一、复合定形相变储能材料的制备方法
1 多孔吸附法
将固一液相变材料与合适的多孔载体复合，形成多孔基复合相变材料。利用多孔载体介质内部的微小孔隙，将相变材料分散成体积很小的颗粒储存于其中，多孔介质的毛细管效应可提高相变材料在其中储藏的可靠性，当温度高于相变储能材料的熔点，相变材料发生固一液相变时也不会发生液体泄漏，同时还可利用多孔介质具有较高导热率的优点提高复合定形相变材料的换热效率。常用的多孔吸附材料有膨胀石墨、膨胀珍珠岩、蛭石、膨润土、蒙脱土、陶瓷。
多孔吸附法包括熔融物理吸附法和真空吸附法。熔融物理吸附法是将相变储能材料与多孔载体材料在固一液相变温度之上进行熔融共混吸附，其操作方便、施工简单，随着时间的推移，基体材料和相变材料之间因分子的无规则运动而产生一定的融合作用，提高了相变过程中的稳定性。真空吸附法是在多孔基体材料吸附液体相变储能材料前，先用真空泵将其孔道内的空气抽出，然后吸附液体相变材料，真空吸附法比常压吸附效果更好。
2 融熔共混法
指利用相变物质和载体基质的相容性、在熔融状态下，将相变材料与载体基质材料均匀混合在一起，制得具有特定性能的复合相变材料。由于载体基质材料的定形作用，此种复合相变材料在相变前后均呈固态并且保持形状不变，即有较高的物理稳定性。要求相变材料和载体材料必须相容，不能发生相分离、液相材料从载体基质中渗出等现象。
3 微胶囊法
利用高分子化合物以物理或者化学方法将特定温度范围的相变储能材料包覆起来，形成直径为1-300微米的固体颗粒。囊壁材料多为高分子材料，如聚乙烯、环氧树脂、聚苯乙烯、脲醛树脂等。相变过程在微胶囊的封闭空间内进行，有效阻止了相变材料的液相渗透、相分离等不稳定因素。微胶囊法对实验操作和实验设备的要求较高。
4 溶胶凝胶法
把有机或无机化合物进行溶胶一凝胶化和热处理，形成氧化物或其它固体化合物、对相变储能材料进行封装。比如，用液态化学试剂或溶胶为原料，在液相中将原料混合均匀并进行反应，生成溶胶体系，继而凝胶，经脱水处理，成型为制品。
二、石蜡/膨胀珍珠岩复合储能材料
对于日光温室，为了得到适用于温室的相变温度，需要选用熔点温度合适而且熔化热较大的相变材料。
表２－１常见无机水合盐类相变材料及其热物性 常见无机水合盐类相变储能材料的热物性
２－２不同碳链石蜡直链烷烃热物性 不同碳链石蜡直链烷烃热物性
采用微孔结构的无机物作为吸附材料，通过微孔的毛细管力将熔融态的石蜡液体吸入到微孔内，形成相变芯材／多孔（层）无机复合相变储能材料，可以有效解决石蜡的液相、泄漏问题。常用无机多孔基材主要有膨胀石墨、膨胀珍珠岩等。膨胀珍珠岩颗粒内部呈蜂窝状 结构，有很好的吸附能力、化学性质稳定、无毒、价格低廉、来源广泛，且与大多数相变材料不发生化学反应，由它作为载体材料吸附相变储能材料制得定形复合相变材料用于建筑储热具有较好的实用价值和经济效益。
摘自 日光温室复合相变保温材料的研究 周莹. 日光温室复合相变保温材料的研究. 山西农大博士论文，2017 p22
25＃相变石蜡性能参数
膨胀珍珠岩性能参数 膨胀珍珠岩性能参数
通过渗出性分析和DSC差示扫描量热法分析，最终选择石蜡与膨胀珍珠岩质量比为60：40作为理想配比、制备定形复合相变材料。此配比的复合相变颗粒的渗出百分比为13%，热稳定性好，相变温度为25.3℃，且具有122.3kJ/kg的较高相变潜热，适宜于温室生产。吸水率对比试验测试，得到多孔膨胀珍珠岩的最大吸水率可达240.4%，石蜡／膨胀珍珠岩复合定形相变材料的最大吸水率为45.2%，小于膨胀珍珠岩吸水率的五分之一，膨胀珍珠岩吸附石蜡后将有效阻止膨胀珍珠岩内部多孔结构对空气中水分的吸收，所以提升了隔热保温效果。
石膏中添加如上制备的石蜡/珍珠岩储能材料，制成的保温砂浆用于温室墙面，可有效缩小室内温度波动，节约采暖成本。白天，当室内环境温度高于相变材料的相变温度时，相变材料就会吸收环境中的热量，熔化变为液态；夜间，当室内环境温度低于相变材料的相变温度时，相变材料就将吸收的能量释放到环境中去，变为固态。
在日光温室内，不同部位的光照强度明显不同，一般表现为中部光照＞南部光照＞北部光照，特别是越靠近后墙光照度越小。弱光环境已成为制约温室生产的最普遍、影响最大的因素之一。为提高温室内光照强度，特别是温室北部的光照环境，常利用反光原理进行增光，例如张挂反光幕，虽然提高了温室北部的光照强度，但对后墙白天的蓄热受阻，夜间放热也相对减少。
石膏基石蜡／膨胀珍珠岩保温砂浆（相变温度为25.6，相变潜热为89.8kJ/kg）不仅满足相变材料的蓄放热性能，还具备白色墙面材料光的漫反射原理，在提高温室内温度的同时，还可调节温室内光照环境，满足温室内作物生长需求，适用于温室生产，故将此相变储能保温砂浆作为相变材料与温室墙体材料相结合、建造新型相变墙体温室。
与原有温室对比， 两温室内种植同龄期的“鲁蔬21号”黄瓜，在完全相同的栽培管理条件下，监测温室内气温变化、温室内光照变化、墙体内外温度变化以及植物生长指标等。黄瓜的结果总数为对照温室的130%，黄瓜总产量180%，黄瓜单果质量为140%。相变温室内的黄瓜植株的株高、茎粗等主要生长形态指标均高于对照温室内的黄瓜植株。说明相变温室内黄瓜植株的生长状况明显优于对照温室。
冬季，在典型天气日，相变温室的室内温度均比对照温室高，其中阴天平均高1.6℃，多云、晴天平均高2.3℃和2.7℃；多云、晴天的白天，相变温室内温度比对照温室内平均低1.2℃和1.3℃，最高低1.7℃和1.4℃；多云、晴天全昼夜，相变温室室内最大温差比对照温室室内最大温差低3.5℃和3.1℃；相变温室内的平均光照强度比对照温室提高了，说明石膏基白色墙体具有明显的反射、缓冲调节光照的作用，有效改善了温室内光照环境。夏季，复合相变砂浆的相变吸热作用可明显降低室内温度，同时使作物经受高温的时间大大缩短，从一定程度上降低高温伤害的发生几率。
在近三个月的试验期内，变温室室内的日最低温度均高于对照温室的日最低温度，平均高1.5℃。这说明复合相变储能砂浆的使用提高了温室内温度，同时降低了温室内的温度波动，起到了“削峰填谷”的作用。
