CN102382630A - 一种蓄冷介质及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄冷介质及其制备方法，该蓄冷介质由以下重量份数的组分组成：熔点调节剂10—18份，氯化钠0.5－2份，瓜尔豆胶0.05－0.2份，水80—90份。本发明的蓄冷介质以熔点调节剂，氯化钠，瓜尔豆胶和水为原料，各原料取材方便，造价低；另外采用本发明的方法制备的蓄冷介质具有以下优点：其制备简单，造价低、环保、无污染；本发明的蓄冷介质冻结温度点相对共晶温度点为-23.5℃，冷冻机械性能系数（COP）高，能量转化利用率高，比传统蓄冷介质节能30%以上；本蓄冷介质性能稳定，可重复使用，长期使用性能不变。

Description

一种蓄冷介质及其制备方法
技术领域
本发明涉及蓄冷技术领域，具体涉及一种蓄冷介质，同时还涉及一种该蓄冷介质的制备方法。
背景技术
目前，控温的方式繁多，在蓄冷技术领域常见的蓄冷方式有水蓄冷、冰蓄冷及共晶盐蓄冷。水蓄冷方式，水蓄冷系统占地面积比较大；冰蓄冷方式主要用于空调蓄冷技术领域；在运输及储藏物质的过程中则大多采用共晶盐蓄冷方式。冰蓄冷空调的蒸发温度同蓄冷介质的相变温度有关， 冰的熔点（0℃）较低是导致冰蓄冷空调性能下降的主要原因，提高蓄冷介质的相变温度对节约电能将具有重要作用；蓄冷作为主要储能技术的应用方式之一，应用于空高系统可移峰平谷，平衡电力负荷。而对于蓄冷介质的选择，常见的蓄冷介质也比较多，如公开了一种蓄冷介质，其成分为氯化钠和硝酸铵的混合水溶液，此种蓄冷介质在30℃的环境中7小时内融化完毕；还有文献公开的一种蓄冷剂，主要成分为甲酸钠水溶液，适当加入防腐剂，在30℃环境中6.5小时内融化完毕；还有一种共晶盐溶液蓄冷剂，是由硫酸钠、氯化钾、氯化铵的混合水溶液组成，在30℃环境中8小时内融化完毕。以上蓄冷介质虽然同属共晶盐蓄冷介质，但蓄冷量相对较少，造价相对较高，冷量释放不能持久。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种蓄冷量高，冷量释放持久的蓄冷介质。
同时，本发明的目的还在于提供一种蓄冷介质的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种蓄冷介质，由以下重量份数的组分组成：熔点调节剂10—18份，氯化钠0.5－2份，瓜尔豆胶0.05－0.2份，水80—90份。
所述的熔点调节剂为氯化铵。
所述的水为10万级纯化水。
同时，本发明的技术方案还在于采用了一种蓄冷介质的制备方法，包括以下步骤：
（1）向反应釡中加入水和熔点调节剂，搅拌15—30分钟至完全溶解；
（2）向步骤（1）所得的溶液中加入氯化钠继续搅拌，直至氯化钠全部溶解；（3）向步骤（2）所得的溶液中加入瓜尔豆胶，边搅拌边加热至51—53℃，保持25—30分钟，冷却至30—35℃后，进行灌装。
步骤（1）中所述的熔点调节剂为氯化铵。
步骤（1）中的水为10万级纯化水。
