Теплоаккумулирующий состав

Авторы патента:

C09K5/06 - изменение состояния происходит от жидкого к твердому или наоборот

Владельцы патента RU 2495900:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, применяемых в качестве энергоемких материалов в тепловых аккумуляторах. Теплоаккумулирующий состав содержит 3,0-3,4 мас.% фторида натрия и 96,6-97,0 мас.% вольфрамата натрия. По сравнению с известными аналогичными теплоаккумулирующими составами предложенный состав обеспечивает работоспособность в тепловом аккумуляторе на двух уровнях температур: при 632-645°C и 576-589°C с суммарной удельной энтальпией 200-207 Дж/г и повышенной на 50-57 кДж/кг удельной энтальпией фазовых переходов. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих галогениды и вольфраматы щелочных элементов.

Известен теплоаккумулирующий состав, включающий индивидуальное вещество - вольфрамат натрия однако рабочая температура состава 696°C и сравнительно низкая удельная энтальпия плавления - 107 кДж/кг (Термические константы веществ. Под ред. Глушко В.П.. Вып. X, Ч.1. М.: ВИНИТИ, 1981. - 300 с.).

Известен теплоаккумулирующий состав, который включает индивидуальное вещество - фторид натрия, однако это вещество при высокой энтальпии плавления 796 кДж/кг (Термические константы веществ. Под ред. Глушко В.П.. Вып. Х, 4.1. М.: ВИНИТИ, 1981. - 300 с.) обеспечивает температуру работоспособности теплового аккумулятора при 996°C.

Известен также эвтектический состав системы NaF-Na₂MoO₄ (Справочник по плавкости солевых систем. T.1 // Под ред. Воскресенской Н.К. М. - Л.: Изд-во АН СССР 1961. 708 с.). Энтальпия плавления при рабочей температуре 611°C составляет 150 кДж/кг.

Наиболее близким по составу ингредиентов является система NaF-Na₂WO₄ (Морозова и др. Физико-химический анализ одно- и двухкомпонентных систем из фторидов, хлоридов, вольфроматов натрия, стронция и бария. - Тезисы докладов XXXIII научной конференции. - Самара, 2007. С.162-163). Однако в тезисах докладов не приводятся теплофизические характеристики (удельная энтальпия плавления эвтектического состава и расположенных вблизи него составов, а также суммарная энтальпия полиморфных переходов и энтальпии плавления). Кроме того, нет данных о работе теплоаккумулирующего состава при температурах 632…645°C и 576…589°C.

Настоящее изобретение обеспечивает работу состава на двух температурных уровнях 632…645°C и 576…589°C.

Новизна заявляемого состава по сравнению с известным, заключается в том, что теплоаккумулирующий состав аккумулирует тепло на двух температурных уровнях с суммарной удельной энтальпией плавления и полиморфных переходов 200-207 Дж/г в следующем диапазоне концентраций компонентов, мас.%:

фторид натрия	3.0…3.4
вольфрамат натрия	96.6…97.0

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1.

В электропечи шахтного типа переплавляют безводные соли квалификации «чда» (NaF, Na₂WO₄) фторида натрия 0.030 г (3.0 мас.%) +0.970 г (97.0 мас.%) вольфрамата натрия.

Температура плавления смеси 645°C. Температура полиморфных переходов 576…589°C.

Удельная энтальпия плавления и полиморфных переходов рассчитывалась по формуле:

$Δ_{m} H_{E} = Δ_{t} H_{э т} \frac{S_{E}}{S_{э т}} \cdot \frac{T_{E}}{T_{э т}}$ , кДж/кг,

где Δ_tH_E - удельная энтальпия фазового перехода вещества, близкого по температуре фазового перехода к исследуемому составу, кДж/кг; S_E, S_эт - площади пиков дифференциальных кривых, отвечающих плавлению эвтектического состава и фазовому переходу эталонного вещества соответственно; Т_е, Т_эт - температуры плавления эвтектического состава и фазового перехода эталонного вещества соответственно, К. Окончательное значение энтальпии находили как среднее трех измерений. В качестве эталонного вещества взят хлорид лития (температура плавления 610°C, удельная энтальпия плавления 408.9 кДж/кг).

Суммарная удельная энтальпия плавления эвтектики и полиморфных переходов равна 200 кДж/кг (117+83 кДж/кг соответственно).

