DK164113B - Hydratiseret calciumbromidholdigt materiale, der reversibelt kan aendre fase fra fast til flydende - Google Patents
Hydratiseret calciumbromidholdigt materiale, der reversibelt kan aendre fase fra fast til flydende Download PDFInfo
- Publication number
- DK164113B DK164113B DK413887A DK413887A DK164113B DK 164113 B DK164113 B DK 164113B DK 413887 A DK413887 A DK 413887A DK 413887 A DK413887 A DK 413887A DK 164113 B DK164113 B DK 164113B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- cabr2
- eutectic
- weight
- phase change
- nucleating agent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/902—Heat storage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Toys (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
i
DK 164113B
Den foreliggende opfindelse angår materialer, som reversibelt kan ændre fase fra flydende til fast (reversibelt flydende/ fast-faseændringsmateriale). Nærmere bestemt angår opfindel sen et eutetisk materiale af CaB^.e^O og CaBr2-4H20 med mere 5 end 5,4, men mindre end 6,0 mol H20 per mol CaBr2-
Adskillige faseændringsmaterialer, som er i stand til at lagre termisk energi som latent varme er anført i "Solar Heat Storage: Latent Heat Materials" Vol 1 af G.A. Lane, CRC Press, 10 Inc., 1983. Blandt de faseændringsmaterialer, som er beskrevet, er flere uorganiske eutektika med omdannelsestemperaturer i området fra 13°C til 61°C (side 46 og 47). Eutektiske systemer er især beskrevet på siderne 69 til 72 og 76 til 78. Definitioner for faseomdannelsestemperatur, smeltevarme, densitet, 15 underafkøling og krystalvækst er anført på siderne 42 og 43.
En definition af kimdannelse og kimdannende midler er givet på siderne 116 og 143. De førnævnte definitioner er anvendelige til den foreliggende opfindelse.
20
Andre publikationer, især de der angår CaBr2.6H20-faseæn-dringsmaterialer, er japansk publikation nr. 57-180684 (Matsushita Electric Works), hvor der beskrives et faseændringsmateriale af CaBr2.6H20, hvortil der er sat forskellige barium-25 og/eller strontiumsalte til modvirkning af underafkøling af faseændringsmaterialet. I japansk publikation nr. 51-070193 (Mitsubishi Electric Corp.) beskrives et faseændringsmateriale, som omfatter CaBr2.6H20 indeholdende en lille mængde Sr(0H)2.8H20 eller Ba(0H)2.8H20 eller anhydridet til modvirk-30 ning af underafkøling af materialet og i japansk publikation nr. 57-076079 (Mitsubishi Electric Corp.) beskrives et faseændringsmateriale af CaCl2 og/eller CaBr2.6H2O indeholdende en lille mængde Sr- eller Ba-oxid til modvirkning af underafkøling af faseændringsmaterialet.
Lagringsmaterialer, som undergår en ændring i fase, har været anvendt som et attraktivt alternativ til materialer, som lag- 35
DK 164113B
2 rer termisk energi som sensibel varme, såsom f.eks. ved at hæve temperaturen af vand eller sten. I modsætning hertil absorberer et faseændringsmateriale (PCM) en stor mængde latent termisk energi under dets faseændring fra en fast til en fly-5 dende tilstand og frigiver sådan termisk energi ved en konstant temperatur ved vending af processen.
Der eksisterer flere klasser af faseændr i ngsmateri al er bestående af hydratiserede uorganiske salte, og de kan generelt op-10 deles i to grupper: (1) sal thydrater, som går gennem mange fryse- og optøningscyklusser uden en væsentlig separation af deres kemiske komponenter, klassificeres som kongruent smeltende og eutektiske salt- 15 hydrater, og (2) salthydrater, som undergår en væsentlig adskillelse af deres kemiske komponenter under gentagne fryse- og optøningscyklusser, klassificeres generelt som semi-kongruent smeltende 20 eller ikke-kongruent smeltende.
Salthydrater fra gruppe (1), som er "kongruent smeltende", er hydratiserede materialer, såsom f.eks. CaB^.ei^O, hvor den faste fase ved smeltepunktet med faste og flydende faser i 25 stabil ligevægt ikke indeholder noget hydratiseret CaBr2 andet end hexahydratet, og den flydende fase indeholder 6 mol vand for hvert mol CaBr2 samt tilstrækkelig vand til dannelse af det stabile hydrat af eventuelle additivmaterialer i opløsning.
30
Eutektiske salthydrater er blandinger af to eller flere komponenter, som er blandet i et sådant forhold, at blandingens smeltepunkt er lavere end smeltepunktet for en hvilken som helst komponent, og hele blandingen passerer ved en og samme 35 temperatur fra en fast form (frossen) til en flydende form og visa versa. Et eksempel på et eutektisk salthydrat er et, som omfatter 58,7 vægt% Mg(N03)2.6H20 og 41,3 vægt% MgCl2*6H20.
