專利名稱：一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄冷應(yīng)用領(lǐng)域，具體的涉及一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)及其制備方 法。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)電網(wǎng)的峰谷差越來(lái)越大，其中空調(diào)用電是造成電網(wǎng)峰谷差的主要因素 之一夏季空調(diào)用電占高峰用電負(fù)荷的比重在華東電網(wǎng)、南方電網(wǎng)和華中電網(wǎng)均已經(jīng)超過(guò) 30%。用蓄冷空調(diào)，在用電低谷時(shí)把用戶所需空調(diào)冷量制備并存儲(chǔ)，在白天用電高峰時(shí) 段，儲(chǔ)存的冷量釋放供給用戶，減少高峰用電期空調(diào)的用電，蓄冷空調(diào)技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)電網(wǎng) 移峰填谷，減少電力設(shè)施的投資，提高電力設(shè)施的有效利用率，增加空調(diào)系統(tǒng)的能量調(diào)節(jié)手 段，降低社會(huì)總能耗。目前空調(diào)蓄冷方式主要有冰蓄冷和水蓄冷，另外有少量的共晶鹽蓄冷。水蓄冷是 利用顯熱蓄冷，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、技術(shù)要求低及維護(hù)費(fèi)用少等特點(diǎn)，但水的蓄冷密度很低，系 統(tǒng)占地面積大，相應(yīng)的冷損耗也大，在土地利用率高的現(xiàn)代城市難以大規(guī)模推廣。冰蓄冷是 目前空調(diào)蓄冷的主要方式，它是相變蓄冷，蓄冷能力達(dá)水蓄冷的十幾倍，但冰蓄冷要求制冷 機(jī)組冷水(冷凍液)出口溫度在o°c以下，故蒸發(fā)溫度低，機(jī)組效率低。共晶鹽是能在一定 溫度下凝固的無(wú)機(jī)鹽或一些鹽類混合物水溶液，其相變溫度高，可以使用常規(guī)制冷機(jī)組，其 相變熱約為冰的30%，蓄冷密度不高。一般共晶鹽都有一定的腐蝕性，多次使用容易老化失 效，對(duì)蓄冷設(shè)備要求高，蓄/釋冷過(guò)程換熱效率低，所以推廣使用共晶鹽蓄冷受到限制。水 合物蓄冷是利用制冷劑等物質(zhì)在一定溫度壓力條件下與水作用發(fā)生相變形成固體的現(xiàn)象， 制冷劑水合物的相變熱與冰相當(dāng)，而其相變溫度高，是理想的空調(diào)蓄冷材料。通常情況下， 制冷劑難溶于水，水合物蓄冷受制于制冷劑水合物形成難、可靠性低等因素的制約，要獲得 切實(shí)可行的水合物蓄冷技術(shù)必須從蓄冷材料入手，解決水合物形成引導(dǎo)時(shí)間長(zhǎng)而隨機(jī)、水 合物生長(zhǎng)速度慢的缺點(diǎn)?；谝陨显?，發(fā)明一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，以滿足空調(diào)應(yīng)用中對(duì)與空調(diào) 溫度相適應(yīng)、壓力低的空調(diào)蓄冷介質(zhì)的需求已成為本技術(shù)領(lǐng)域中亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì) 及其制備方法，解決了制冷劑難溶于水，制冷劑水合物形成難、熱質(zhì)傳遞速度慢、水合結(jié)晶 過(guò)冷度大、引導(dǎo)時(shí)間長(zhǎng)、可靠性低的問(wèn)題，提供一種符合環(huán)保要求，具有與空調(diào)冷凍水溫度 相適應(yīng)、壓力低的空調(diào)蓄冷介質(zhì)，使水合物蓄冷過(guò)程快速而穩(wěn)定。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)所述蓄冷介質(zhì)是在銨鹽與氟代烴或銨鹽與碳?xì)浠?合物的二元或多元混合物中加入膨脹石墨，在表面活性劑或表明活性劑和助表面活性劑作用下通過(guò)超聲波或高速攪拌形成的乳化液。優(yōu)選地，所述銨鹽包括四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基氟化銨和四丁基碘化 銨中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選地，所述氟代烴包括1，1，1，2_四氟乙烷(CF3CH2F)、二氟乙烷(CH3CHF2)或一 氟二氯乙烷(CC12FCH3)中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選地，所述碳?xì)浠衔锇ū?C3H8)、正丁烷(C4H1Q)、異丁烷(C4H1Q)或環(huán)戊烷 (C5H10)中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選地，所述膨脹石墨為粒徑小于10目的膨脹石墨。