Пример 2.

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «чда» (NaF, Na₂WO₄) фторида натрия 0.032 г (3.2 мас.%) +0.968 г (96.8 мас.%) вольфрамата натрия.

Температура плавления смеси 632°C.

Суммарная удельная энтальпия плавления эвтектики и полиморфных переходов равна 207 кДж/кг (121+86 соответственно).

Пример 3.

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «чда» (NaF, Na₂WO₄) фторида натрия 0.034 г (3.4 мас.%) +0.966 г (96.6 мас.%) вольфрамата натрия.

Температура плавления смеси 642°C. Температуры полиморфных переходов 576…589°C.

Суммарная удельная энтальпия плавления эвтектики и полиморфных переходов равна 202 кДж/кг (119+83 соответственно).

За заявляемыми пределами нарушается однофазность состава, что приводит к неравномерному тепловыделению.

Пример 4.

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «чда» (NaF, Na₂WO₄) фторида натрия 0,026 г (2.6 мас.%) +0.974 г (97.4 мас.%) вольфрамата натрия.

Температура плавления смеси 651°C.

Суммарная удельная энтальпия плавления эвтектики и полиморфных переходов равна 195 кДж/кг (115+80 соответственно).

Пример 5.

В условиях примера 1 переплавляют безводные соли квалификации «чда» (NaF, Na₂WO₄) фторида натрия 0,038 г (3.8 мас.%) +0.962 г (96.2 мас.%) вольфрамата натрия.

Температура плавления смеси 646°C.

Суммарная удельная энтальпия плавления эвтектики и полиморфных переходов равна 193 кДж/кг (113+80 соответственно).

В таблице приведены сравнительные характеристики свойств заявляемого состава и состава, выбранного в качестве прототипа.

Составы	Состав смеси, мас.%	Суммарная удельная энтальпия плавления, кДж/кг	Температура фазового перехода, °C
NaF,	Na₂WO₄
Прототип	3.2	96.8	-	632
Предлагаемый
1	3.0	97.0	200	645 и 589…576
2	3.2	96.8	207	632 и 589…576
3	3.4	86.6	202	642 и 589…576

Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав обеспечивает работоспособность в тепловом аккумуляторе в диапазоне температур 632…645°C и 576…589°C с суммарной удельной энтальпией фазовых переходов 200…207 кДж/кг.

Теплоаккумулирующий состав, включающий фторид натрия и вольфрамат натрия, отличающийся тем, что для обеспечения работоспособности на двух температурных уровнях 632-645°C и 576-589°C с суммарной удельной энтальпией 200-207 Дж/г взято следующее соотношение компонентов, мас.%:

фторид натрия	3,0-3,4
вольфрамат натрия	96,6-97,0

Похожие патенты:

Теплоаккумулирующий состав // 2492206

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов. .

Холодоаккумулирующий материал // 2488620

Изобретение относится к холодоаккумулирующему материалу, который может быть использован в термостабилизирующих устройствах в приборостроении и оптоэлектронике, в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов, пищевых продуктов.

Холодоаккумулирующий материал // 2485157

Изобретение относится к разработке холодоаккумулирующих материалов, применяемых в термостабилизирующих устройствах, например в оптоэлектронике, в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов.

Теплоаккумулирующий состав // 2478115

Изобретение относится к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих фториды, бромиды и хроматы щелочных элементов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих веществ.

Теплоаккумулирующий состав // 2462497

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к теплоаккумулирующим составам, используемым в тепловых аккумуляторах и в устройствах теплотехники. .

Теплоаккумулирующий состав // 2458096

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к теплоаккумулирующему составу, который может быть использован в тепловых аккумуляторах и в устройствах для поддержания постоянной температуры.

Многокомпонентные волокна // 2444583

Изобретение относится к многокомпонентным волокнам, содержащим материал фазового превращения, к текстильным материалам, тканям и к впитывающим изделиям, содержащим многокомпонентные волокна.

Теплоаккумулирующий материал теплового аккумулятора для поддержания пусковой температуры двс строительной машины // 2430262

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к составам теплоаккумулирующих материалов, используемых в тепловых аккумуляторах. .