DK 164113 B
3
Salthydratet af den type, der heri er under betragtning, er et eutektisk salthydrat.
Blandinger af komponenter, som danner et eutektikum forskellig 5 fra det eutektiske materiale defineret ovenfor, er indbefattet inden for den foreliggende opfindelses omfang og er klassificeret som enten "hyper-eutektiske" eller "hypo-eutekti ske" hydrat i serede saltblandinger. Hyper-eutektikaerne indeholder mere og hypo-eutektikaerne indeholder mindre af hovedkomponenten 10 end det eutektiske materiale.
Calciumbromidhexahydrat CaBr2.6H20 indeholder 64,90 vægt% CaBr2 og smelter ved en temperatur på 34,3°C. Hexahydratet er kongruentsmeltende og danner et eutektikum med tetrahydratet 15 indeholdende 66,95 vægt% CaBr2, som smelter ved en temperatur på 33,8°C med en 5,57 hydratiseringsgrad. Mens smeltevarmen for CaBr2*6H20 er lavere end for nogle andre salthydrater, er en væsentlig egenskab dens meget høje densitet. På en volu-metrisk basis er smeltevarmen på 226 J/cm3 høj sammenlignet 20 med mange andre hydratiserede uorganiske salte. På vægtbasis er smeltevarmen for CaBr2.6H20 115,5 J/g. For anvendelser, hvor plads er vigtig, er CaBr2-6H20 således et meget ønskeligt faseændr i ngsmateriale.
25 Udtrykket "underafkøling" refererer heri til en uoverensstemmelse mellem temperaturen, ved hvilken frysning påbegynder og smeltetemperaturen for et givet hydratiseret salt, når afkølet og opvarmet under rolige betingelser.
30 Udtrykkene "kimdanner" og "kimdannende midler" refererer til små "pode"-krystaller, som initerer krystallisation. For at der kan forekomme nogen som helst kimdannelse og krystalvækst, skal det smeltede faseændringsmateriale være overmættet eller underkølet. Hvis faseændringsmaterialet er under dets sme1te-35 punkt, har tilsætningen af kimdannende krystaller en tendens til at påbegynde krystallisation.
DK 164113 B
4
Et eutektisk faseændringsmateriale fryser til en polykrystal-linsk blanding af de enkelte komponenter i eutektikummet. Kimdannelse er mulig ved at initere frysning af en af disse faser. Hvis kun en fase begynder at fryse forhøjer reduktion i 5 materialets tilbageværende væske 1iquidustemperaturen af den anden fase, indtil der opnås kritisk underafkøling. På dette punkt kimdanner den anden fase og begynder at'fryse.
Udtrykket "additiv" omfatter udover kimdannere eller kimdan-10 nende midler KBr og/eller NaBr til fremkaldelse af et fald i faseændringsmaterialets smeltepunkt.
Faseændringsmaterialer emballeres ideelt i individuelle indkapslingsmidler til anvendelse sammen med solvarmesystemer til 15 erhvervsmæssige bygninger eller beboelsesejendomme, til anvendelse i varmeudvekslingssystemer, hvor varmeudvekslingsrør eller -plader er anbragt i bulkbeholdere indeholdende faseændringsmaterialet, og lignende. Eksempler på egnede kendte indkapslingsmidler til varmeopbevaringsmaterialer kan også indbe-20 fatte vanduigennemtrængelige film eller folier af plast/metal-laminater. Andre egnede indkapslingsmidler er beton-, metal-eller plastbeholdere, rør og lignende.
Den foreliggende opfindelse angår især et reversibelt flyden-25 de/fast-faseændringsmateriale, som omfatter et eutektikum af CaBr2.6H20 og CaBr2.4H20 med mere end 5,4 men mindre end 6,0 mol H20 per mol CaBr2.
Opfindelsen angår også en varmelagrings indretning omfattende 30 et indkapslingmiddel, hvori et reversibelt flydende/fast-fase-ændringsmateriale hermetisk er lukket inde i indkapslingsmidlet for at modvirke vandfordampning fra materialet, hvilket materiale omfatter et eutektikum af CaBr2.6H20 og CaBr2.4H20 med mere end 5,4 men mindre end 6,0 mol H20 per mol CaBr2.
Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til lagring af varme omfattende trinnene bestående af fremstilling af et re- 35
DK 164113 B
5 versibelt flydende/fast-faseændringsmateriale ved blanding af CaBr2 og vand til dannelse af et eutektikum med mere end 5,4 men mindre end 6,0 mol H2O per mol CaBr2, indføring af materialet i et indkapslingsmiddel og hermetisk lukning af indkaps-5 lingsmidlet for at modvirke vandfordampning fra materialet.
