一种高效环保低温复合相变蓄冷剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种高效环保低温复合相变蓄冷剂，按质量百分比由以下组分组成：氯化钾5~11%、氯化钠10~15%、柠檬酸0.1~0.6%、四硼酸钠1~1.5%、瓜尔胶0.5~2%、水70~83.4%。本发明还公开了一种高效环保低温复合相变蓄冷剂的制备方法。本发明还公开了一种高效环保低温复合相变蓄冷剂在储藏保鲜方面的应用。本发明工艺较传统的蓄冷剂制备工艺具有简便、快捷的特点，所得到的蓄冷剂为透明或半透明的凝胶，具有安全、无污染、高效、相变潜热大、过冷度小的特点。经实验证明，其相变温度在-21~-24℃之间，相变潜热约为280-320kJ/kg。

说明书

技术领域

本发明涉及蓄冷剂的制备领域，具体的说是一种高效环保低温复合相变蓄冷剂及其制备方法和应用。

背景技术

蓄冷技术是利用一系列有效手段将冷量贮存在蓄冷剂中，需要时再冷量释放出来的技术。蓄冷技术始于20世纪70年代，自此以后，人们对蓄冷技术进行了很多探索，蓄冷技术的应用范围也越来越广泛。在蓄冷技术中，蓄冷剂的选择至关重要。目前，常用的蓄冷剂为相变蓄冷剂，这类蓄冷剂利用相变吸收或释放热量，可以重复利用。

相变蓄冷剂按照组成来说，可以分为单物质相变蓄冷剂、复合物质相变蓄冷剂。由于单物质自身物化性质的单一性，不能完全满足蓄冷剂的全部要求。人们越来越倾向于选择多种物质进行复合形成复合蓄冷剂，以此来改善单一物质相变蓄冷剂的缺点。目前的低温相变蓄冷剂的相变温度大都在0~-10℃，对于更低相变温度的相变蓄冷剂研究较少。

发明内容

发明目的：针对上述缺陷，本发明所要解决的第一个技术问题是提供了一种低温、高效、潜热大、安全、相变温度可调、过冷度小的高效环保复合低温相变蓄冷剂。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供了上述高效环保低温复合相变蓄冷剂的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供了上述高效环保低温复合相变蓄冷剂的应用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：本发明提供了一种高效环保低温复合相变蓄冷剂，按质量百分比由以下组分组成：氯化钾5~11%、氯化钠10~15%、柠檬酸0.1~0.6%、四硼酸钠1~1.5%、瓜尔胶0.5~2%、水70~83.4%。

进一步，按质量百分比由以下组分组成：氯化钾10~11%、氯化钠10~13%、柠檬酸0.2~0.4%、四硼酸钠1~1.3%、瓜尔胶1~2%、水72.3~82.45%。

进一步，所述复合低温蓄冷剂的相变温度为-21℃～-24℃，相变潜热为 280-320kJ/kg。

一种高效环保低温复合相变蓄冷剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按上述的质量百分比准备氯化钾、氯化钠、瓜尔胶、柠檬酸、四硼酸钠及水；

2）将氯化钾、氯化钠、瓜尔胶、柠檬酸、四硼酸钠混合后充分研磨得到混合物；

3）将步骤2）中的混合物加入水，水浴加热保持其温度为50~60℃，开启高速搅拌，使固体物质充分溶解和分散在水中；

4）关闭搅拌，将搅拌后得到的物质静置24小时，即可得到蓄冷剂。

上述步骤3）中搅拌时间为90-120min。

上述的一种高效环保低温复合相变蓄冷剂在储藏保鲜方面的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下的特色及优点：本发明工艺较传统的蓄冷剂制备工艺具有简便、快捷的特点，所得到的蓄冷剂为透明或半透明的凝胶，具有安全、无污染、高效、相变潜热大、过冷度小的特点。经实验证明，其相变温度在-21~-24℃之间，相变潜热约为280-320kJ/kg。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

实施例1：

一种高效环保低温复合相变蓄冷剂，按质量百分比由以下组分组成：氯化钾5%、氯化钠10%、柠檬酸0.3%、四硼酸钠1.25%、瓜尔胶1%、水82.45%。

高效环保低温复合相变蓄冷剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按照质量百分比，准备氯化钾5g、氯化钠10g、瓜尔胶1g、柠檬酸0.3g、四硼酸钠1.25g、水82.45g；

