Теплоаккумулирующий состав

Изобретение относится к теплоаккумулирующим составам, которые могут быть использованы для поддержания заданного интервала температур и предназначены для использования в теплотехнике. Теплоаккумулирующий состав включает (в мас.%) фторид лития (9,80-10,10), сульфат лития (66,20-67,10), хлорид натрия (22,80-23,90) и имеет работоспособность в интервале температур 447-451°C. Изобретение обеспечивает разработку состава, способного запасать и высвобождать тепловую энергию при 447-451°C, и повышение его теплоаккумулирующей способности. 1 табл., 1 ил., 3 пр.

 

Предлагаемое изобретение посвящено разработке теплоаккумулирующих составов на основе сульфатов, фторидов и хлоридов лития и натрия, которые могут быть использованы для поддержания заданного интервала температур, представляющих интерес для теплотехники.

Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий фториды лития, натрия, стронция и магния, для которого температура плавления соответствует 600-605°C [1].

1. Вердиев Н.Н., Вердиева З.Н., Мустафаев Н.А., Магомедова Х.Г. Теплоаккумулирующий состав. Патент РФ №2458096 от 10.08.2012. Бюл. №22.

Однако этот состав можно использовать для поддержания постоянной температуры при 600-605°C.

Также известен состав, содержащий фториды лития, натрия, калия и хлорид калия. Фазовая диаграмма системы K, Li, Na // F, Cl изучена [2-4].

2. Бергман А.Г., Березина С.И., Бакумская Е.А. ЖНХ, 1963. Т. 8. С. 2144.

3. Бергман А.Г., Козаченко Е.Л., Керонян В.В. ЖНХ. Т. 13. С. 1670.

4. Керонян В.В., Козаченко Е.Л., Бергман А.Г. ЖНХ. 1970. Т. 15. С. 3320.

Теплофизические характеристики данного состава определены в [5].

5. Васина Н.А., Грызлова Е.С., Коробов В.А., Кондратенков В.М., Нахшин М.Ю., Труш Ф.Ф. А.с. СССР. №1102800 от 15.07.1984. Бюл. №26.

По данным [1-3] состав в стабильном тетраэдре LiF - NaF - KF - KCl системы K, Li, Na // F, Cl эвтектический, эвтектика плавится при 440°C и содержит экв.%: LiF - 44; NaF - 11,1; KF - 42; KCl - 2,9.

По данным [5] этот состав поддерживает температуру при 440-448°C.

Проведенные нами дополнительные исследования показывают, что предложенный в А.с. СССР, №1102800 состав начинает кристаллизоваться при 437°C, результаты проведенных нами исследований приложены (рис.1).

Наиболее близким по составу к рассматриваемому образцу является композит, содержащий фторид, хлорид, сульфат и молибдат лития [6]. Температура плавления указанной смеси 402-404°C, удельная энтальпия плавления 296-312 Дж/г.

6. Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Кондратюк И.М., Прохоров А.Е., Максимов А.Е. Патент РФ №2272822 от 27.03.2006, Бюл. №9.

Однако этот состав поддерживает температуру при 402-404°C и низкая удельная энтальпия плавления (312 Дж/г).

Задача изобретения - разработка состава, способного запасать и высвобождать тепловую энергию при 447-451°C, и повышение теплоаккумулирующей способности.

Достижение технического результата связано с обеспечением работоспособности теплоаккумулирующей смеси с высокой удельной энтальпией плавления в интервале температур 447-451°C.

Технический результат достигается тем, что в теплоаккумулирующий состав, включающий фторид лития и сульфат лития, дополнительно введен хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

LiF 9,80÷10,10
Li2SO4 66,20÷67,10
NaCl 22,80÷23,90

Примеры конкретного исполнения

Температуры фазовых переходов и удельные энтальпии плавления определялись на установке синхронного термического анализа STA 449 F3 Phoenix, фирмы Netzsch, предназначенной для работы в интервале температур от комнатной до 1500°C, в атмосфере инертных газов. В качестве инертного газа использован аргон. Квалификации солей: LiF; Li2SO4; NaCl - «х.ч.».

