Теплоаккумулирующий состав
Владельцы патента RU 2357995:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к теплоаккумулирующему составу, включающему н-ундекан 90,3-91,7 мас.% и 8,3-9,7 мас.% н-пентадекан. Технический результат - обеспечение эффективной работы теплового аккумулятора при низких температурах в диапазоне -29,5÷-28,5°С, наличие теплового эффекта при переходе α/β-н-С11Н24 обеспечивает работоспособность при температуре -36,6°С. 1 табл.
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих н-алканы, применяемых их в тепловых аккумуляторах, входящих в системы теплоснабжения и терморегулирования.
Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий н-пентадекан (100% (мас.)). Температура плавления вещества 9,9°С, удельная энтальпия плавления Дж/г (Татевский В.М. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов. - М.: Гостоптехиздат, 1960. 412 с.).
Достаточно высокая температура плавления не позволяет использовать этот состав для поддержания рабочей температуры в интервале -29,5°С÷-28,5°С, что приводит к сбою в работе низкотемпературного теплового аккумулятора при отрицательных температурах и к низкой эффективности отопительной системы в целом.
Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий н-ундекан (100% (мас.)), имеющий температуру плавления -25,6°С (Татевский В.М. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов. М.: Гостоптехиздат, 1960. 412 с.).
Температура плавления не позволяет использовать этот состав для поддержания рабочей температуры и получения тепла в интервале -29,5°С÷-28,5°С, что приводит к низкой эффективности работы теплового аккумулятора.
Задачей авторов является создание такого теплоаккумулирующего состава, который бы обеспечивал эффективную работу теплового аккумулятора при низких рабочих температурах. Настоящее изобретение обеспечивает работу состава в качестве теплоаккумулирующего материала в интервале температур -29,5°С÷-28,5°С.
Технический результат достигается тем, что теплоаккумулирующий состав, включающий н-ундекан, дополнительно содержит н-пентадекан при следующем соотношении компонентов, % (мас.):
| н-ундекан | 90,3-91,7 |
| н-пентадекан | 8,3-9,7 |
Примеры конкретного исполнения.
В микрокалориметре ДСК плавят н-алканы - вещества заводского типа квалификации «Ч».
Пример 1. 0,0183 г (91,7% (мас.)) н-ундекана + 0,0017 г (8,3% (мас.)) н-пентадекана. Температура плавления смеси - 29,2°С. Удельная энтальпия плавления 120,6 Дж/г.
Пример 2. 0,0183 г (91,0% (мас.)) н-ундекана + 0,0018 г (9,0% (мас.)) н-пентадекана. Температура плавления смеси -29,5°С. Удельная энтальпия плавления 124,5 Дж/г.
Пример 3. 0,0190 г (90,3% (мас.)) н-ундекана + 0,0020 г (9,7% (мас.)) н-пентадекана. Температура плавления смеси -29,0°С. Удельная энтальпия плавления смеси 122,4 Дж/г.
Пример 4. За заявляемыми пределами: 0,0185 г (92,5% (мас.)) н-ундекана + 0,0015 г (7,5% (мас.)) н-пентадекана. Температура плавления смеси -28,5°С. Удельная энтальпия плавления 121,5 Дж/г.
Пример 5. За заявляемыми пределами: 0,0179 г (89,3% (мас.)) н-ундекана + 0,0021 г (10,7% (мас.)) н-пентадекана. Температура плавления смеси -28,6°С. Удельная энтальпия плавления 121,3 Дж/г.
За пределами указанных концентрационных интервалов повышается температура плавления, и процесс выделения тепла становится неравномерным (нарушается однофазность состава).
В таблице приведены сравнительные характеристики физико-химических свойств предлагаемого состава и состава-прототипа.
| Таблица | ||||
| Составы | Состав смеси, % (мас.) | Удельная энтальпия плавления, Дж/г | Температура плавления, °С | |
| н-ундекан | н-пентадекан | |||
| Прототип | 100 | - | 142,4 | -25,6 |
| Предлагаемый состав | ||||
| 1 | 91,7 | 8,3 | 120,6 | -29,2 |
| 2 | 91,0 | 9,0 | 124,5 | -29,5 |
| 3 | 90,3 | 9,7 | 122,4 | -29,0 |
Из результатов работы видно, что предлагаемый состав имеет существенные преимущества по сравнению с прототипом: обеспечивает работоспособность смеси в тепловом аккумуляторе в диапазоне температур -29,5÷-29,0°С. Кроме того, наличие теплового эффекта при переходе α/β-н-С11Н24 обеспечивает работоспособность при температуре -36,6°С (удельная энтальпия фазового перехода 13,0 Дж/г), что дает возможность получения дополнительного тепла.
Теплоаккумулирующий состав, включающий н-ундекан, отличающийся тем, что дополнительно содержит н-пентадекан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| н-ундекан | 90,3-91,7 |
| н-пентадекан | 8,3-9,7 |