Fortrinsvis omfatter materialet et nærmere angivet kimdannende middel eller en blanding af sådanne kimdannende midler for effektivt at reducere underafkøling af det hydrat i serede eu-tektiske materiale.
Eventuelt omfatter faseændringsmaterialet ifølge opfindelsen også som et additiv KBr og/eller NaBr i en mængde, som er effektiv til at formindske materialets smeltepunkt.
15
Den foreliggende opfindelse repræsenterer en signifikant forbedring i udviklingen af et eutektisk materiale af CaBr2.6H20 og CaBr2-4H20, som smelter og fryser fuldstændigt og reversibelt ved en temperatur på 33,4°C, og til hvilket vand i for-20 skellige mængder kan tilsættes uden at forårsage en adskillelse af hexahydrat- og tetrahydratfaserne. Selv med forskellige mængder af vand i materialet smelter og fryser materialet stadig næsten isotermt, dvs. ved en konstant temperatur. Den iso-terme fryseproces, som finder sted, refereres somme tider som 25 en "fasereaktion", hvor den flydende fase forsvinder, mens det eutektiske materiales to faste faser vokser. Det skal bemærkes, at adskillelse af materialet dannet ved fasereaktionen under frysning eller ved den modsatte reaktion under smeltning sandsynligvis ikke vil finde sted. Da begge faste stoffer dan-3° nes sammen vil de forblive intimt blandet.
I et kongruent smeltende faseændringsmateriale, såsom CaBr2-6H20, adskilles faseændringsmaterialet ikke under smeltning og frysning. Materialet lagrer varme isotermt, fuldstæn-35 digt smeltende ved en temperatur på 34,3°C og reversibelt frysende ved den samme temperatur (ved ligevægt). I fremstillingsindustri i industriel målestok, hvor faseændringsmateria-
DK 164113 B
6 ler anvendes i stor mængde, kan det imidlertid nødvendiggøre megen forsigtighed og omhyggelig kontrol af procesparametre for at sikre, at CaBr2-saltet indeholder præcis 6,0 mol H20 per mol CaBr2. Eventuel overskydende H20, som kan være til 5 stede i materialet, er meget skadende, fordi der under frysning dannes krystallinsk CaBr2.6H20 efterladende en mættet opløsning af CaBr2 i det overskydende H20. Hvis temperaturen sænkes, krystalliserer yderligere hexahydrat, men fuldstændig frysning opnås ikke før det kryohydratiske punkt (temperaturen 10 ved hvilket et kryohydrat krystalliserer fra en frossen blanding) nås ved en temperatur godt under 0eC.
Et eutektisk materiale ifølge den foreliggende opfindelse har den fordel, at eventuelt ekstra vand, som kan være til stede i 15 forskellige mængder, stadig vil fryse og smelte materialet næsten isotermt. Materialets smelteområde forbliver inden for et temperaturområde på kun 0,4 til 0,8°C.
I faseændringsmaterialet ifølge opfindelsen er CaBr2.4H20 til 20 stede i materialet i en mængde, der er større end 0 vægtfc, men mindre end 30 vægt%, og CaBr2.6H20 er til stede i en mængde, der er mindre end 100 vægt%, men større end 70 vægt%. Hvis materialet indeholder mere end 5,4 mol vand per mol CaBr2, er CaBr2.4H20 nærmere bestemt til stede i materialet i en mængde 25 mindre end 30 vægt%, mens CaBr2.6H20 er til stede i materialet i en mængde større end 70 vægt%. Når materialet indeholder 5,6 mol H20 per mol CaBr2, indeholder materialet 20 vægt% CaBr2.4H20 og 80 vægt% CaBr2.6H20. Ved 5,8 mol H20 per mol CaBr2 indeholder materialet 10 vægt% CaBr2.4H20 og 90 vægt% 30 CaBr2.6H20. Når materialet indeholder mindre end 6,0 mol vand per mol CaBr2, er CaBr2.4H20 til stede i materialet i en mængde større end 0 vægt%, mens CaBr2.6H20 er til stede i materialet i en mængde mindre end 100 vægt%. Fortrinsvis indeholder det eutektiske materiale fra 5,5 til 5,8 mol H20 per mol 35 CaBr2. Mest foretrukket indeholder materialet ca. 5,6 mol H20 per mol CaBr2.
