一种相变蓄冷剂的制备方法及应用与流程

本发明涉及蓄冷剂制备技术，具体为一种相变蓄冷剂的制备方法及应用。

背景技术：

1、随着经济的快速发展，我国对冷链运输的需求不断增长，对运输过程中产品的新鲜度要求越来越高。

2、我国电力供需在时间上具有很大的差异，在高峰期和低谷期用电量的不平衡造成了严重的电力浪费。电力“移峰转谷”是指在用电低谷期将能量储存，在用电高峰期再将储存的能量释放出来，这样就可以有效解决电力浪费和电力供需不平衡的问题。蓄冷技术作为“移峰转谷”的有效手段，受到了科研人员的广泛关注，该技术的使用范围也日渐增加。因此，研发高效的蓄冷技术对降低冷链运输中的经济损失以及解决供电不平衡问题具有重大的意义。蓄冷技术是指在夜晚用电低谷期进行电动制冷，利用储能材料的显热或者潜热特性，将电力转化为冷量储存在蓄冷剂中，在白天用电高峰期再将冷量释放出来的技术。其不仅可以用于电力的“移峰转谷”，而且在制冷、化工、医药、食品等领域也起到了重要作用。

3、目前已知的蓄冷技术包括水蓄冷、冰蓄冷以及相变蓄冷。水蓄冷的本质是利用水的显热将冷量储存起来，在需要冷量时将低温水中的冷量释放出来。由于水的比热容较小，因此通常需要使用大量的水储存冷量，这就导致水蓄冷有很多局限性，例如蓄冷效果差、蓄冷密度低、蓄冷效率低、占地面积大、冷量损耗大等缺点。冰蓄冷主要通过冰的相变潜热储存冷量，再利用冰块的融化释放冷量。常压下冰在0°c时的相变潜热高达333.7j/g，远远高于水的显热，因此单位体积的冰远比单位体积的水储存的冷量多很多。冰蓄冷虽然具有较高的潜热，但是也存在易泄漏的问题，而且冰的相变温度为0℃，无法满足对温度有较高要求的冷链运输和冷库储存。相变蓄冷是指以相变材料作为蓄冷剂，通过其相变潜热进行冷量储存，在使用时再将冷量释放出来。相同体积情况下，相变蓄冷的储能密度是显热蓄冷的5-14倍，其具有温度变化小、蓄冷效率高、体积变化较小、质量轻便、种类繁多和蓄冷温度范围广泛等优点，在蓄冷领域占有非常重要的位置。相较于水蓄冷和冰蓄冷技术，相变蓄冷还具有蓄冷温度低、冷量储存密度大、种类多等优势，因此发展基于相变材料的蓄冷技术在解决冷链运输损耗以及供电不平衡等问题上有非常重大的意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种相变蓄冷剂的制备方法及应用，解决了现有技术中的相变蓄冷技术发展暂未进步的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种相变蓄冷剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、选择一种或多种具有预定相变温度的相变材料，以适应特定应用的温控需求；

4、s2、将所述相变材料与稳定剂按重量比1:0.01～1:1混合，其中稳定剂选自纳米粒子、表面活性剂或聚合物，以形成混合物；

5、s3、加热所述混合物至预定温度以实现相变材料的熔融，其中加热过程采用控制加热速率的方式进行；

6、s4、快速冷却所述熔融的相变材料，以形成固态相变蓄冷剂，冷却过程包括在特定冷却速率下进行，以控制所得相变蓄冷剂的晶体结构；

7、s5、对所述固态相变蓄冷剂进行微胶囊化处理，以得到微胶囊化相变蓄冷剂，微胶囊化处理包括使用壳材包覆所述相变蓄冷剂，所述壳材选自聚氨酯、明胶、硅胶或其他合成或天然高分子材料，并且壳材的熔点高于相变材料的熔点；