Полимерная композиция, содержащая теплоаккумулирующий материал с изменяющимся фазовым состоянием, процесс для производства такой композиции и продукт, в который включена такая композиция // 2415899

Изобретение относится к материалам с изменяющимся фазовым состоянием (PCMs), обладающим свойством трансформироваться при поглощении тепла из твердой или полутвердой фазы в жидкую фазу и, при испускании того же количества тепла, трансформироваться из жидкой фазы обратно в твердую фазу.

Теплоаккумулирующий состав // 2405019

Изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, содержащему фторид стронция 2,3-2,7 мас.%, хлорид стронция 65,9-66,4 мас.%, хлорид натрия 22,3-22,8 мас.%, вольфрамат стронция 8,5-9,0 мас.%.

Холодоаккумулирующий материал // 2500709

Изобретение относится к холодоаккумулирующему материалу, который может быть использован в термостабилизирующих устройствах в приборостроении и оптоэлектронике; в термоконтейнерах для транспортировки и хранения медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов. Холодоаккумулирующий материал включает, мас.%: 9,0-10,5 NH4Cl; 8,5-10,5 KCl и остальное Н2О. Технический результат: обеспечение стабилизации температуры минус 18±0,5°С, высокой теплоты плавления 285±5 кДж/кг, сохранения своих свойств в герметично закрытых емкостях при неограниченном количестве циклов плавления-кристаллизации и времени. 1 табл., 3 пр.

Теплоаккумулирующий состав // 2514193

Настоящее изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, включающему фторид лития, бромид лития, бромид калия, при этом для расширения диапазона концентраций с низкой температурой плавления в состав теплоаккумулирующего состава был добавлен молибдат лития, при следующем отношении компонентов, мас.%: Бромид лития 52,75 Бромид калия 45,03 Молибдат лития 0,87 Фторид лития остальное Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работы при температуре 318 °С в качестве теплоаккумулирующего состава. 5пр., 1 табл.

Низкоплавкая теплоаккумулирующая солевая смесь // 2524959

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплоаккумулирующей солевой смеси. Теплоаккумулирующая смесь содержит 72,5-73,1 мол.% хлорида лития и 26,9-27,5 мол.% карбоната стронция. Смесь обладает малой коррозионной активностью, работоспособностью в интервале 410-412°С и высокой плотностью, что обеспечивает повышение удельной теплоемкости и количества аккумулируемого тепла в объеме материала. 10 ил., 7 табл., 2 пр.

Листовой конструкционный элемент из композиционного материала // 2531347

Изобретение относится к листовому конструкционному элементу из композиционного материала, используемого в жилищном и промышленном строительстве для большепролетных крыш и фасадов, в качестве сэндвичных элементов конструкции в холодильных складах, в секционных воротах, в офисных сооружениях мобильного типа или в производстве жилых вагончиков. Листовой конструкционный элемент содержит два металлических покрывающих слоя, слой жесткого пенополиуретана и слой плотного полиуретана, который содержит микрокапсулы с ядром из материала со скрытым аккумулированием тепла. Причем оболочка микрокапсул образована полимеризацией in situ из одного или нескольких мономеров (мономеров I), выбранных из группы, включающей сложные алкиловые эфиры акриловой и/или метакриловой кислот с числом атомов углерода в алкиле от 1 до 24, акриловую кислоту, метакриловую кислоту и малеиновую кислоту. Кроме того, полимеры оболочки капсул, предпочтительно, содержат встроенными в полимер, по меньшей мере, 10 мас.%, но не более 70 мас.% одного или нескольких би- или полифункциональных мономеров, которые являются нерастворимыми или плохо растворимыми в воде (мономеры II), в пересчете на общую массу мономеров. Кроме того, полимеры могут содержать, встроенные в полимер до 40 мас.% других мономеров III, отличных от мономеров I и II. Листовые конструкционные элементы по изобретению обладают улучшенной механической стабильностью, в частности улучшенным показателем длины пролета. Кроме того, сооружения, изготовленные из них, обеспечивают улучшенный климат. 6 з.п. ф-лы, 2 пр.

