Material de control de temperatura de cambio de fase y procedimiento para la fabricación de un material de control de temperatura de cambio de fase.

Utilización de un material de control de temperatura de cambio de fase a base de una sal en la climatización de edificios y de espacios,

con una porción de parafina, en la que la porción de parafina es menor que la porción de sal y la parafina está dispuesta distribuida de manera homogénea en la sal, en la que, además, en el material de control de temperatura de cambio de fase está previsto un disolvente, que se utiliza para el ajuste de una temperatura de solidificación del material de control de temperatura de cambio de fase que se desvía de la temperatura de solidificación de diseño.

Material de control de temperatura de cambio de fase y procedimiento para la fabricación de un material de control de temperatura de cambio de fase.

La invención se refiere a la utilización de un material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con las características de la reivindicación 1 y a un material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con las características de la reivindicación 2.

Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un material de control de temperatura de cambio de fase a base de una sal con una porción de parafina.

Ya se conocen desde hace mucho tiempo materiales acumuladores de calor latente a base de una sal, en particular de un hidrato de sal. No obstante, precisamente en materiales acumuladores de calor latente se plantea el problema de la deformación térmica durante la solidificación. También se habla de sobreenfriamiento. Como se conoce, durante la solidificación se cede una cantidad elevada de calor a temperatura prácticamente constante. Ahora se han observado en materiales acumuladores de calor latente basados en sal diferencias de temperatura de 5 a 10 y a veces más grados en comparación con la temperatura de diseño o bien la temperatura prevista, a la que debería iniciarse propiamente la solidificación. En particular, para una utilización en la climatización de edificios o bien de espacios, esto significa, a la vista de las diferencias implicadas con ello en el nivel de temperatura real durante la emisión de calor, que no se pueden aplicar tales materiales acumuladores de calor latente.

A ello hay que añadir que los materiales acumuladores de calor latente a basa de parafina, que se conocen de la misma manera desde hace mucho tiempo, no siempre pueden cumplir la especificación dada, en particular las especificaciones técnicas de edificios (peligro de incendio) .

Se conoce a partir del documento US-PS 5.532-039 emplear, con la ayuda de material de control de temperatura de cambio de fase microencapsulado en un componente de aislamiento térmico constituido de tipo celular, diferentes materiales acumuladores de calor latente también dentro de la misma célula. De esta manera, debe incrementarse el margen de la temperatura, en el que el componente de aislamiento es efectivo térmicamente. Pero un margen grande de temperatura, en el que tal componente es efectivo, no es deseable precisamente para muchos casos de aplicación. De todos modos no es deseable, si se añade que en un material de control de temperatura de cambio de fase basado en cualquier caso en sal, se puede producir una deformación térmica imprevisible, por ejemplo durante la emisión de la energía térmica.

Se conoce a partir del documento US 4.561.989 un material de control de temperatura de cambio de fase basado en sal, que contiene un disolvente. No se habla de una influencia sobre el material de control de temperatura de cambio de fase en el sentido de que resulta una temperatura de solidificación distinta a la temperatura de solidificación de diseño y esto de forma selectiva.

Además, se conoce todavía a partir del documento EP 1215259 A un material de control de temperatura de cambio de fase basado en sal con una porción de disolvente. Aquí tampoco se aborda la cuestión de un ajuste selectivo de la temperatura de solidificación del material de control de temperatura de cambio de fase desviándose de la temperatura de solidificación de diseño. Tampoco en conexión con la climatización de espacios.

La invención se ha planteado el cometido de indicar una utilización de un material de control de temperatura de cambio de fase basado en sal con una porción de parafina y con una porción de disolvente de manera ventajosa para la climatización de espacios o bien proporcionar un material de control de temperatura de cambio de fase de este tipo.

Este cometido se soluciona en las reivindicaciones 1 y 2 ya mencionadas.

La porción de parafina es menor que la porción de sal y la parafina está dispuesta distribuida de una manera homogénea en la sal. Debido a la porción más reducida de parafina sucede que no se suprimen las propiedades asociadas esencialmente a la sal, como por ejemplo una inflamabilidad más reducida o ausente. La distribución homogénea proporciona previsiblemente las propiedades deseadas en el material de control de temperatura de cambio de fase. De manera sorprendente se ha mostrado que ya una porción relativamente reducida de parafina en el material de control de temperatura de cambio de fase basado en sal actúa como formador de germen y prácticamente no se pueden producir los llamados “efectos de sobreenfriamiento” durante la solidificación del material de control de temperatura de cambio de fase, que son responsables esencialmente de dichas diferentes de temperatura. Lo mismo se muestra también en la acumulación de calor, es decir, durante la transición de los estados agregados desde sólido hasta líquido. La temperatura de emisión llega a ser incluso más estable después de la transición de los primeros ciclos. El agua de cristalización presente en el estado fundido –en un hidrato de sal- con la parafina que se encuentra en ella, dado el caso también con el disolvente que se encuentra en ella, como se indica a continuación todavía con más detalle, se adiciona durante la refrigeración o bien durante la solidificación implicada con ello de nuevo de manera homogénea y estable al cristal salino. La parafina forma en cada proceso de