DK 164113B
7
Materialet omfatter fortrinsvis et kimdannende middel valgt blandt BaO, Ba(0H)2» Ba(0H)2.8H2O, BaC03, BaS04, BaCl2»
BaCl2*2H20, BaBr2# BaBr2«2H20, Bal2> Bal2-6H20, SrO, Sr(0H)2» SrC03, SrS04, SrCl2, SrCl2-6H20, SrBr2» SrBr2*6H20, Srl2> FeF2 5 og blandinger deraf. Foretrukne kimdannende midler er BaO, Ba(0H)2/ Ba(OH)2·8H2O, BaCl2» BaCl2*2H20, Bal2-6H20, SrBr2 og SrBr2-6H20 og blandinger deraf.
Et kimdannende middel sættes til materialet i en mængde, som 10 er effektiv til at undertrykke underkølingsegenskaber hos den hydratiserede flydende CaBr2-fase. Effektive mængder af et udvalgt kimdannende middel for det hydratiserede CaBr2-salt ifølge opfindelsen bestemmes ved undersøgelse af et givet materiale over gentagne faseændringscyklusser på en måde der 15 ligner fremgangsmåden, der anvendes i US patentskrift nr. 4.613.444.
Et kimdannende middel i en mængde udover ca. 2,0 vægt% af materialets vægt er generelt ikke skadende for faseændr ingsma-20 terialets præstation og .giver af samme grund ingen forøgelse af fordele. I overensstemmelse hermed er det kimdannende middel fortrinsvis til stede i en mængde på fra 0,005 til 2,0 vægt% baseret på den samlede vægt af materialet.
25 Materialet ifølge den foreliggende opfindelse omfatter eventuelt også KBr og/eller NaBr, som virker som et modifikationsmiddel til at ændre basisfaseændringsmaterialets frysepunkt. Modifikationsmidlet er til stede i materialet i en mængde større end 0 vægt% op til ca. 5,0 vægt% baseret på den samlede 30 vægt af materialet. En større mængde end ca. 5,0 vægt% er generelt ikke skadelig for faseændringsmaterialets præstation og giver af samme grund ingen forøgelse i fordel med hensyn til ændring af materialets frysepunkt. Virkningen af til sætning af KBr og/eller NaBr til materialet er at sænke materialets fry-35 sepunkt med så meget som 3°C.
Urenheder kan også være til stede i faseændringsmaterialet i små mængder på mindre end ca. 3,0 vægt%, og forudsat at sådan-
DK 164113 B
8 ne urenheder ikke har nogen skadelig virkning på funktionen af basismaterialet ifølge opfindelsen, som kan omfatte de ovenfor beskrevne kimdannende midler og modifikationsadditiver. Urenheder kan f.eks. omfatte LiBr, MgBr2, CaCl2* Cal2 og blandin-5 ger deraf.
De følgende eksempler illustrerer effektiviteten af det eutek-tiske materiale ifølge opfindelsen, hvori ekstra vand i forskellige mængder indføres i det hydratiserede calciumbromidma-10 teriale, som stadig smelter og fryser næsten isotermt og inden for et område af 0,4 til 0,8°C.
Sammen!iqninqseksempel 1 15 CaBr2-5H20 fremstilles ved at blande vand og hydratiseret CaBr2· Blandingen bringes til ligevægt ved smeltepunktet, således at både fast og flydende CaBr2.6H20 er til stede. Hexa-hydratet indeholder 64,90 vægt% CaBr2 og har et smeltepunkt på 34,3eC. Ved ligevægt fryser materialet fuldstændigt ved denne 20 temperatur til dannelse af 100 mol% CaBr2-6H20.
Dette eksempel viser, at det kongruent smeltende faseændringsmateriale af CaBr2*6H20 er meget tilfredsstillende og ikke adskilles under smeltning og frysning. Materialet lagrer termisk 25 energi isotermt og smelter fuldstændigt ved en temperatur på 34,3°C og fryser reversibelt ved den samme temperatur ved ligevægt. Selvom materialet virker meget tilfredsstillende må der udvises stor omhyggelighed og nær kontrol med procesparametre ved anvendelse af dette materiale i en industrifremsti 1-30 1 ingsvirksomhed for at sikre at faseændringsmaterialet inde holder præcis 6,0 mol H2O per mol CaBr2·
Sammen!iqninqseksempel 2 35 på samme måde som beskrevet i eksempel 1 fremstilles et hydra tiseret CaBr2~faseændringsmateriale, bortset fra at der anven des et overskud af vand til fremstilling af et materiale med
DK 164113 B
9 6,4 mol vand per mol CaBr2- Dette faseændringsmateriale har en smeltetemperatur under 32,6eC. Materialet smelter fuldstændigt ved 32,6eC, men frysning forekommer over et temperaturinterval og er ikke absolut fuldstændigt før materialet når en tempera-5 tur godt under 0°C.
