Теплоаккумулирующий состав и способ его получения

 

Изобретение относится к теплоаккумулирующим составам и способам их получения для использования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, с температурой фазового превращения 20-24°С. Целью изобретения является повышение удельной энергоемкости, снижение затрат на изготовление состава. Состав содержит, мас.%: 40-77 сульфата натрия декагидрата

10-25 нитрата калия

10-30 шлакощелочного вяжущего

3-5 тетрабората натрия декагидрата. В качестве шлакощелочного вяжущего используют фосфорный шлак 60-75 мас.% и 50%-ный раствор силиката натрия в воде 25-40% мас.%. Состав готовят путем последовательного смешения компонентов, охлаждения и схватывания массы. После схватывания массу расплавляют и добавляют при перемешивании тетраборат натрия декагидрат , который распределяют равномерно по всему объему. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 С 09 К 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4179220/31-26 (22) 09.01.87 (46) 15.04.89.Бюл. Р 14 (71) Алма-Атинский архитектурностроительньIй институт и Московский инженерно-строительный институт им.В.В.Куйбышева (72) В.Н.Богословский, P.P. 1oíàñûïîâ, К.В.Хон, В.А.огай и Э.М.Осодоева (53) 662.99 (088 ° 8) (56) Патент С111А 1« 4277357, кл. С 09 К 5/06, 1981. (54) ТЕПЛОАККУМУЛИРУ10111ИЙ СОСТАВ И

СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к теплоаккумулирующим составам и способам ) их получения для использования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха с температурой фазового

Изобретение относится к теплоакуумулирующим составам и способам . их получения для использования преимущественно в системах вентиляции и кондиционирования воздуха с темпера— о турой фазового превращения 20-24 С.

Цель изобретения — повышение удельной энергоемкости, снижение затрат на изготовление состава, Состав получают следующим образом.

Смешивают 10,0 г сульфата натрия, 6,0 r нитрата калия, 3,0 r фосфорного шлака. Смесь затворяют водой в количестве 12,7 г, необходимой для образования 22,7 г сульфата натрия

„„SU„„1472472 А1 превращения 20-24 С. Целью изобретения является повышение удельной энергоемкости, снижение затрат на изготовление состава. Состав содержит, мас.X 40-77 сульфата натрия декагидрата; 10-25 нитрата калия; 10-30 шлакощелочного вяжущего; 3-5 тетрабората натрия декагидрата буры

В качестве шлакощелочного вяжущего . используют фосфорный шлак 60-75 мас.7. и 50Х-ный раствор силиката натрия в воде 25-40 мас.X. Состав готовят путем последовательного смешения компонентов, охлаждения и схватывания массы. После схватывания массу расплавляют и добавляют при перемешиваЮ нии тетраборат натрия декагидрат, который распределяют равномерно по всему объему. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, С:

1 табл. 3 декагидрата (На ВО, ° I OH О) . После (Я чего добавляют 1,28 r 50X-ного раст- «ф вора силиката натрия (жидкое стекло).

Ампулу со смесью помещают в воду с о температурой 8 С. Смесь перемешивают до образования в растворе кристалло-> гидрата стехиометрического состава:

Na БО KN0> ° 10 Н О.. Смесь при этом а становится вязкой и сохраняет свою однородность после прекращения перемешивания. Для того, чтобы шлакощелочное вяжущее схватилось полностью,i смесь выдерживают в течение 8 ч при

16 С (ниже температуры фазового перехода смеси). После чего смесь нагревают до 30 С. При этом кристал1472472 логидрат состава Na S04 KNOT 10 Н 0

2 распадается на исходные соли и воду.

В расплав добавляют при перемешивании тетраборат натрия декагидрат (буру) в количестве 1,01 r.

В качестве сырьевых компонентов шлакощелочного вяжущего используют фосфорный шлак следующего состава, мас.Х: СаО 47,38; Sip 43,73; А1 0з

2,36; Fe>0 0 60; NgO 2,81; SO l 26;

Р О 1,86, жидкое стекло (507.-ный— водный раствор силиката натрия) ос тальное.

Соотношение фосфорного шлака и жидкого стекла выбирается в известных пределах, соответствующих их применению как строительного материала, мас.7:

Фосфорный шлак 60-75 2О

Жидкое стекло . 25-40

По приведенному способу формуют образцы и испытывают по следующим показателям: переохлаждению состава при кристаллизации; доле нерасслоив - 25 шейся части состава; относительной удельной теплоте фазового перехода.