2）将氯化钾、氯化钠、瓜尔胶、柠檬酸、四硼酸钠混合后充分研磨得到混合物；

3）将步骤2）中的混合物加入水，水浴加热保持其温度为55℃，开启高速搅拌，搅拌时间为90min，使固体物质充分溶解和分散在水中；

4）关闭搅拌，将搅拌后得到的物质静置24小时，即可得到蓄冷剂。

经实验证明，其相变温度为-23.1℃，相变潜热约为294kJ/kg。

实施例2：

本实施例中，按照重量百分比计算，包括氯化钾10%、氯化钠15%、柠檬酸0.3%、四硼酸钠1.25%、瓜尔胶1%、水72.45%。

1、按照质量百分比，准备氯化钾10g、氯化钠15g、瓜尔胶1g、柠檬酸0.3g、四硼酸钠1.25g、水72.45g；

2、将上述所有固体物质混合，充分研磨；

3、将称量的水加入固体中，水浴加热保持其温度为50℃，开启高速搅拌，搅拌时间为120min，使固体物质充分溶解和分散在水中。

4、关闭搅拌，将搅拌后得到的物质静置24小时，即可得到蓄冷剂。

经实验证明，其相变温度为-22.3℃，相变潜热约为310kJ/kg。

实施例3：

本实施例中，按照重量百分比计算，包括氯化钾11%、氯化钠15%、柠檬酸0.3%、四硼酸钠1.25%、瓜尔胶2%、水71.45%。

1、按照质量百分比，准备氯化钾11g、氯化钠15g、瓜尔胶1g、柠檬酸0.3g、四硼酸钠1.25g、水71.45g；

2、将上述所有固体物质混合，充分研磨；

3、将称量的水加入固体中，水浴加热保持其温度为60℃，开启高速搅拌，搅拌时间为110min，使固体物质充分溶解和分散在水中。

4、关闭搅拌，将搅拌后得到的物质静置24小时，即可得到蓄冷剂。

经实验证明，其相变温度为-21.3℃，相变潜热约为315kJ/kg。

实施例4

一种高效环保低温复合相变蓄冷剂，按质量百分比由以下组分组成：氯化钾8%、氯化钠13%、柠檬酸0.2 %、四硼酸钠1%、瓜尔胶2%、水75.8%。

高效环保低温复合相变蓄冷剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按照质量百分比，准备氯化钾8g、氯化钠13g、瓜尔胶 2g、柠檬酸0.2g、四硼酸1g、水75.8g；

2）将氯化钾、氯化钠、瓜尔胶、柠檬酸、四硼酸钠混合后充分研磨得到混合物；

3）将步骤2）中的混合物加入水，水浴加热保持其温度为55℃，开启高速搅拌，搅拌时间为90min，使固体物质充分溶解和分散在水中；

4）关闭搅拌，将搅拌后得到的物质静置24小时，即可得到蓄冷剂。

经实验证明，其相变温度为-23℃，相变潜热约为280kJ/kg。

实施例5

一种高效环保低温复合相变蓄冷剂，按质量百分比由以下组分组成：氯化钾11.1%、氯化钠15%、柠檬酸0.6%、四硼酸钠 1.3%、瓜尔胶2%、水70%。

高效环保低温复合相变蓄冷剂的制备方法，包括以下步骤：

1）按照质量百分比，准备氯化钾11.1g、氯化钠15g、瓜尔胶2g、柠檬酸0.6g、四硼酸钠1.3g、水70g；

2）将氯化钾、氯化钠、瓜尔胶、柠檬酸、四硼酸钠混合后充分研磨得到混合物；

3）将步骤2）中的混合物加入水，水浴加热保持其温度为55℃，开启高速搅拌，搅拌时间为90min，使固体物质充分溶解和分散在水中；

4）关闭搅拌，将搅拌后得到的物质静置24小时，即可得到蓄冷剂。

经实验证明，其相变温度为-24℃，相变潜热约为320kJ/kg。

目前传统的单一无机物蓄冷剂或者是单一的有机物蓄冷剂，随着溶液浓度增加，其相变温度会降低，但是相变潜热也减小。而且目前大多低温相变蓄冷剂的相变温度在0℃～-20℃。例如杨颖、沈海英在其文献中就提到，研究出的复合材料的相变温度在-16℃，相变潜热在206kJ/kg～222kJ/kg；在包伟强的发明文献中提到，其研究的蓄冷剂，相变温度为-5℃～-4℃，相变潜热为231kJ～270kJ/kg；而本发明的蓄冷剂材料，相变温度范围在-21℃～-24℃，相变潜热为280 kJ/kg～320kJ/kg，相变温度低，相变潜热高，适用范围更广。

上述仅为本发明优选的实施例，并不限制于本发明。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施例来举例说明。而由此方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。