優(yōu)選地，所述表面活性劑包括由陽(yáng)離子、陰離子、兩性離子和非離子表面活性劑組 成的單一表面活性劑或混合表面活性劑。優(yōu)選地，所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基三甲基 溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、聚山梨酯、失水山梨醇脂肪酸酯、 脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚或卵磷脂一種或幾種的混合物。優(yōu)選地，所述助表面活性劑包括乙醇、乙二醇、戊醇、異戊醇、己醇和正丁醇醇類， 丙基三甲基氯化銨和正己胺胺類，磷酸三丁酯脂類中的一種或幾種混合物。一種制備上述用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)的方法，具體步驟為步驟1)首先，配制表面活性劑水溶液或表面活性劑和助表面活性劑水溶液；步驟2)然后，加入銨鹽、膨脹石墨和氟代烴或銨鹽、膨脹石墨和碳?xì)浠衔铮徊襟E3)最后，對(duì)上述混合物液體進(jìn)行攪拌或利用超聲波進(jìn)行乳化，形成蓄冷乳 液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明中的蓄冷介質(zhì)相變時(shí)形成半籠水合物和籠型水合物的混合物，通過(guò)形 成水合物物質(zhì)之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，獲得優(yōu)良的水合物蓄冷熱物理性能。水合物的相變溫度在 0. 5 20°C、相變壓力在0. 02 0. 5MPa。2.本發(fā)明的蓄冷介質(zhì)是通過(guò)在相變體系中增加溶于水的銨鹽、膨脹石墨和表面活 性劑形成乳化液，通過(guò)形成乳化液增加水合物成核數(shù)和接觸面，強(qiáng)化相變熱的傳遞，把水合 物結(jié)晶引導(dǎo)時(shí)間控制在某一恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并提高水合物的生長(zhǎng)速度，并提高了實(shí)際相變
蓄冷溫度。下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本專利作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1水合物蓄冷體系為1，1，1，2_四氟乙烷(CF3CH2F)+四丁基氯化銨+膨脹石墨+水 +十二烷基硫酸鈉混合物液體。首先配制質(zhì)量濃度為8%十二烷基硫酸鈉水溶液，然后加入四丁基氯化銨、粒徑 為50目的膨脹石墨和1，1，1，2_四氟乙烷(CF3CH2F)，其中膨脹石墨、1，1，1，2_四氟乙烷 (CF3CH2F)、四丁基氯化銨在十二烷基硫酸鈉水溶液質(zhì)量百分比分別為8%、20%和10%。對(duì) 上述混合物液體進(jìn)行攪拌(轉(zhuǎn)速SOOOrpm，攪拌時(shí)15min)，形成蓄冷乳液，在2_10°C可形成 水合物。
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實(shí)施例2水合物蓄冷體系為環(huán)戊烷+四丁基溴化銨+膨脹石墨+聚山梨酯(TWeen)85混合 物液體。首先配制質(zhì)量濃度為5%的聚山梨酯(TWeen)85水溶液，然后加入四丁基溴化 銨、粒徑為50目的膨脹石墨和環(huán)戊烷，其中膨脹石墨、環(huán)戊烷、四丁基溴化銨在聚山梨酯 (Tween)85水溶液中質(zhì)量百分比分別為10%、10%和20%。利用超聲波對(duì)上述混合物液體 進(jìn)行乳化，形成蓄冷乳液，在5-12°C可形成水合物。實(shí)施例3水合物蓄冷體系為一氟二氯乙烷(CC12FCH3)+四丁基溴化銨+膨脹石墨+失水山 梨醇脂肪酸酯(Span)40+聚山梨酯(Tween)60+異戊醇混合物液體。首先配制表面活性劑水溶液，失水山梨醇脂肪酸酯(Span)40、聚山梨酯 (Tween)60和異戊醇的質(zhì)量濃度分別為5%、10%和5%，然后加入四丁基溴化銨、粒徑為 100目的膨脹石墨和一氟二氯乙烷(CC12FCH3)，其中一氟二氯乙烷(CC12FCH3)、四丁基溴化 銨和膨脹石墨在水溶液中的質(zhì)量百分比分別為15%、30%和8%。