Теплоаккумулирующий состав и способ его получения

,М.Осодоева понентов массы. П плавляит я и схватываниявания массу раст при перемешиваия декагидрат, кравномерно пои 1 з,п.ф-лы,хлажд ать ле до ра вля нат тетр й ра пределяит ему. 2 с. ему обтабл. тносится к теп оставам и спос декагидрата (НаВО, 10 НО). После чего добавляют 1,28 г 50-ного раствора силиката натрия (жидкое стекло). Ампулу со смесьи помещают в воду сотемпературой 8 С, Смесь перемешиваютдо образования в растворе кристалло- гидрата стехиометрического состава: Ба БО КИОТ 1 О Н О Смесь при этомастановится вязкой и сохраняет свои однородность после прекращения перемешивания. Для того, чтобы шлакощелочное вяжущее схватилось полностью смесь выдерживают в течение 8 ч при 16 С (ниже температуры фазового перехода смеси). После чего смесь нагревают до 30 С. При этом кристалбрете а акуум их п муще лирующимучения длвенно в с исп ования ентиля и иера -С. ем ельнои эн трат на и став по зом.Смешивают О,6,0 г нитрата калного шлака. Смесв количестве 12,образования 22,7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО 4179220/31-2609.01.8715.04.89.Бил. 9 14Алма-Атинский архитектурнотельнь 1 й институт и Московскиерно-строительный институтВ.КуйбышеваВ.Н.Богословскийон, В.А.огай и Э662.99 (0888)Патент С 111 А У 4277357,09 К 5/06, 1981.(54) ТЕПЛОАККУМУЛИРУ 10111 ИЙ СОСТАВ ИСПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к теплоаккумулируищим составам и способамих получения для использования всистемах вентиляции и кондиционирования воздуха с температурой фазового ондиционирования воздуха с тем урой фазового превращения 20-2Цель изобретения - повышение оемкости, снижениетовление состава,чаит следуищим обра г сульфата натрия, ия, 3,0 г фосйорзатворяит водой г, необходимой для г сульфата натрия 8014724 превращения 20-24 С. Целью изобретения является повышение удельной энергоемкости, снижение затрат на изготовление состава, Состав содержит,мас.Х: 40-77 сульфата натрия декагидрата; 10-25 нитрата калия; 10-30шлакощелочного вяжущего; 3-5 тетрабората натрия декагидрата бурыВ качестве шлакощелочного вяжущего .используют Фосфорный шлак 60-75 мас.7.и 502-ный раствор силиката натрия вводе 25-40 мас.Х. Состав готовят путем последовательного смешения ком 1472472логидрат состава 11 а 804 КИОТ 10 Н О2распадается на исходные соли и воду.В расплав добавляют при перемешиваниитетраборат натрия декагидрат (буру)в количестве 1,01 г.В качестве сырьевых компонентовшлакощелочного вяжущего используютфосфорный шлак следующего состава,мас.Х: СаО 47,38; 810 43,73; А 1 Оз2,36; ГеО 0 60; МяО 2,81; ЯОз 1 26;РО 1,86, жидкое стекло (507-ный -водный раствор силиката натрия) остальное.Соотношение фосфорного шлака и 15жидкого стекла выбирается в известных пределах, соответствующих их применению как строительного материала,мас.7;Фосфорный шлак 60-75 20Жидкое стекло . 25-40По приведенному способу формуютобразцы и испытывают по следующимпоказателям: переохлаждению составапри кристаллизации; доле нерасслоившейся части состава; относительнойудельной теплоте фазового перехода.Эти величины являются определяющимипри работе аккумуляторов Фазовогоперехода - основных потребителей теплоаккумулирующих 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 КСП 4. Датчик температуры - хромель-копелевая термопара,погруженная в состав. Исследования 40проводят методом термографирования -записью температуры состава через;равные промежутки времени при периодическом нагреве и охлаждении ампулы. Расслоение определяют визуально 45с помощью мерного зонта, погруженного в составГраница расслоенияхорошо различима, поскольку верхняя часть состава представляетсобой прозрачный раствор, Долю нерасслоившейся части определяют из отношения высоты однородной массы квысоте занимаемой всем объемом состава. Удельн ло теплоту фазового перехода определяют калориметром,Составы и результаты испытанияприведены в таблице.Из приведенных в таблице данныхследует, что оптимальным соотношением щлакощелочного вяжущего является 10-307 так как при значении этой величины больше 30/. становится малой теплота фазового перехода, а при значении меньше 107, - доля нерасслоивщейся 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 щлакощелочного 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 за 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения удельной энергоемкости, снижения затрат на его 25 Примеры изготовления Прототип 1 2 3 4 5 58 30 40 58 77 85 18 30 25 18 10 9 32 30 20 1 О 420 4 8 5 4 3 2О 98 1 О 1 О О 98 О 87 О 7 0,3- 0,5 0-2,5 Компоненты, свойства Сульфат натрия декагидрат НаВОх 10 Н ОНитрат калия КЮ ШлакощелочноевяжущееПортландцемент Тетраборат натрия декагидрат бура) БаВО 10 НО Доля нерасслоившейся части составаОтносительная удельная теплота фазового переходао 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 натриядекагидрат 3-5 2. Состав по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качествешлакощелочного вяжущего используютфосфорный шлак 60-75 мас.7. и 507.-ныйраствор силиката натрия в воде (жидкое стекло) 25-40 мас.73Способ получения теплоаккумулирующего состава, заключающийся всмешении сульфата натрия, нитратакалия и вяжущего с эатворением водой,охлаждении и схватывании массы ипоследующем добавлении тетраборатанатрия декагидрата, о т л и ч а ющ и й с я тем, что смешанные ингре-:диенты после схватывания расплавляют, расплавленную массу перемешивают с тетраборатом натрия декагидратом, который распределяют равномерно по всему объему,0,67 0,7 0,8 0,9 0,960-1,0 0-2,5 0-2,5 0-2,5 0-3,0