8、s5、对所得微胶囊化相变蓄冷剂的表面进行处理，以增强其在应用中的稳定性和耐久性；

9、s6、其中所述相变蓄冷剂的形态为球形、片状或颗粒状，且粒径在1μm～10mm范围内。

10、优选的，所述相变材料选自羟基脂肪酸、石蜡、盐水溶液和聚合物。

11、优选的，所述s2步骤中，添加催化剂以促进混合物的均匀性。

12、优选的，所述s4步骤中，快速冷却是通过浸入冷却介质或利用空气冷却实现。

13、优选的，所述相变蓄冷剂的制备过程进一步包括对所得产品的表面处理，以增强其在应用中的稳定性和耐久性。

14、优选的，所述稳定剂的添加量根据相变材料的种类和所需的最终产品性能来确定。

15、优选的，所述相变材料的选择基于其相变温度范围，以适应特定应用的温控需求。

16、优选的，所述步骤三中，加热过程采用控制加热速率的方式进行，以确保相变材料的熔融均匀。

17、优选的，所述步骤四中，冷却过程包括在特定冷却速率下进行，以控制所得相变蓄冷剂的晶体结构。

18、一种相变蓄冷剂的制备应用，微胶囊化相变蓄冷剂可用于建筑物内部温控、冷链物流容器、能量存储系统或电子设备散热装置。

19、本发明提供了一种相变蓄冷剂的制备方法及应用。具备以下有益效果：

20、本发明通过选择适当的相变材料，可以确保蓄冷剂在特定的温度范围内有效工作，满足不同应用场景的温控需求。其次，稳定剂的添加增强了相变蓄冷剂的热稳定性和循环稳定性，延长了其使用寿命。控制加热和冷却速率不仅确保了相变材料熔融和凝固过程的均匀性，还有助于优化蓄冷剂的晶体结构，从而提高其热传递效率。微胶囊化处理通过壳材的选择和应用，保护了相变材料免受外界环境的影响，同时也方便了蓄冷剂的处理和应用。此外，通过对最终产品的表面处理，可以进一步提升相变蓄冷剂在实际应用中的稳定性和耐久性。整体而言，这种制备方法能够生产出性能稳定、可靠、易于集成的相变蓄冷剂，对于提高能源效率和优化温度管理系统具有显著的益效。

技术特征：

1.一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述相变材料选自羟基脂肪酸、石蜡、盐水溶液和聚合物。

3.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述s2步骤中，添加催化剂以促进混合物的均匀性。

4.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述s4步骤中，快速冷却是通过浸入冷却介质或利用空气冷却实现。

5.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述相变蓄冷剂的制备过程进一步包括对所得产品的表面处理，以增强其在应用中的稳定性和耐久性。

6.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述稳定剂的添加量根据相变材料的种类和所需的最终产品性能来确定。

7.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述相变材料的选择基于其相变温度范围，以适应特定应用的温控需求。

8.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，加热过程采用控制加热速率的方式进行，以确保相变材料的熔融均匀。

9.根据权利要求1所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，冷却过程包括在特定冷却速率下进行，以控制所得相变蓄冷剂的晶体结构。

10.一种相变蓄冷剂的制备应用，依据权利要求1-9中任意一项所述的一种相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，微胶囊化相变蓄冷剂可用于建筑物内部温控、冷链物流容器、能量存储系统或电子设备散热装置。

技术总结
本发明涉及蓄冷剂制备技术领域，公开了一种相变蓄冷剂的制备方法，包括以下步骤：S1、选择一种或多种具有预定相变温度的相变材料，以适应特定应用的温控需求；S2、将所述相变材料与稳定剂按重量比1:0.01～1:1混合，其中稳定剂选自纳米粒子、表面活性剂或聚合物，以形成混合物；S3、加热所述混合物至预定温度以实现相变材料的熔融，其中加热过程采用控制加热速率的方式进行。通过选择合适的相变材料和添加稳定剂来满足特定的温控需求并提高热稳定性，控制的加热和冷却速率确保了材料的均匀性和热传递效率，微胶囊化处理和表面处理提升了蓄冷剂的环境适应性和耐用性，使其成为一个高效、稳定、易于集成的能源效率解决方案。

技术研发人员：田胜军,李刚,杨延钊,李富刚
受保护的技术使用者：济南鼎隆化工科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19