Теплоаккумулирующая смесь из галогенидов лития, натрия и кальция Российский патент 2024 года по МПК C09K5/06 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов, которые могут быть использованы в устройствах для поддержания заданного температурного интервала.

Известен теплоаккумулирующий состав содержащий фторид, хлорид, сульфат и молибдат лития, температура плавления 402 - 404°С, удельная энтальпия плавления 296 - 312 Дж/г.Патент РФ №№2272822. И.К. Гаркушин, Т.В. Губанова, И.М. Кондратюк, А.В. Прохоров, А.Е. Максимов. Теплоаккумулирующий состав. Опубл. 27.03.2006. Бюл. №9. Однако предлагаемый состав способен аккумулировать тепловую энергию при 402-404°С.

Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид стронция, хлорид стронция и хлорид натрия, температура кристаллизации расплава 499-502°С, удельная энтальпия плавления 315 - 318 Дж/г. Патент РФ №2405019. Л.М. Васильченко, Н.В. Сотова. Теплоаккумулирующий состав Опубл. 27.11.2010. Бюл. №33. Однако предлагаемый состав способен аккумулировать тепловую энергию при 499 - 502°С.

Известен теплоаккумулирующий состав, содержащий фторид лития и молибдат калия с температурой плавления 674-700°С, с удельной энтальпией плавления 302 - 310 Дж/г. Гаркушин И.К., Губанова Т.В., Малышева Е.Г. Теплоаккумулирующий состав. (Патент РФ №2452497. 27.09.2012 Бюл. №27). Однако этот состав поддерживает температуру при 674 - 700°С.

Наиболее близким к заявляемому составу по температуре и компонентам является теплоаккумулирующий состав, содержащий фториды лития, кальция и бария с температурой плавления 710-715°С, с удельной энтальпией плавления 543-546 Дж/г. З.Н. Вердиева, А.Б. Алхасов, Н.Н. Вердиев, П.А. Мусаева, Э.Г. Искендеров, М.Ш. Зейналов. Теплоаккумулирующий состав. Патент РФ. №2703217 от 15.10.2019. Бюл. №29.

Недостатком этого теплоаккумулирующего состава является невысокая удельная энтальпия плавления.

Задача изобретения - разработка состава, способного запасать и высвобождать тепловую энергию при 670-675°С.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение работоспособности состава в диапазоне температур 670-675°С и увеличение удельной энтальпии плавления.

Новизна изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что в теплоаккумулирующий состав содержащий фториды лития, кальция и бария, отличающийся тем, что с целью обеспечения работоспособности теплового аккумулятора в интервале температур 670-675°С и увеличения энтальпии плавления, вместо фторида бария введен хлорид натрия при следующих соотношениях компонентов (мас. %):

1. LiF - (22,60 ÷ 23,10); 2. CaF₂ - (4,73 ÷ 4,90); 3. NaCl - (72,00 ÷ 72,60)

Температуры кристаллизации и энтальпии плавления эвтектических смесей определялись методами дифференциального термического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии на установке синхронного термического анализа STA 449 F3 Phoenix, фирмы NETZSCH, соответственно. Нагрев и охлаждение образцов осуществлялся со скоростью 10°С/мин. Точность измерения температур плавления не превышал ±1,5°С, а энтальпий плавления ±3%.

Примеры конкретного исполнения:

Пример 1. 0,0462 (23,10 мас. %) LiF + 0,0098 (4,90 мас. %) CaF₂ + 0,1440 (72,00 мас. %) NaCl. Температура плавления сплава 670°С, энтальпия плавления 630 Дж/г.

Пример 2. 0,0452 (22,60 мас. %) LiF + 0,1452 (72,60 мас. %) NaCl + 0,0096 (4,80 мас. %) CaF₂. Температура плавления сплава 673°С, энтальпия плавления 624 Дж/г.

Пример 3. 0,0461 (23,07 мас. %) LiF + 0,1444 (72,20 мас. %) NaCl + 0,0095 (4,73 мас. %) CaF₂. Температура плавления сплава 675°С, энтальпия плавления 627 Дж/г.

За пределами указанных концентраций температура плавления возрастает и снижается удельная энтальпия плавления.

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

Из данных таблицы следует, что предлагаемая теплоаккумулирующая смесь обеспечивает работоспособность теплового аккумулятора в интервале температур 670-675°С, с удельной энтальпией плавления 624-630 Дж/г, что на 84 Дж/г больше энтальпии плавления прототипа.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в тепловых аккумуляторах для поддержания заданного температурного интервала. Теплоаккумулирующий состав содержит (мас. %): LiF - 22,60÷23,10; CaF₂ - 4,73÷4,90; NaCl - 72,00÷72,60. Теплоаккумулирующий состав, представляющий собой сплав, имеет температуру плавления 670-675°С и удельную энтальпию плавления 624-630 Дж/г. Обеспечивается работоспособность состава в интервале температур 670-675°С и увеличение удельной энтальпии плавления смеси. 1 табл., 3 пр.

Теплоаккумулирующий состав, содержащий фториды лития, кальция и хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

LiF 22,60÷23,10 CaF₂ 4,73÷4,90 NaCl 72,00÷72,60,

представляющий собой сплав, имеющий температуру плавления 670-675°С и удельную энтальпию плавления 624-630 Дж/г.