solidificación de nuevo su superficie de germen, lo que excita la formación inmediata de germen igualmente en la sal. También es muy ventajosa la modificación del volumen (reducción) apreciable que se produce en la parafina en el transcurso de la solidificación. También ésta actúa como excitador sobre la formación de germen de la sal. A este respecto, tampoco es necesario que la parafina esté distribuida inmediatamente, por decirlo así “desnuda” en la sal. En principio puede estar dispuesta distribuida también tal vez microencapsulada en la sal. Con respecto a la microencapsulación se remite, por ejemplo, a los documentos WO99/41067 o US 4.708.812 B1. Además se remite también a las publicaciones de la Firma BASF, en último término al seminario técnico Sobic, 3 de Diciembre de 2003, y también al lugar de la literatura Schossig, P.; Henning, H. M.; Raicu, A. “Mikroverkapselte Phasenwechselmaterialen in Wandverbundsystemen” en: 11º Symposium thermische Solarenergie Mayo 07-11 de 2001, ISBN 3-934681-14-X. En principio, se trata de una envoltura de polímero de un material de cambio de fases como especialmente parafina. Se producen partículas con un tamaño de 3 a 20 !m.

Como otra tecnología para la distribución fina de PCM como especialmente parafina, para la obtención en primer lugar de un material en polvo, se puede mencionar también la adición a partes de silicio, como se conoce, por ejemplo, a partir del documento US-PS 5.211.949.

La parafina está disuelta en el material de control de temperatura de cambio de fase basado en sal, En general se trata de una emulsión.

Se prefiere que la parafina esté presenta en el material de control de temperatura de cambio de fase basado en sal en una forma que corresponde a una solución. En general, se trata de una emulsión. Por lo tanto para la disolución se utiliza con preferencia un emulgente. Adicionalmente, para la mejora del comportamiento de solución y, dado el caso, para la reducción selectiva del punto de congelación se puede emplear un alcohol mono o polivalente u otra sustancia, que contiene grupos hidroxilo (por ejemplo, azúcar) o bien una sustancia que disuelve hidrato de parafina y/o hidrato de sal (por ejemplo, urea) . En principio, se conocen como disolventes para parafina, por ejemplo, también éter y cloroformo. Se ha mostrado de manera sorprendente que una sustancia que disuelve parafina como urea, donde los procesos que se desarrollan en particular entre la urea y la parafina se designan también como unión de inclusión, puede sustituir también al emulgente. De cualquier modo no es necesario ningún emulsionante adicional en este caso. Con la porción de disolvente, pero en particular con una porción de dicho alcohol se puede controlar la medida de le reducción del punto de congelación. Por ejemplo, para ajustar de manera selectiva una temperatura de solidificación que se desvía de la temperatura de solidificación de diseño de un material de control de temperatura de cambio de fase específico basado en sal. A ello se da una importancia... [Seguir leyendo]

1. Utilización de un material de control de temperatura de cambio de fase a base de una sal en la climatización de edificios y de espacios, con una porción de parafina, en la que la porción de parafina es menor que la porción de sal y la parafina está dispuesta distribuida de manera homogénea en la sal, en la que, además, en el material de control de temperatura de cambio de fase está previsto un disolvente, que se utiliza para el ajuste de una temperatura de solidificación del material de control de temperatura de cambio de fase que se desvía de la temperatura de solidificación de diseño.

2. Material de control de temperatura de cambio de fase a base de una sal, con una porción de parafina, en la que la porción de parafina es menor que la porción de sal y la parafina está dispuesta distribuida de manera homogénea en la sal, en la que, además, el material de control de temperatura de cambio de fase presenta una temperatura de solidificación de diseño y en el material de control de temperatura de cambio de fase está previsto un disolvente, caracterizado porque con la porción de disolvente se ajusta una temperatura de solidificación del material de control de temperatura de cambio de fase que se desvía de la temperatura de solidificación de diseño en el intervalo de 20 a 28º C.

3. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1 o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la sal es un hidrato de sal.

4. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el disolvente es un disolvente para parafina.

5. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el disolvente es urea.

6. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la parafina está presente en forma disuelta.

7. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la parafina está emulsionada en la sal o bien el hidrato de sal.

8. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como disolvente se emplea un alcohol mono o polivalente u otra sustancia orgánica que contiene grupos hidroxilo, como por ejemplo azúcar.

9. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la parafina se emplea con una temperatura de fundición que corresponde a la sal.

10. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la porción de parafina está entre 0, 1 y 10 % con respecto a la masa total.

11. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque con respecto a la sal está presente una porción subestequiométrica de agua.

12. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque la porción de agua está entre 0, 5 y 5 % por debajo de la porción estequiométrica de agua.

13. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el material de control de temperatura de cambio de fase contiene una porción sobreestequiométrica de agua.

14. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque la porción de agua está entre 1 y 5 % por encima de la cantidad estequiométrica de agua.

15. Utilización o bien material de control de temperatura de cambio de fase de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la parafina está microencapsulada.