Dette eksempel viser virkningen af at have" et overskud af vand, dvs. 6,4 mol i materialet. Under frysning dannes krystallinsk CaBr2-6H20, hvilket efterlader en mættet opløsning af 10 CaBr2 i det overskydende vand. Hvis temperaturen sænkes opnås at mere hexahydrat krystalliseres, men fuldstændig frysning opnås ikke før det kryohydrati ske punkt nås (temperaturen ved hvilket et kryohydrat krystalliseres fra en frossen blanding) godt under 0eC.
15 EKSEMPEL 3 På samme måde som beskrevet i eksempel 1 fremstilles et faseændringsmateriale indeholdende 5,6 mol vand per mol CaBr2. Det 20 eutektiske materiale har et smeltepunkt på 33,4eC. Materialet fryser fuldstændigt ved 33,4°C og danner en intim blanding af 80 mol% CaBr2.6H2O/20 mol% CaBr2.4H20 med ingen væske tilbage i materialet. 1
Disse eksempler beskriver et eutektisk materiale ifølge opfindelsen indeholdende 5,6 mol vand, som smelter og fryser fuldstændigt og reversibelt ved ligevægt, dvs. ved en temperatur på 33,4°C.
30 EKSEMPEL 4
Der fremstilles tre prøver på samme måde som beskrevet i eksempel 1, bortset fra at de eutektiske materialer indeholder 5,7, 5,8 og 5,9 mol vand per mol CaBr2· De tre materialer har 35 et smelteområde på henholdsvis 33,4°C til 33,8°C fra 33,4eC til 34,0°C og fra 33,4°C til 34,2eC. Hver af disse prøver fryser fuldstændigt ved en temperatur på 33,4eC til dannelse af
DK 164113 B
10 en intim blanding indeholdende en mængde større end 80 mol% CaBr2-6H20 og mindre end 20 mol CaBr2.4H20.
Hver af materialerne fryser og smelter næsten isotermt, idet 5 smelteområdet er inden for det snævre temperaturområde på fra 0,4 til 0,8 ° C.
EKSEMPEL 5 10 En prøve fremstilles på tilsvarende som beskrevet i eksempel 3, bortset fra at det hydratiserede materiale mættes med 2,6 vægt% kaliumbromid. Det eutektiske materiale indeholder 5,5 mol vand per mol CaBr2 og har et smeltepunkt på 31,9°C. Materialet fryser fuldstændigt ved denne temperatur. Dette eksem-15 pel illustrerer, at det er muligt at ændre frysepunktet af det eutektiske materiale ved at tilsætte KBr til sænkning af smeltepunktet med 2,4°C.
EKSEMPEL 6 20
En prøve fremstilles som i eksempel 5, bortset fra at NaBr sættes til det eutektiske materiale i stedet for KBr. Det eutektiske materiale indeholder 5,6 mol vand per mol CaBr2 og 0,4 vægt% NaBr. Materialet har et smeltepunkt på 33,1°C og 25 fryser fuldstændigt ved denne temperatur. Eksempel 6 viser, at
det er muligt at ændre frysepunktet for materialet med 1,2°C
ved tilsætning af NaBr.
EKSEMPEL 7 30
En prøve af et faseændringsmateriale fremstilles ud fra 64,9 vægt% CaBr2 og 35,1 vægt% vand. Fryse-optøningsforsøg udføres under anvendelse af portioner af CaBr2~materialet, som hver har en vægt på 65 g. Ti på hinanden følgende fryse-optønings-35 cyklusser udføres ved skiftevis at fryse hver portion i et vandbad ved en temperatur på ca. 10eC og derefter smelte portionen i en ovn ved en temperatur på 40°C. I ni gange ud af ti
DK 164113 B
11 på hinanden følgende fryse-optøningscyklusser mislykkes krystallisation af CaBr2-materialet, og det er nødvendigt at det podes med frossen CaBr2~hexahydrat for at krystallisere. Ved den tredje cyklus fryser materialet spontant ved en temperatur 5 på 22°C med 12°C underafkøling. Dette eksempel viser behovet for tilsætning af et kimdannende middel for at opnå mindre underafkøling af CaBr2-materialet.
EKSEMPEL 8 10
Til en anden portion af det samme CaBr2-materiale som i eksempel 7 tilsættes en tilstrækkelig mængde BaCl2.2H20 som et kimdannende middel til tilvejebringelse af et faseændringsmateriale indeholdende 0,5 vægt% BaCl2· Under den samme fremgangsmå-15 de med fryse-optøningscyklus som i eksempel 7 fryser prøven spontant ti gange ud af ti med en gennemsnitlig underafkøling på 8°C. Dette eksempel viser, at BaCl2 er effektiv som et kimdannende middel i CaBr2-materialet ifølge opfindelsen. I dette eksempel er en større mængde af det kimdannende middel imid-20 lertid ønskeligt, dvs. over 0,5 vægt% for at regulere underafkøling af materialet til mindre end ca. 5eC.