Эти величины являются определяющими при работе аккумуляторов фазового перехода — основных потребителей теп- 3р лоаккумулирующих составов. Переохлаждение и расслоение состава исследуют на экспериментальной установке, включающей стеклянную цилиндрическую ампулу с исследуемым составом, теплообменный блок, источники тепла †. термостаты типа СЖМЛ, регистрирующий прибор КСП4. Датчик температуры — хромель-копелевая термопара, погруженная в состав. Исследования 40 проводят методом термографирования— записью температуры состава через: равные прбмежутки времени при периодическом нагреве и охлаждении ампулы. Расслоение определяют визуально 45 с помощью мерного зонта, погруженного в состав..Граница расслоения хорошо различима, поскольку верхняя часть состава представляет собой прозрачный раствор. Долю нерас- 0 слоившейся части определяют из отношения высоты однородной массы к высоте занимаемой всем объемом состава. Удельную теплоту фазового перехода определяют калориметром, Составы и результаты испытания приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных следует, что оптимальным соотношением шлакощелочного вяжущего является 10-307., так как при значении этой величины больше 30Х становится малой теплота фазового перехода, а при значении меньше 107. — доля нерасслоившейся части состава. Оба эти показателя равноценны по своей значимости.

При оптимальном соотношении (вариант 3) теплота фазового перехода больше в 1,5-2 раза аналогичной величины для прототипа, что существенно повышает эффективность использования состава.

Соотношение кристаллогидрата сульфата натрия, нитрата калия и буры выбирают таким образом, чтобы температура фазового перехода составила

20-24 С при минимальном переохлаждении расплава при кристаллизации.

Значения свойств составов определены при многократных цилических режимах плавления и кристаллизации, поскольку эти составы предназначены для акуумляторов с периодическим нагревом и охлаждением рабочего тела. При этом наибольшее расслоение заканчивается в первых двух-трех циклах, стабилизируясь в дальнейшем.

Способ получения теплоаккумулирующего состава заключается в том, что смешанные ингредиенты (сульфат натрия, нитрат калия и шлак) затворяют водой и жидким стеклом .последовательно, Затем смесь перемешивают с охлаждением до загустевания И, выдерживают до схватывания шлакощелочного вяжущего. После чего предварительно расплавленную массу перемешивают с бурой и помещают в герметичные контейнеры. В способе получения состава предлагается распределить буру по всему объему состава равномерно.

В способе-прототипе равномерное распределение осуществить невозможно ввиду того, что бура существенно замедляет реакцию гидратации цемента. Бура вводится после схватывания шлакощелочного вяжущего в предварительно расплавленную массу и перемешивается. Это позволяет осуществить равномерную кристаллизацию по всему объему состава при его эксплуатации а также упростить технологический цикл sa счет исключения процедур отверстий или формирования дискретных зон в составе и запрессовки в них буры.

1472472

Использование предлагаемого теплоаккумулирующего состава и способа его получения в сравнении с известным позволяет повысить эффективность использования состава в 1,6-2,6 раза за счет равномерного распределения буры по всему объему, и, следовательно, равномерной кристаллизации состава; снизить затраты на его изготовление в результате применения в качестве гелеобразующей добавки шлакощелочного вяжущего и упрощения технологического цикла (исключения процедуры формирования включений буры); использовать отходы производства — шлаки, что является реше,нием важной экономической задачи; освободить для нужд строительства дефицитный материал — цемент, 20

Формула изобретения

1. Теплоаккумулирующий состав, .содержащий сульфат натрия декагидрат, нитрат калия, тетраборат натрия декагидрат и гелеобразующую добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной энергоемкости, снижения затрат на его

Примеры изготовления

Прототип 1

2 3 4 5

58 30 40 58 77 85

18 30 25 18 10 9

32 30 20 10 4

4 8 5 4 3 2

0,98 1,0 1,0 0,98 0,87 0,7

0,3- 0,5

0-2,5

Компоненты, свойства

Сульфат натрия декагидрат Na>SO х1ОН О

Нитрат калия KN0>

Шлакощелочное вяжущее

Портландцемент

Тетраборат натрия декагидрат бура)

Na+B@0 ° 10 Н О

Доля нерасслоившейся части состава

Относительная удельная теплота фазового перехода о

Переохлаждение, С изготовление, в качестве гелеобразующей добавки используют шлакощелочное вяжущее при следующем соотношении к компонентов, мас.%:

Сульфат натрия декагидрат 40-77

Нитрат калия 10-25

Шлакощелочное вяжущее 10-30

Тетраборат натрия декагидрат 3-5

2. Состав по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве шлакощелочного вяжущего используют фосфорный шлак 60-75 мас.%. и 50%-ный раствор силиката натрия в воде (жидкое стекло) 25-40 мас.%

3 ° Способ получения теплоаккумулирующего состава, заключающийся в смешении сульфата натрия, нитрата калия и вяжущего с затворением водой, охлаждении и схватывании массы и последующем добавлении тетрабората натрия декагидрата, о т л и ч а юшийся тем, что смешанные ингре-: диенты после схватывания расплавляют, расплавленную массу перемешивают с тетраборатом натрия декагидратом, который распределяют равномерно по всему объему.

Оэ67 Оэ7 Оэ8 Оэ9 Оэ96

0-1, 0 0-2, 5 0-2, 5 0-2, 5 0-3, 0