    本发明的蓄冷介质以熔点调节剂，氯化钠，瓜尔豆胶和水为原料，各原料取材方便，造价低；另外采用本发明的方法制备的蓄冷介质具有以下优点：（1）其制备简单，造价低、环保、无污染；（2）本发明的蓄冷介质冻结温度点相对共晶温度点为-23.5℃，冷冻机械性能系数（COP）高，能量转化利用率高，比传统蓄冷介质节能30%以上；（3）本发明的蓄冷介质蓄冷量大，为278.75 KJ/KG，目前已公开的蓄冷介质蓄冷量均低于250.00 KJ/KG；（4）本发明的蓄冷介质在-23.5℃比热为：23.70 KJ/KG.K，明显高于其他蓄冷介质，因此单位重量蓄冷介质温度控制时间长；（5）本发明的蓄冷介质冻结膨胀率为5.5%，水膨胀率为9%，目前已经公开其他蓄冷介质膨胀率在6.5—8.1%之间不等，因此，本发明的蓄冷介质灌装于相对体积大小容器中量更大，制造具有蓄冷功能的蓄冷配件，对包装容器的耐压力要求低，对包装要求不苛刻；（6）本发明的蓄冷介质酸碱度适中，pH值为7.2，中性，故对金属的腐蚀性小，将铜片、铅片、铝片置于本蓄冷介质中，常温下放置半年后，这些金属仍保持原有光泽，因此，本发明的蓄冷介质采用金属包装容器做成各种温控设备，使用寿命长；（7）本蓄冷介质性能稳定，可重复使用，长期使用性能不变。
具体实施方式
蓄冷介质的实施例
实施例1 
本实施例的蓄冷介质由以下重量份数的组分组成：氯化铵15份，氯化钠1份，瓜尔豆胶0.1份，水84.9份。
以下各实验中的对照组成分如下：
对照组１的成分为氯化钠和硝酸铵的混合水溶液；对照组２的蓄冷剂主要成分为甲酸钠水溶液，适当加入防腐剂；对照组３的共晶盐溶液蓄冷剂是硫酸钠、氯化钾、氯化铵的混合水溶液；对照组４的蓄冷剂是氯化钾和氯化铵的混合水溶液；对照组５的蓄冷剂是氯化钾、水、乙醇的共晶物。
本实施例的蓄冷介质蓄冷量测定
本实施例选取目前已经公开的几种蓄冷介质及本发明提供的蓄冷介质进行蓄冷量测定。
-30℃— -18℃温度范围内，量热器法测定各蓄冷介质的蓄冷量：
对照组１：223.67 KJ/KG；对照组2：247.23 KJ/KG；对照组3：236.65 KJ/KG；对照组4：208.51 KJ/KG；对照组5：241.98 KJ/KG；本实施例提供的蓄冷介质： 278.75 KJ/KG。
蓄冷介质膨胀率测定
选取目前已经公开的几种蓄冷介质、水及本实施例的蓄冷介质进行膨胀率测定。
对照组１：6.5%；对照组2：7.3%；对照组3：6.9%；对照组4：5.9%；对照组5：7.9%；水：9%；本实施例提供的蓄冷介质：5.5%。
蓄冷介质比热测定
选取目前已经公开的几种蓄冷介质及本实施例提供的蓄冷介质进行比热测定。
-30℃—-18℃温度范围内测定介质比热：
对照组１：20.19 KJ/KG.K；对照组2：18.23 KJ/KG.K；对照组3：21.69 KJ/KG.K；对照组4：19.52 KJ/KG.K；对照组5：22.06 KJ/KG.K；本发明提供的蓄冷介质：23.70 KJ/KG.K。
蓄冷介质融化速度测定
选取目前已经公开的几种蓄冷介质、水及本实施例提供的蓄冷介质进行融化速度测定。
30℃环境下测定各类介质融化完毕所需要的时间：
对照组１：6.5小时；对照组2：7.5小时；对照组3：6.5小时；对照组4：7小时；对照组5：8小时；水：5.5小时；本发明提供的蓄冷介质：8小时。
蓄冷介质酸碱度测定
选取目前已经公开的几种蓄冷介质、水及本实施例提供的蓄冷介质进行酸碱度测定。
测定各介质的pH值：
对照组１：6.3；对照组2：7.6；对照组3：6.5；对照组4：7.0；对照组5：7.4；水：6.8；本实施例提供的蓄冷介质：7.2。
冷藏车温控测定
在冷藏车中加入本实施例提供的蓄冷介质灌装的蓄冷条，在冷藏车运行50公里之后，未加蓄冷条的冷藏车冷藏室温度变化为上下浮动4℃，加入蓄冷条的冷藏车冷藏室温度变化为上下浮动1℃；将冷藏车冷藏室控温系统关闭10小时之后，未加蓄冷条的冷藏车冷藏室温度变化为升高10℃，加入蓄冷条的冷藏车冷藏室温度变化为升高3℃