Тепловой аккумулятор и способ его изготовления // 2536955

Изобретение относится к тепловому аккумулятору, в частности к тепловому аккумулятору для регулирования теплового состояния устройства, установленного в космическом аппарате. Также изобретение относится к способу изготовления такого теплового аккумулятора. Аккумулятор содержит сотовый конструкционный элемент (3) с множеством ячеек. Каждая из ячеек заполнена капсулами, вмещающими теплоаккумулирующий материал, и теплопроводящим наполнителем, содержащим теплопроводящий материал и адгезивное вещество и имеющим теплопроводность в диапазоне от 5 до 20 Вт/(м·К). Аккумулятор изготовлен путем введения исходного материала (2), представляющего собой смесь капсул и теплопроводящего наполнителя, в контакт с сотовым конструкционным элементом (3) с закрытием по меньше мере одной поверхности расположения отверстий ячеек элемента (3), прессования исходного материала под давлением 4-10 МПа, заполнения каждой ячейки материалом (2) и затвердевания теплопроводящего наполнителя после заполнения ячеек. В результате может быть получен легкий и недорогой тепловой аккумулятор, обладающий благоприятной теплопроводностью. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

Материалы, включающие матрицу, и способ их изготовления // 2540581

Изобретение относится к материалу с обратными фазами, позволяющему смягчать температурные колебания, например, в строениях, облицовках, транспортных контейнерах и внутренних помещениях автомобилей. Материал с обратными фазами включает матричный материал, включающий множество уретановых, и/или мочевинных, и/или изоциануратных групп и имеющий содержание жестких блоков более чем 75% (далее называется «матрица A»); и полимерный материал, который 1) не содержит группы, способные к образованию уретановых, мочевинных или изоциануратных групп в реакции с изоцианатной группой, 2) проявляет фазовое превращение согласно измерениям методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) в температурном интервале от -10°C до +60°C с энтальпией ΔHm, составляющей, по меньшей мере, 87 кДж/кг, 3) глубоко проникает в указанную матрицу A, и 4) имеет среднюю молекулярную массу более чем 700 и включает, по меньшей мере, 50 мас.% оксиалкиленовых групп в расчете на массу данного материала, причем, по меньшей мере, 85% оксиалкиленовых групп представляют собой оксиэтиленовые группы (далее называется «полимерный материал B»); причем количественное соотношение указанной матрицы A и указанного полимерного материала B, в расчете на массы, составляет от 15:85 до 75:25; а также к способу получения указанного материала. Изобретение позволяет создать материал с хорошими фазовыми превращениями и хорошими свойствами выравнивания температуры. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2555369

Изобретение относится к расплавляемому электролиту для химического источника тока, включающему бромид, метаванадат, молибдат калия. При этом электролит дополнительно содержит молибдат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: бромид калия 6,4-7,4, метаванадат калия 64,6-66,8, молибдат калия 15,5-16,7, молибдат лития 11,3-12,2. Предложенный электролит обладает низкими удельной энтальпией и температурой плавления. 4 пр.

Теплоаккумулирующий материал // 2567921

Изобретение относится к теплоаккумулирующим материалам, широко применяемым в электронной и холодильной технике, в термостабилизирующих устройствах, в быту. Теплоаккумулирующий материал включает 4,5-6,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого цинка, 10,5-14,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого никеля, 16,5-18,5 мас.% кристаллогидрата азотнокислого магния и до 100 мас.% кристаллогидрата азотнокислого лития. Указанный теплоаккумулирующий материал имеет работоспособность в интервале температур +25,5±0,5°C. Технический результат изобретения - уменьшение величины переохлаждения кристаллогидратной эвтектической системы. 1 табл., 3 пр.

Теплоаккумулирующий состав // 2605989

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих галогениды щелочных металлов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих, фазопереходных материалов. Состав содержит мас.%: LiF - (27,4÷28,0); NaF – (38,0÷38,8); KCl - (33,8÷34,0). Состав обеспечивает работоспособность теплового аккумулятора в интервале температур 591-595°C, на 85-105 Дж/г выше удельная энтальпия плавления. 1 табл., 3 пр.

Расплавляемый электролит для химического источника тока // 2612721

Изобретение относится к области электротехнической промышленности, в частности к разработке составов, включающих бромиды, метаванадаты, молибдаты калия и лития, которые применяются в качестве расплавляемых электролитов в химических источниках тока. Состав содержит бромид калия и метаванадат лития. Введено соединение LiKMoO4, состоящее из молибдатов калия и лития. Изобретение обеспечивает снижение удельной энтальпии и температуру плавления в электролите. 1 табл., 4 пр.