Пример 1. 0,0198 г (9,9 мас.%) LiF+0,1324 г (66,2 мас.%) Li2SO4+0,0478 г (23,9 мас.%) NaCl. Температура плавления сплава 447°C, энтальпия плавления 460 Дж/г.

Пример 2. 0.0196 г (9,80 мас.%) LiF+0.1326 г (66,30 мас.%) Li2SO4+0,0478 г (23,90 мас.%) NaCl. Температура плавления сплава 449°C, энтальпия плавления 456 Дж/г.

Пример 3. 0,0202 г (10,10 мас.%) LiF+0,1342 г (67,10 мас.%) Li2SO4+0,0456 г (22,80 мас.%) NaCl. Температура плавления сплава 451°C, энтальпия плавления 454 Дж/г.

На рис. 1 представлена термограмма эвтектического состава (экв. %: LiF - 44; NaF - 11,1; KF - 42; KCl - 2,9) системы Li, Na, K // F, Cl;

За пределами указанных концентраций температура плавления возрастает и снижается удельная энтальпия плавления, нарушается однофазность, что приводит к неравномерному тепловыделению.

Данные по сравнению некоторых теплофизических свойств прототипа и предлагаемого состава приведены в таблице.

Из результатов таблицы видно, что предлагаемый состав обеспечивает работоспособность теплового аккумулятора в диапазоне температур 447-451°C, с удельной энтальпией фазового перехода 460 Дж/г, что на 148 Дж/г выше по сравнению с прототипом.

Теплоаккумулирующий состав, включающий фторид лития и сульфат лития, отличающийся тем, что дополнительно содержит хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фторид лития 9,80÷10,10
Сульфат лития 66,20÷67,10
Хлорид натрия 22,80÷23,90

и имеет работоспособность в интервале температур 447-451°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к парафиновому воску, полученному способом Фишера-Тропша. Полученный способом Фишера-Тропша парафиновый воск содержит парафины, имеющие от 9 до 24 атомов углерода, имеет температуру плавления в диапазоне от 15 до 32°С, количество полученных способом Фишера-Тропша парафинов, имеющих от 16 до 18 атомов углерода, составляет в нем по меньшей мере 85% масс.

Изобретение относится к композиционному материалу для термического накопителя энергии с термопластичным материалом, а также к способу получения такого композиционного материала.

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.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих галогениды щелочных металлов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих, фазопереходных материалов.

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.

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.

Изобретение относится к материалу с обратными фазами, позволяющему смягчать температурные колебания, например, в строениях, облицовках, транспортных контейнерах и внутренних помещениях автомобилей.

Изобретение относится к тепловому аккумулятору, в частности к тепловому аккумулятору для регулирования теплового состояния устройства, установленного в космическом аппарате.
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.

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.

Изобретение относится к устройству для ингаляции, включающему источник тепла. В качестве источника тепла предлагается состав на основе тригидрата ацетата натрия (SAT), выполненный с возможностью нагрева содержащегося в устройстве нагреваемого материала. Состав содержит SAT, кинетический ингибитор и растворитель. SAT способен испускать тепло при кристаллизации переохлажденной жидкости. Кинетический ингибитор предназначен для уменьшения вероятности самопроизвольного или непреднамеренного фазового перехода SAT. Кинетический ингибитор выбран из натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, желатина, этилцеллюлозы, полиэтиленгликоля, ксантановой камеди, глицерина, мочевины, полисорбата 20, полисорбата 80, полиакриловой кислоты, пирофосфата натрия, полиакриламида, пуллулана, поливинилового спирта и поливинилацетата. Изобретение обеспечивает повышение стабильности состава и снижение возможности переохлажденной жидкости к спонтанной кристаллизации. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 8 пр.

Изобретение относится к теплоаккумулирующим составам, которые могут быть использованы для поддержания заданного интервала температур и предназначены для использования в теплотехнике. Теплоаккумулирующий состав включает фторид лития, сульфат лития, хлорид натрия и имеет работоспособность в интервале температур 447-451°C. Изобретение обеспечивает разработку состава, способного запасать и высвобождать тепловую энергию при 447-451°C, и повышение его теплоаккумулирующей способности. 1 табл., 1 ил., 3 пр.

Наверх