在液固相變 (LS PC) 材料中儲存熱能和從液固相變 (LS PC) 材料中回收熱能的方法是已知的，其中十水合硫酸鈉是固體形式，其中這種材料保持在容器中并且流體在液體-固體相變 (LS PC) 材料中循環。其外表面以實現流體和 LS PC 材料之間的熱交換。 Herrick在美國zhuanliNo.6,200,000中描述了上述類型的方法和設備。美國zhuanli號4,154,292，在此引入作為參考。如其中關于裝置（在其中稱為“熱交換裝置”）所描述的，將液固相變材料密封在容器中，該容器以基本恒定的旋轉速度圍繞大致水平軸緩慢旋轉.
在熱能循環儲存中使用元明粉時遇到的一個問題是，在冷凍模式期間，即在從化學系統中去除熱能或熱量期間，后者的鹽會物理包裹 Na2SO4（硫酸鈉）。如本文所用，術語“循環儲存”是指包括將熱能引入L-S P-C材料和從其移除的步驟的循環。在包含Na2SO4、H2O和Na2SO4·10H2O的化學體系中，Na2SO4元明粉的包封降低了其在液相中的溶解速率。這種溶解是由系統的 Na2SO4 和水組分繼續形成元明粉晶體所必需的。因此，上述Na 2 SO 4 的溶解是使可從給定量的Na 2 SO 4 形成(并伴隨放熱)形成的元明粉的量最大化的先決條件。
封裝的 Na2 SO.sub 的必要溶解速率。 4隨著包封元明粉的鹽壁厚度的增加而減小，并隨著其厚度的減小而增加。作為推論，Na 2 SO 4 穿過封裝壁到達周圍增溶水性液體的擴散或其他運動的阻力隨著壁厚的增加而增加，并隨著壁厚的減小而減少。作為總體結果，這種封裝降低了結晶速率和放熱速率。
Herrick 在美國zhuanli申請系列中描述了一種克服上述問題的方法。第 706,895 號，1976 年 2 月 23 日提交，現為美國zhuanli。號4,209,312，并通過引用并入本文。簡而言之，該方法包括添加鐵離子，目的是防止大晶體的生長。
現在已經發現，通過本發明的實踐，通過在包含 Na2SO4、H2O和元明粉的系統中從水溶液中結晶 Na2SO4而形成的元明粉晶體的平均尺寸通過包含含氟表面活性劑而降低在系統中?，F已進一步發現，以這種方式降低此類晶體的平均尺寸有利地導致降低元明粉的 Na 2 SO 4 包封壁的平均厚度，最終增加元明粉的速率、程度或速率和程度兩者晶體形成。
發明描述
一般而言，本發明提供了對上述方法的改進。改進包括在與容器中的相變材料的混合物中包括選自氟取代的烷基磺酸、這種酸的鉀鹽及其混合物的水混溶性含氟表面活性劑。表面活性劑以有效限制十水硫酸鈉晶體形成的平均尺寸的量包含，該平均尺寸小于在沒有表面活性劑時形成的晶體的平均尺寸。容器經受運動，這將引起相變材料中存在的晶體的粒子間運動。
通過參考以下詳細說明將更全面地理解本發明。
發明詳述及其制造和使用方法和方法
在使用上面引用的美國zhuanli中描述的熱交換裝置的一個實施例時。在美國zhuanli第 4,154,292 號中，將包含硫酸鈉、水和元明粉的系統密封在一個水平放置的圓柱體中并繞其中心軸緩慢旋轉，經驗表明無水硫酸鈉 (Na2 SO4) 顆粒在使用過程中被包裹在固體 Na2 SO4.10H2 O 中。冷凍循環。
根據本發明，在容器中包含與相變材料混合的水混溶性氟取代表面活性劑。包含的表面活性劑的量應有效地將十水硫酸鈉晶體的形成限制在平均尺寸，該平均尺寸小于在相同系統中形成的晶體的平均尺寸，除非不存在表面活性劑。包括氟取代的表面活性劑的有利結果包括完成液體到固體相變的時間的顯著減少和L-S P-C材料熔化潛熱的回收程度增加。
氟取代的表面活性劑選自氟取代的烷基磺酸、該酸的鉀鹽及其混合物。酸(及其鉀鹽)中的烷基可包括例如每分子約2至約20個碳原子。酸優選為全氟辛基磺酸。優選的表面活性劑是全氟辛基磺酸鉀。
通常，每100重量份的相變材料約0.01至約10重量份的表面活性劑對于限制如上所述的元明粉的平均尺寸是有效的。
本發明的實施通過以下說明性和非限制性實施例進一步說明。
例子
向Na 2 SO 4 、H 2 O和元明粉的體系中加入一定量的FC-95(3M公司的商品級全氟辛基磺酸鉀的商標)，其中Na 2 SO 4 比形成元明粉的化學計量量多25重量％對應于每 100 份上述系統組件總重量約 0.014 份 FC-95。當根據上述美國zhuanli的教導進行熱能的循環存儲時。在美國zhuanliNo. 4,154,292中，平均晶體尺寸的直徑限制為通常在不存在表面活性劑的情況下獲得的晶體直徑的約1/2。定量量熱試驗表明，Na2 SO4·10H2 O 的熔化潛熱回收了 96%。在除不存在表面活性劑外在相同條件下進行的對比試驗中，此類測試表明僅回收了 70% 的潛熱。
最佳模式
在執行本zhuanli申請時設想的用于實踐本發明的最佳模式在以上詳細描述中，尤其是在示例中闡述。
應當理解，前述詳細描述僅通過說明的方式給出并且在不脫離本發明的精神或范圍的情況下可以在其中做出許多變化。