Når 0,5 vægt% BaCl2 erstattes med BaO som kimdannende middel, fryser prøven spontant ti ud af ti cyklusser med en gennem-25 snitlig underafkøling på 1°C. Dette eksempel viser, at BaO er et fremragende kimdannende middel for CaBr2~faseændringsmate-ri alet ifølge opfindelsen.
EKSEMPEL 9 30
Yderligere forsøg udføres med 50 g portioner af faseændringsmaterialet ifølge eksempel 7. Portionerne underkastes igen ti cyklusser med frysning ved stuetemperatur og smeltning i en ovn ved en temperatur på 50°C. Med tre kimdannende midler 35 valgt blandt Bal2 (fra hexahydratet), Ba(0H)2 (fra octahydra-tet) og SrBr2 (fra hexahydratet) fryser ti ud af ti prøver spontant med en gennemsnitlig underafkøling på henholdsvis
Claims (13)
1. Reversibelt flydende/fast-faseændringsmateriale, kendetegnet ved, at det omfatter et eutektisk materiale af CaBr2· 6H20 og CaBr2.4H20 med mere end 5,4 men mindre end 6,0 mol vand per mol CaBr2· 35
2. Materiale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omfatter fra 5,5 til 5,8 mol vand per mol CaBr2. DK 164113B
3. Materiale ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at CaBr2*4H20 er til stede i det eutektiske materiale i en mængde større end O vægt%, men mindre end 30 vægt%, og at nævnte CaBr2-6H20 er til stede i en mindre mængde end 100 5 vægt%, men større end 70 vægt%.
4. Materiale ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omfatter et modifikationsadditiv valgt blandt KBr og NaBr, idet additivet er til stede i en mængde på fra 0,5 til 8,0 10 vægt%, til sænkning af det eutektiske materiales smeltepunkt.
5. Materiale ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at det omfatter et kimdannende middel i en mængde på fra 0,005 til 2,0 vægt% til reduk- 15 tion af det eutektiske materiales underafkøling til 5®C eller lavere under genvinding af lagret termisk energi ved krystallisation af det eutektiske materiale, og at det kimdannende middel er valgt blandt BaO, Ba(0H)2» Ba (OH )2 . 8H2O, BaCC>3, BaS04, BaCl2< BaCl2*2H20, BaBr2/ BaBr2»2H20, Bal2, Bal2.6H20,
20 SrO, Sr(OH)21 SrC03, SrSO^, SrCl2# SrCl2«6H20, SrBr2» SrBr2-6H20, Srl2# FeF2 og blandinger deraf.
6. Varmelagringsindretning omfattende et indkapslingsmiddel, hvori et reversibelt flydende/fast-faseændringsmateriale er 25 hermetisk lukket inde i indkapslingsmidlet for at modvirke vandfordampning fra materialet, kendetegnet ved, at materialet omfatter et eutektisk materiale af CaBr2.6H2O og CaBr2-4H20 med mere end 5,4 men mindre end 6,0 mol vand per mol CaBr2· 30
7. Lagringsindretning ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det eutektiske materiale omfatter fra 0,5 til 8,0 vægt% af et modifikationsmiddel valgt blandt KBr og NaBr til sænkning af materialets smeltepunkt med mindre end 3°C. 35
8. Lagringsindretning ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at det eutektiske materiale omfatter et kim- DK 164113 B dannende middel i en mængde fra 0,005 til 2,0 vægt%, og at det kimdannende middel vælges fra BaO, Ba(0H)2, Ba(OH)2·8H2O, BaC03, BaS04, BaCl2, BaCl2.2H20, BaBr2, BaBr2.2H20, Bal2, BaI2.6H20, SrO, Sr(0H)2, SrC03, SrS04, SrCl2» SrCl2-6H20,
5 SrBr2, SrBr2.6H20, Srl2, FeF2 og blandinger deraf.
9. Fremgangsmåde til lagring af termisk energi, kendetegnet ved, at den omfatter trinnene fremstilling af et reversibelt, flydende/fast-faseændringsmateriale ved blanding 10 af CaBr2 og vand til dannelse af et eutektisk materiale af CaBr2.6H2O og CaBr2.4H20 med mere end 5,4 men mindre end 6,0 mol vand per mol CaBr2, indføring af materialet i et indkaps-lingsmiddel til anvendelse som en varmelagringsindretning og hermetisk lukning af indkapslingsmidlet til hindring af vand-15 fordampning fra materialet.