對(duì)上述混合物液體進(jìn)行 攪拌(轉(zhuǎn)速6000rpm，攪拌時(shí)間20min)，形成蓄冷乳液，在4-10°C可形成水合物。上述實(shí)施例只是為了說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的 普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡 是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述蓄冷介質(zhì)是在銨鹽與氟代烴或銨鹽與碳?xì)浠衔锏亩蚨嘣旌衔镏屑尤肱蛎浭诒砻婊钚詣┗虮砻骰钚詣┖椭砻婊钚詣┳饔孟峦ㄟ^(guò)超聲波或高速攪拌形成的乳化液。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述銨鹽包含四 丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基氟化銨和四丁基碘化銨中的一種或幾種的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述氟代烴包括 1,1,1,2-四氟乙烷(CF3CH2F)、二氟乙烷(CH3CHF2)或一氟二氯乙烷(CCl2FCH3)中的一種或 幾種的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述碳?xì)浠衔?包括丙烷(C3H8)、正丁烷(C4Hltl)、異丁烷(C4Hltl)或環(huán)戊烷(C5Hltl)中的一種或幾種的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述膨脹石墨為 粒徑小于10目的膨脹石墨。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述表面活性劑 包括由陽(yáng)離子、陰離子、兩性離子和非離子表面活性劑組成的單一表面活性劑或混合表面 活性劑。
7.如權(quán)利要求1所述的一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述表面活性劑 包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化 銨、十六烷基三甲基氯化銨、聚山梨酯、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚 氧乙烯醚或卵磷脂一種或幾種的混合物。
8.如權(quán)利要求1所述的一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)，其特征在于，所述助表面活性 劑包括乙醇、乙二醇、戊醇、異戊醇、己醇和正丁醇醇類，丙基三甲基氯化銨和正己胺胺類， 磷酸三丁酯脂類中的一種或幾種混合物。
9.一種制備如權(quán)利要求1所述的用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)的方法，其特征在于，具體 步驟為步驟1)首先，配制表面活性劑水溶液或表明活性劑和助表面活性劑的水溶液；步驟2)然后，加入銨鹽、膨脹石墨和氟代烴或銨鹽、膨脹石墨和碳?xì)浠衔?；步驟3)最后，對(duì)上述混合物液體進(jìn)行攪拌或利用超聲波進(jìn)行乳化，形成蓄冷乳液。全文摘要
本發(fā)明公開一種用于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷介質(zhì)及其制備方法，是在銨鹽與氟代烴或銨鹽與碳?xì)浠衔锏亩蚨嘣旌衔镏屑尤肱蛎浭?，在表面活性劑或表明活性劑和助表面活性劑作用下通過(guò)超聲波或高速攪拌形成的乳化液，具體制備步驟為步驟1)配制表面活性劑水溶液或表面活性劑和助表面活性劑的水溶液；步驟2)加入銨鹽、膨脹石墨和氟代烴或銨鹽、膨脹石墨和碳?xì)浠衔?；步驟3)對(duì)上述混合物液體進(jìn)行攪拌或利用超聲波進(jìn)行乳化，形成蓄冷乳液。本發(fā)明提供了一種符合環(huán)保要求，具有與空調(diào)溫度相適應(yīng)、壓力低的空調(diào)蓄冷介質(zhì)，使水合物蓄冷過(guò)程快速而穩(wěn)定的蓄冷介質(zhì)。
文檔編號(hào)C09K5/02GK101974312SQ20101050326
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者孫志高 申請(qǐng)人:蘇州科技學(xué)院