低温冰箱温控测定
在-40℃的低温冰箱中加入本实施例提供的蓄冷介质灌装的蓄冷条，将冰箱断电，24小时后，未加蓄冷条的冰箱温度为-20℃，加入蓄冷条的冰箱温度为-35℃。
实施例2
本实施例的蓄冷介质由以下重量份数的组分组成：氯化铵10份，氯化钠0.5份，瓜尔豆胶0.05份，水89.45份。
实施例3
本实施例的蓄冷介质由以下重量份数的组分组成：氯化铵16份，氯化钠2份，瓜尔豆胶0.2份，水81.8份。
蓄冷介质制备方法的实施例
制备实施例1
本实施例的蓄冷介质的制备方法如下: 
（1）向反应釡中加入重量份数为84.9份的10万级纯化水和重量份数为15份的氯化铵，搅拌15分钟至完全溶解；
（2）向步骤（1）所得的溶液中加入重量份数为1份的氯化钠继续搅拌，直至氯化钠全部溶解；
（3）向步骤（2）所得的溶液中加入重量份数为0.1份的瓜尔豆胶，边搅拌边加热至51℃，保持28分钟，冷却至30℃后，进行灌装。
制备实施例2
本实施例的蓄冷介质的制备方法如下: 
（1）向反应釡中加入重量份数为89.45份的10万级纯化水和重量份数为10份的氯化铵，搅拌25分钟至完全溶解；
（2）向步骤（1）所得的溶液中加入重量份数为0.5份的氯化钠继续搅拌，直至氯化钠全部溶解；
（3）向步骤（2）所得的溶液中加入重量份数为0.05份的瓜尔豆胶，边搅拌边加热至52℃，保持25分钟，冷却至33℃后，进行灌装。
    制备实施例3
本实施例的蓄冷介质的制备方法如下: 
（1）向反应釡中加入重量份数为81.8份的10万级纯化水和重量份数为16份的氯化铵，搅拌30分钟至完全溶解；
（2）向步骤（1）所得的溶液中加入重量份数为2份的氯化钠继续搅拌，直至氯化钠全部溶解；
（3）向步骤（2）所得的溶液中加入重量份数为0.2份的瓜尔豆胶，边搅拌边加热至53℃，保持30分钟，冷却至35℃后，进行灌装。

Claims (6)

1.一种蓄冷介质，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：熔点调节剂10—18份，氯化钠0.5－2份，瓜尔豆胶0.05－0.2份，水80—90份。
2.根据权利要求1所述的蓄冷介质，其特征在于：所述的熔点调节剂为氯化铵。
3.根据权利要求1所述的蓄冷介质，其特征在于：所述的水为10万级纯化水。
4.一种如权利要求1所述的蓄冷介质的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）向反应釡中加入水和熔点调节剂，搅拌15—30分钟至完全溶解；
（2）向步骤（1）所得的溶液中加入氯化钠继续搅拌，直至氯化钠全部溶解；（3）向步骤（2）所得的溶液中加入瓜尔豆胶，边搅拌边加热至51—53℃，保持25—30分钟，冷却至30—35℃后，进行灌装。
5.根据权利要求4所述的蓄冷介质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的熔点调节剂为氯化铵。
6.根据权利要求4所述的蓄冷介质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的水为10万级纯化水。
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