所述第二相變材料粒徑相同，所述成核劑的粒徑尺寸為30納米～120納米。
8、另一方面，本專利技術還提供一種中溫相變蓄熱材料的制備方法，包括：
9、步驟s1，獲取所述第一相變材料和所述第二相變材料的初始粒徑，根據初始粒徑與目標粒徑確定所述相變材料的第一研磨粒徑；
10、步驟s2，將所述第一研磨粒徑的所述第一相變材料和所述第二相變材料研磨至所述第一研磨粒徑；
11、步驟s3，將所述步驟s2研磨后的所述第一相變材料、所述第二相變材料與所述成核劑粉末混合并研磨至所述目標粒徑；
12、步驟s4，將研磨混合完成的材料倒入反應釜中壓實，其中，初始壓實度根據混合后相變材料的粒徑均勻程度確定；
13、步驟s5，保持所述反應釜中材料處于壓緊狀態并加熱所述反應釜，根據壓緊材料的中心溫度確定攪拌器開啟時機，使用攪拌器對壓緊材料進行攪拌混合；
14、步驟s6，根據所述步驟s5攪拌混合中材料的溫度變化趨勢確定加熱攪拌停止時機；
15、步驟s7，將步驟s6攪拌完成的材料冷卻至室溫并取出，完成所述中溫相變材料的制備；
16、其中，所述第一相變材料與所述二相變材料的相變溫度不同，且所述第一相變材料與所述第二相變材料的晶型結構相同，所述目標粒徑小于20微米。
17、進一步地，在所述步驟s1中，所述第一研磨粒徑d由下式確定：
18、
19、其中，t為研磨時間，daim為所述目標粒徑，h1為所述第一相變材料硬度，α為所述第一相變材料熱膨脹系數，t1為所述第一相變材料相變溫度，h2為所述第二相變材料硬度，β為所述第二相變材料熱膨脹系數，t2為所述第二相變材料相變溫度，t為環境溫度。
20、進一步地，在所述步驟s2中，根據所述第一相變材料的初始粒徑和所述第二相變材料的初始粒徑的差值判斷對相變材料的研磨方式；
21、若所述差值大于預設差值，判斷對所述第一相變材料和所述第二相變材料分別研磨；
22、若所述差值小于等于預設差值，判斷對所述第一相變材料和所述第二相變材料混合后共同研磨。
23、進一步地，在所述步驟s4中，對研磨完成后的材料顆粒進行n次抽樣，以材料粒徑的方差確定材料粒徑均勻表征值；
24、其中，方差由以下方程組確定：
25、
26、式中，xi為第i次抽樣檢測的材料粒徑；
27、
28、初始壓實度c由下式確定：
29、其中，ρ2為材料實際松裝密度，ρ0為材料達到理想目標粒徑時的松裝密度，λ為材料粒徑均勻表征值,v1為壓實前的材料的體積，v2為壓實后的材料體積，c0為材料達到理想目標粒徑時的壓實度。
30、進一步地，在所述步驟s5中，還包括根據壓緊材料的中心溫度與邊緣溫度的溫差變化確定是否對初始壓實度進行調整；
31、若單位時間內中心溫度的變化量小于邊緣溫度的變化量的50％，判定對初始壓實度進行調整。
32、進一步地，在所述步驟s5中，根據壓緊材料的中心溫度確定攪拌器開啟時機；
33、當檢測的所述壓緊材料的中心溫度大于等于所述反應釜內相變材料中相變溫度最低材料的相變溫度時，判定攪拌器開啟工作，對加熱所述反應釜內材料進行加熱攪拌。
34、進一步地，在所述步驟s6中，根據所述步驟s5攪拌混合中材料的溫度變化趨勢確定加熱攪拌停止時機；
35、當所述反應釜內材料的內部溫度不再升高時，開始計時，攪拌60分鐘～120分鐘，使所述反應釜內材料進一步混合。
36、與現有技術相比，本專利技術通過的有益效果在于，本專利技術通過選擇晶形結構相似而相變溫度不同的醇類和脂肪酸類相變材料制備中溫相變材料，一方面降低了蓄熱材料的過冷度，提高了蓄熱材料的蓄放熱效率，節約了能源，另一方面，通過在制備中調整相變材料的研磨粒徑和加熱中相變材料的壓實度，能夠降低相變材料的制備時間，提高制備效率。
37、進一步地，本專利技術通過選擇晶形結構相似的相變材料制備中溫蓄熱材料，使制備出的中溫相變蓄熱材料在相變過程中晶體結構不會產生劇烈變化，從而降低了能量的損耗，提高了材料的使用壽命。
38、進一步地，本專利技術通過選擇相變溫度不同的相變材料制備中溫蓄熱材料，使制備出的中溫蓄熱材料在時序上先后結晶相變，從而避免了過冷現象。
39、進一步地，本專利技術通過對初始粒徑差別過大的相變材料分別研磨到第一研磨粒徑，在相同粒徑條件下再混合第一相變材料和第二相變材料，粒徑相同的材料在混合中混合效率本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低過冷度的中溫相變蓄熱材料，其特征在于，中溫相變蓄熱材料由第一相變材料、第二相變材料和成核劑組成，第一相變材料與第二相變材料的相變溫度不同，且第一相變材料與第二相變材料的晶型結構相似；
2.根據權利要求1所述的中溫相變蓄熱材料，其特征在于，所述第一相變材料為阿洛酮糖，所述第二相變材料為己二酸，所述成核劑為十水焦磷酸鈉和多孔石墨；
3.根據權利要求1所述的中溫相變蓄熱材料，其特征在于，所述第一相變材料的粒徑與所述第二相變材料粒徑相同，所述成核劑的粒徑尺寸為30納米～120納米。
4.一種中溫相變蓄熱材料的制備方法，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S1中，所述第一研磨粒徑D由下式確定：
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S2中，根據所述第一相變材料的初始粒徑和所述第二相變材料的初始粒徑的差值判斷對相變材料的研磨方式；
7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S4中，對研磨完成后的材料顆粒進行n次抽樣，以材料粒徑的方差確定材料
8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S5中，還包括根據壓緊材料的中心溫度與邊緣溫度的溫差變化確定是否對初始壓實度進行調整；
9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟S5中，根據壓緊材料的中心溫度確定攪拌器開啟時機；
10.根據權利要求4所述的中溫相變蓄熱材料的制備方法，其特征在于，在所述步驟S6中，根據所述步驟S5攪拌混合中材料的溫度變化趨勢確定加熱攪拌停止時機；
...【技術特征摘要】
1.一種低過冷度的中溫相變蓄熱材料，其特征在于，中溫相變蓄熱材料由第一相變材料、第二相變材料和成核劑組成，第一相變材料與第二相變材料的相變溫度不同，且第一相變材料與第二相變材料的晶型結構相似；
2.根據權利要求1所述的中溫相變蓄熱材料，其特征在于，所述第一相變材料為阿洛酮糖，所述第二相變材料為己二酸，所述成核劑為十水焦磷酸鈉和多孔石墨；
3.根據權利要求1所述的中溫相變蓄熱材料，其特征在于，所述第一相變材料的粒徑與所述第二相變材料粒徑相同，所述成核劑的粒徑尺寸為30納米～120納米。
4.一種中溫相變蓄熱材料的制備方法，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述步驟s1中，所述第一研磨粒徑d由下式確定：
6.根據權利要求4所述的...
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