188094. lajstromszámú szabadalom • Hőenergia tároló rendszer a fázisátalakulási entalpia tárolására és eljárás a rendszer előállítására
1 188 094 helyezzük. Ezt követően az olvadékot büretta segítségével 10 ml-enként 24 db reakcióedénybe töltjük és légmentesen lezárjuk. Ezt a 24 egységből álló adagot 55 °C hőmérsékletű hőcserélő közeg segítségével több mint 50 ciklusban megolvasztjuk (azaz feltöltjük) és 11,5 °C hőmérsékleten kristályosítjuk (azaz kimerítjük). A fenti folyamat alatt a tárolóközeg viselkedése nem változik. Amikor az energiatároló-közeget hosszabb időn át (kb. 70 óra) az alsó hőmérsékletért kimerített állapotban tartjuk és ezt követően felmelegítjük, a térfogatváltozás pl. a 25. ciklus után Is oly csekély, hogy egyetlen befoglaló üvegedény sert törik el. 2. példa A háromkomponensű rendszer (tárolóközeg) összmennyisége 7500 g, beleértve a 0,03 tömeg% baktericid anyagot is, melyet azonban a kísérletek során gyakorlati okok miatt nem tettünk a rendszerbe. A tárolóközeget az alábbiak szerint állítjuk elő: 3857,30 ml ionmentesített vizet - ami megfelel a teljes tárolóközeg mennyiségben lévő dinátriumhidrogén-foszfát-dodekahidrát 12 molekula kristályvize sztöchiometrikus mennyiségének 487,50 g, 80% a[l -»4], a[l -*6] glükozidkötésű poliszacharidból és 20% a[l->4]-glükánból álló stabilizátorral és 18,75 g tetranátrium-difoszfát diszpergálószerrel összekeverünk és a keveréket állandó keverés közben 35 °C-ra melegítjük. Ezután a fenti anyaghoz sztöchiometrikus menynyiségű (2534 g) dinátrium-hidrogén-foszfát-dodekahidrátot teszünk. Ekkor a beinduló exoterm átalakulás miatt a hőmérséklet emelkedni kezd. További melegítéssel a hőmérsékletet 75 °C-ra emeljük és az olvadékot jól átkeverjük. Kb. 30 perc múlva az olvadékhoz fokozatosan 2,5 tömeg% tetranátrium-difoszfát kristályosodást elősegitő anyagot adagolunk. Ezt követően 300 ml ionmentes vízben feloldunk 112,5 g (a teljes tárolóközeg mennyiségének 1,5 tömeg%-a) diammónium-hidrogén-foszfátot (társ-stabilizátor), az oldatot felmelegítjük, majd az olvadékhoz adjuk. További 25 percig tartó keverés után 75 °C-on az anyagot tárolóedénybe töltjük és légmentesen lezárjuk. Az energiatároló közeget tartalmazó edényt hőcserélő rendszerrel hozzuk kapcsolatba, amelyen keresztül a többkomponensű tárolóközeg a fázisátalakulási entalpiát és a fajhőt felveheti vagy leadhatja. A tárolóközeget 77 °C hőmérsékleten töltjük fel és 12 °C-on merítjük ki. A feltöltést és kimerítést 50-szer megismételjük (ciklusidő = periódus időtartama = tz = 90 perc) anélkül, hogy az olvadási-kristályosodási folyamat reverzibilitásában bármiféle változás következne be. Az energiatároló rendszer részlegesen kimerített állapotában ingadozó üzemmód esetén is teljes egészében biztosított az olvadási-kristályosodási folyamat reverzibilitása, majd az ismertetett hőenergia tároló rendszer ezt követő teljes feltöltése és kimerítése közben a ciklusstabilitás is. 3. példa 6318,75 g dinátrium-hidrogén-foszfát-dodekahidrátot (anyagrendszer), 562,50 g, az 1. és 2. példa szerinti összetételű stabilizátort és 18,75 g diszpergálószert (mint az 1. és 2. példában) reakcióedényben összekeverünk, majd 75 °C-ra melegítünk. Ezután további állandó keverés mellett az olvadékot 187,50 g társ-stabilizátort (ugyanúgy oldat alakban, mint az 1. és 2. példában) adagolunk. A teljes átkeverés után a már kész háromkomponensű rendszert tárolótartályba tesszük és légmentesen lezárjuk. A további eljárás és a kapott eredmények megegyeznek a 2. példában leírtakkal. 4. példa 4012,5 g (a teljes háromfázisú rendszer mennyiségének 80,25 tömeg%-a) dinátrium-hidrogén-foszfát-dodekahidrátot, mint anyagrendszert, állandó keverés és 6,5 tÖmeg% 1. példa szerinti stabilizátorkeverék fokozatos hozzáadása mellett a dinátriumhidrogén-foszfát-dodekahidrát fázisátalakulási pontja (T’u = 48 °C) fölé melegítünk. A melegítés közben az olvadékhoz diszpergálószerként 0,5 tömeg% tetranátrium-difoszfátot adunk. A fenti kiindulási anyagot állandó keverés közben Erlenmeyer lombikban 65 °C-ra melegítjük. Ez a hőmérséklet még mindig jóval magasabb a fázisátalakulási pontnál (vő. 1. példa). 15 perc múlva az olvadékhoz 65 °C-on 1,5 tömeg% tetranátrium-foszfát-dekahidrátot, mint kristályosodást elősegítő szert adunk. További 15 perc után az olvadékhoz állandó keverés közben 1,25 tömeg% diammónium-hidrogén-foszfát (társ-stabilizátor) és 3,5 tömeg% nátrium-tioszulfát-pentahidrát 4 tömeg% vízben készült és 65 °C-ra felmelegitett oldatát adjuk az olvadékhoz. Az olvadékot jól átkeverjük, majd 65 °C-ra melegített tárolóedénybe tesszük, és állandó keverés mellett 2,5 tömeg% formaldehiddel elegyítjük. Ezután az 1. példában leírtak szerint az olvadékot 5 percig 35 kHz névleges frekvenciájú ultrahang mezőbe helyezzük, majd az anyagot 100 g-onként kapszulákba töltjük, melyeket légmentesen lezárunk. Az edényekbe töltött anyagot hőcserélő közeg segítségével száznál több ciklusban 55 °C-on megolvasztjuk, azaz feltöltjük és 11,5 °C-on kristályosítjuk, azaz kimerítjük, miközben a tárolóközeg viselkedésében semmilyen változás nem következik be. 5. példa 55%-os foszforsavat 50%-os nátrium-hidroxiddal reagáltatunk, majd a kapott dinátrium-hidrogén-dihidrátot víz hozzáadásával dinátrium-foszfát-dodekahidráttá hidratáljuk. A fenti reakcióval 16 428,75 kg a háromkomponensű rendszer 84,25 tömeg%-ának megfelelő mennyiségű dinátriumhidrogén-foszfát-dodekahidrátot állítunk elő. Az anyagrendszer hőmérsékletét 75 °C-ra emeljük, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
