在液固相变 (LS PC) 材料中储存热能和从液固相变 (LS PC) 材料中回收热能的方法是已知的，其中十水合硫酸钠是固体形式，其中这种材料保持在容器中并且流体在液体-固体相变 (LS PC) 材料中循环。其外表面以实现流体和 LS PC 材料之间的热交换。 Herrick在美国zhuanliNo.6,200,000中描述了上述类型的方法和设备。美国zhuanli号4,154,292，在此引入作为参考。如其中关于装置（在其中称为“热交换装置”）所描述的，将液固相变材料密封在容器中，该容器以基本恒定的旋转速度围绕大致水平轴缓慢旋转.
在热能循环储存中使用元明粉时遇到的一个问题是，在冷冻模式期间，即在从化学系统中去除热能或热量期间，后者的盐会物理包裹 Na2SO4（硫酸钠）。如本文所用，术语“循环储存”是指包括将热能引入L-S P-C材料和从其移除的步骤的循环。在包含Na2SO4、H2O和Na2SO4·10H2O的化学体系中，Na2SO4元明粉的包封降低了其在液相中的溶解速率。这种溶解是由系统的 Na2SO4 和水组分继续形成元明粉晶体所必需的。因此，上述Na 2 SO 4 的溶解是使可从给定量的Na 2 SO 4 形成(并伴随放热)形成的元明粉的量最大化的先决条件。
封装的 Na2 SO.sub 的必要溶解速率。 4随着包封元明粉的盐壁厚度的增加而减小，并随着其厚度的减小而增加。作为推论，Na 2 SO 4 穿过封装壁到达周围增溶水性液体的扩散或其他运动的阻力随着壁厚的增加而增加，并随着壁厚的减小而减少。作为总体结果，这种封装降低了结晶速率和放热速率。
Herrick 在美国zhuanli申请系列中描述了一种克服上述问题的方法。第 706,895 号，1976 年 2 月 23 日提交，现为美国zhuanli。号4,209,312，并通过引用并入本文。简而言之，该方法包括添加铁离子，目的是防止大晶体的生长。
现在已经发现，通过本发明的实践，通过在包含 Na2SO4、H2O和元明粉的系统中从水溶液中结晶 Na2SO4而形成的元明粉晶体的平均尺寸通过包含含氟表面活性剂而降低在系统中。现已进一步发现，以这种方式降低此类晶体的平均尺寸有利地导致降低元明粉的 Na 2 SO 4 包封壁的平均厚度，最终增加元明粉的速率、程度或速率和程度两者晶体形成。
发明描述
一般而言，本发明提供了对上述方法的改进。改进包括在与容器中的相变材料的混合物中包括选自氟取代的烷基磺酸、这种酸的钾盐及其混合物的水混溶性含氟表面活性剂。表面活性剂以有效限制十水硫酸钠晶体形成的平均尺寸的量包含，该平均尺寸小于在没有表面活性剂时形成的晶体的平均尺寸。容器经受运动，这将引起相变材料中存在的晶体的粒子间运动。
通过参考以下详细说明将更全面地理解本发明。
发明详述及其制造和使用方法和方法
在使用上面引用的美国zhuanli中描述的热交换装置的一个实施例时。在美国zhuanli第 4,154,292 号中，将包含硫酸钠、水和元明粉的系统密封在一个水平放置的圆柱体中并绕其中心轴缓慢旋转，经验表明无水硫酸钠 (Na2 SO4) 颗粒在使用过程中被包裹在固体 Na2 SO4.10H2 O 中。冷冻循环。
根据本发明，在容器中包含与相变材料混合的水混溶性氟取代表面活性剂。包含的表面活性剂的量应有效地将十水硫酸钠晶体的形成限制在平均尺寸，该平均尺寸小于在相同系统中形成的晶体的平均尺寸，除非不存在表面活性剂。包括氟取代的表面活性剂的有利结果包括完成液体到固体相变的时间的显着减少和L-S P-C材料熔化潜热的回收程度增加。
氟取代的表面活性剂选自氟取代的烷基磺酸、该酸的钾盐及其混合物。酸(及其钾盐)中的烷基可包括例如每分子约2至约20个碳原子。酸优选为全氟辛基磺酸。优选的表面活性剂是全氟辛基磺酸钾。
通常，每100重量份的相变材料约0.01至约10重量份的表面活性剂对于限制如上所述的元明粉的平均尺寸是有效的。
本发明的实施通过以下说明性和非限制性实施例进一步说明。
例子
向Na 2 SO 4 、H 2 O和元明粉的体系中加入一定量的FC-95(3M公司的商品级全氟辛基磺酸钾的商标)，其中Na 2 SO 4 比形成元明粉的化学计量量多25重量％对应于每 100 份上述系统组件总重量约 0.014 份 FC-95。当根据上述美国zhuanli的教导进行热能的循环存储时。在美国zhuanliNo. 4,154,292中，平均晶体尺寸的直径限制为通常在不存在表面活性剂的情况下获得的晶体直径的约1/2。定量量热试验表明，Na2 SO4·10H2 O 的熔化潜热回收了 96%。在除不存在表面活性剂外在相同条件下进行的对比试验中，此类测试表明仅回收了 70% 的潜热。
最佳模式
在执行本zhuanli申请时设想的用于实践本发明的最佳模式在以上详细描述中，尤其是在示例中阐述。
应当理解，前述详细描述仅通过说明的方式给出并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以在其中做出许多变化。
