[发明专利]一种大棚防凛冻相变储能胶囊的制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变储能材料的制备和应用，具体地说是一种大棚防凛冻相变储能胶囊的制备和应用。

背景技术

相变储能材料是在本身发生相变的过程中吸收环境的热量或在需要时向环境释放热量的，达到控制和调节周围环境温度和节能的目的。如在太阳照射下，相变能大量吸收太阳的热量，产生物质相变，当环境温度低时，相变物质释放出其储存的热量，使环境温度在一定时间内保持稳定。相变物质通过相变储能，放热，从而达到保温节能的目的。因此相变储能材料在很多方面得到了应用。如城市余热利用，电网削峰填谷利用，建筑物恒温隔热，家用取暖保温等。

相变储能材料按其化学组成可分有机，无机，有机无机混合材料。有机相变储能材料如石蜡，导热系数较低，传热性能差，从而降低了系统得到效能，混合相变储能材料具有在一定范围内可调的优点，但容易老化，经过几次循环后就失去储能效果，无机相变储能材料具有使用范围广，导热系数大，储热密度大，相变体积小，毒性小，价格便宜等优点，深得人们青睐，其中无机盐水合物是低温相变储热材料中最重要的一类，但会出现过冷、相分离，影响其广泛使用，解决的办法很多，如加入成核剂，增稠剂，制成微胶囊，制成纳米功能材料。

虽然无机相变储能材料在城市余热，电网削峰填谷，建筑恒温隔热方面有广泛应用前景，但在农业方面的应用还很少。目前蔬菜大棚和农业地膜覆盖，特别在冬天突然出现严重的寒潮凛冻或倒春寒时，许多蔬菜大棚和土上都要盖上厚厚的草被，一旦来不及覆盖时，农作物就会被冻害，农业就会受到大的损失，如何能将相变储能材料用到蔬菜大棚和地膜是发明人要解决的问题。其一是解决蔬菜大棚不受烈日的蒸烤，避开烈日高峰；其二是当寒潮来临或突然产生凛冻天气，使蔬菜花卉不至因此冻坏。

发明内容

本发明的目的，在于将无机相变储能材料应用在农业上，即应用在蔬菜大棚或花卉大棚上，用在地膜上。其一是解决蔬菜大棚不受烈日的蒸烤，避开烈日高峰；其二是解决蔬菜大棚当寒潮来临或突然产生凛冻天气时，使蔬或菜花卉不至因此冻坏，其中的关键在于找到相变温度较低和相变储能较大的无机水和物，通过本发明法方加工获得相变温度相对较低的储能胶囊，相变温度12.8℃，是目前发明人在实验中获得的最低的无机盐水合相变储能材料。

本发明一种大棚防凛冻相变储能胶囊的制备，是按下列步骤加工：

（1）按重量比称取原料和水混合

六水合氯化钙40份

聚乙烯醇10份

硬脂酸锌2份

水50份

（2）将上述混合物加热至90℃熬制成凝胶；

（3）在凝胶中加入20-30wt%硼酸使凝胶失去粘性；

（4）将失去粘性的凝胶进行喷雾，同时喷水冷却，得到粒径小于1mm的大棚防凛冻相变储能胶囊，胶囊相变温度12.8℃，储能密度128.6J/g。

本发明一种大棚防凛冻相变储能胶囊的应用，是利用胶囊相变温度低的特点，将相变储能胶囊配制成相变储能乳状液体，用喷雾机喷涂在大棚薄膜和玻璃上，干燥形成相变储能防水防火透明薄膜，防止蔬菜、花卉受到冻害。

用大棚防凛冻相变储能胶囊制成储能乳状液的方法按下列步骤配制：

（1）按重量比称取原料

纳米氧化锌60份

相变储能材料23份

纳米硬脂酸锌2份

聚乙烯醇6份

水30-40份

（2）除纳米硬脂酸锌外，其余原料依次加入水中调匀；

（3）将纳米硬脂酸锌加入上述混合物中，通过乳化设备加工成乳状液。

上述所指的相变储能材料即本发明大棚防凛冻相变储能胶囊。

本发明相变储能胶囊，相变温度12.8℃，相对相变温度较低，适用于冬天突然出现严重的寒潮凛冻或倒春时能够避开寒潮高峰，实验证明，将本发明相变储能胶囊配制的乳状液体喷涂在玻璃箱体表面，在-10℃环境中，从早到晚箱体温度变化如下。

喷涂2毫米厚相变储能乳液玻璃箱上午8时和环境温度相同为20℃，8时至18时为测试时间， 8时至16时温度维持在12.8℃，维持时间为8小时，16点时温度开始下降，16-18时温度下降到-10℃；

没有喷涂相变储能乳液玻璃箱上午8时和环境温度相同为20℃，8时至18时为测试时间，早上8时放置到-10℃的冰库内，温度立刻下降到-10℃,8时至18时温度维持在-10℃，和冷库温度持平；

喷涂2毫米厚相变储能乳液的玻璃箱温度，8时至16时温度维持在12.8℃，维持时间为8小时，突然寒潮来临或突然产生凛冻天气，恒温效果非常明显，实验结果如图2。