10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at den omfatter trinnet af tilsætning fra 0,5 til 5,0 vægt% af et modifikationsmiddel til sænkning af materialets smelte- 20 punkt, idet modifikationsmidlet vælges blandt KBr og NaBr og tilsætning af et kimdannende middel i en mængde på fra 0,005 til 2,0 vægt%, idet det kimdannende middel vælges blandt BaO, Ba(0H)2» Ba(OH)2·8H2O, BaC03, BaS04, BaCl2, BaCl2-2H20, BaBr2» BaBr3.2Η30, Bal2, Bal2*6H20, SrO, Sr(0H)2f SrC03, SrS04,
25 SrCl2 » SrCl2·6H2O, SrBr2, SrBr2-6H20, Srl2, FeF2 og blandinger deraf. 30 35
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US89459286 | 1986-08-08 | ||
| US06/894,592 US4690769A (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | Hydrated calcium bromide reversible phase change composition |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK413887D0 DK413887D0 (da) | 1987-08-07 |
| DK413887A DK413887A (da) | 1988-02-09 |
| DK164113B true DK164113B (da) | 1992-05-11 |
| DK164113C DK164113C (da) | 1992-10-12 |
Family
ID=25403289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK413887A DK164113C (da) | 1986-08-08 | 1987-08-07 | Hydratiseret calciumbromidholdigt materiale, der reversibelt kan aendre fase fra fast til flydende |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4690769A (da) |
| EP (1) | EP0255928B1 (da) |
| JP (1) | JP2529974B2 (da) |
| KR (2) | KR900004706B1 (da) |
| CA (1) | CA1295475C (da) |
| DE (1) | DE3771142D1 (da) |
| DK (1) | DK164113C (da) |
| ES (1) | ES2022226B3 (da) |
| FI (1) | FI84277C (da) |
| NO (1) | NO175378C (da) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5239819A (en) * | 1992-03-06 | 1993-08-31 | Kinneberg Bruce I | Sterol ice nucleation catalysts |
| US5861050A (en) * | 1996-11-08 | 1999-01-19 | Store Heat And Produce Energy, Inc. | Thermally-managed fuel vapor recovery canister |
| US6793856B2 (en) | 2000-09-21 | 2004-09-21 | Outlast Technologies, Inc. | Melt spinable concentrate pellets having enhanced reversible thermal properties |
| US7244497B2 (en) | 2001-09-21 | 2007-07-17 | Outlast Technologies, Inc. | Cellulosic fibers having enhanced reversible thermal properties and methods of forming thereof |
| US6689466B2 (en) | 2000-09-21 | 2004-02-10 | Outlast Technologies, Inc. | Stable phase change materials for use in temperature regulating synthetic fibers, fabrics and textiles |
| US6855422B2 (en) | 2000-09-21 | 2005-02-15 | Monte C. Magill | Multi-component fibers having enhanced reversible thermal properties and methods of manufacturing thereof |
| US7160612B2 (en) * | 2000-09-21 | 2007-01-09 | Outlast Technologies, Inc. | Multi-component fibers having enhanced reversible thermal properties and methods of manufacturing thereof |
| WO2002059414A2 (en) | 2001-01-25 | 2002-08-01 | Outlast Technologies, Inc. | Coated articles having enhanced reversible thermal properties and exhibiting improved flexibility, softness, air permeability, or water vapor transport properties |
| US6402982B1 (en) | 2001-04-02 | 2002-06-11 | Energy Storage Technologies Inc. | Phase change composition containing a nucleating agent |
| US9434869B2 (en) | 2001-09-21 | 2016-09-06 | Outlast Technologies, LLC | Cellulosic fibers having enhanced reversible thermal properties and methods of forming thereof |
| WO2008116020A2 (en) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Outlast Technologies, Inc. | Articles having enhanced reversible thermal properties and enhanced moisture wicking properties to control hot flashes |
| US9102857B2 (en) * | 2008-03-02 | 2015-08-11 | Lumenetix, Inc. | Methods of selecting one or more phase change materials to match a working temperature of a light-emitting diode to be cooled |
| JP5338699B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2013-11-13 | 株式会社デンソー | 蓄熱装置 |
| GB201315098D0 (en) | 2013-08-23 | 2013-10-09 | Sunamp Ltd | Strontium Bromide Phase Change Material |
| WO2016116406A1 (de) | 2015-01-21 | 2016-07-28 | Basf Se | Gasdruckbehälter enthaltend ein gas, ein latentwärmespeichermaterial und einen porösen feststoff |
| US20180156546A1 (en) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Najih Naser | Thermal Energy storage system with enhanced transition array |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4272390A (en) * | 1979-01-12 | 1981-06-09 | The Dow Chemical Company | Hydrated CaCl2 reversible phase change compositions with nucleating additives |
| JPS57170977A (en) * | 1981-04-15 | 1982-10-21 | Dow Chemical Co | Reversible phase transfer composition of calcium chloride hexahydrate and potassium chloride |
| JPS57180684A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Heat accumulating material |
| US4637888A (en) * | 1983-06-15 | 1987-01-20 | The Dow Chemical Company | Reversible phase change composition for storing energy |
| JPS60263060A (ja) * | 1984-06-12 | 1985-12-26 | 日立造船株式会社 | 反応熱回収方法 |
-
1986
- 1986-08-08 US US06/894,592 patent/US4690769A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-07-28 CA CA000543117A patent/CA1295475C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-03 DE DE8787111171T patent/DE3771142D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-03 EP EP87111171A patent/EP0255928B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-03 ES ES87111171T patent/ES2022226B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-08-04 JP JP62195151A patent/JP2529974B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-06 KR KR1019870008611A patent/KR900004706B1/ko not_active Expired
- 1987-08-06 KR KR1019870008615A patent/KR880002971A/ko not_active Withdrawn
- 1987-08-07 DK DK413887A patent/DK164113C/da not_active IP Right Cessation
- 1987-08-07 FI FI873441A patent/FI84277C/fi not_active IP Right Cessation
- 1987-08-07 NO NO873312A patent/NO175378C/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK413887D0 (da) | 1987-08-07 |
| DK164113C (da) | 1992-10-12 |
| FI873441L (fi) | 1988-02-09 |
| FI873441A0 (fi) | 1987-08-07 |
| EP0255928B1 (en) | 1991-07-03 |
| US4690769A (en) | 1987-09-01 |
| KR880002971A (ko) | 1988-05-12 |
| NO175378C (no) | 1994-10-05 |
| CA1295475C (en) | 1992-02-11 |
| NO175378B (no) | 1994-06-27 |
| JP2529974B2 (ja) | 1996-09-04 |
| KR900004706B1 (ko) | 1990-07-02 |
| KR880003214A (ko) | 1988-05-14 |
| JPS6343992A (ja) | 1988-02-25 |
| FI84277B (fi) | 1991-07-31 |
| DK413887A (da) | 1988-02-09 |
| NO873312L (no) | 1988-02-09 |
| FI84277C (fi) | 1991-11-11 |
| ES2022226B3 (es) | 1991-12-01 |
| EP0255928A1 (en) | 1988-02-17 |
| DE3771142D1 (de) | 1991-08-08 |
| NO873312D0 (no) | 1987-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK164113B (da) | Hydratiseret calciumbromidholdigt materiale, der reversibelt kan aendre fase fra fast til flydende | |
| NO159939B (no) | Varmelagringsmateriale med reversibel flytende/fast-faseforandring og anvendelse derav. | |
| US4637888A (en) | Reversible phase change composition for storing energy | |
| Lane | Phase change materials for energy storage nucleation to prevent supercooling | |
| KR840000576B1 (ko) | 고온 및 저온 저장 조성물 | |
| JP2581708B2 (ja) | 熱エネルギ貯蔵組成物 | |
| Zhang et al. | Low-cost magnesium-based eutectic salt hydrate phase change material with enhanced thermal performance for energy storage | |
| EP0105059B1 (en) | Reversible phase change compositions of calcium chloride hexahydrate with a potassium salt | |
| US4406806A (en) | Thermal energy storage | |
| US4280553A (en) | System and process for storing energy | |
| KR910007090B1 (ko) | 에너지 저장을 위한 가역성 상이전조성물 | |
| AU2020101016A4 (en) | Reversible Liquid/Solid Phase Change Composition | |
| US4603003A (en) | Thermal energy storage | |
| EP0807150B1 (en) | Reversible hydrated magnesium chloride phase change compositions for storing energy | |
| Kannan et al. | The Effects of Nucleating Agents on Phase Transition of a Salt Hydrate Phase-Change Material for Thermal Energy Storage Heat Exchangers | |
| NO155972B (no) | Blanding med reversibel flytende/fastfaseforandring av hydratisert mgcl2 og kimdannende additiv. | |
| Pálffy et al. | Thermal properties of a heat storage device containing sodium acetate trihydrate | |
| NO159178B (no) | Reversibelt vaeske/faststoffaseforandringsmateriale og anvendelse derav. | |
| WO2005017064A1 (en) | Reversible liquid/solid phase change composition | |
| JPH0792307B2 (ja) | 氷蓄熱装置 | |
| DK157033B (da) | Reversibelt vaeske/faststof-faseaendringsmiddel og anvendelse deraf | |
| JPH1135930A (ja) | 潜熱蓄冷材 | |
| NZ202168A (en) | Reversible liquid/solid phase change composition:heat storage device | |
| JPS58149979A (ja) | 蓄熱材組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |
Country of ref document: DK |