CN103189466B

CN103189466B - 用于吸收式热泵的工作介质

Info

Publication number: CN103189466B
Application number: CN201180051909.4A
Authority: CN
Inventors: M·塞勒; R·施奈德; O·策那科尔; M-C·施奈德
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-11-04
Also published as: CA2817264C; US20130219949A1; CA2817264A1; CN103189466A; HK1187070A1; KR20130100349A; EP2638123B1; EP2638123A1; JP2017036914A; KR101404833B1; JP2013543965A; BR112013007941A2; JP6358799B2; WO2012062656A1; MY153070A; SG188955A1

Abstract

本发明涉及一种工作介质，其包含至少一种制冷剂、至少一种具有6至10个碳原子的一元脂族醇和至少一种由至少一种有机阳离子和至少一种阴离子组成的离子液体，所述工作介质在吸收式热泵中与不含具有6至10个碳原子醇的工作介质相比显示出改善的效率COP。

Description

用于吸收式热泵的工作介质

技术领域

本发明涉及一种用于吸收式热泵的工作介质，其包含制冷剂、作为吸附介质的离子液体和用于改善质量传递和热传递的添加剂。

背景技术

典型的热泵是以制冷剂经过蒸发器和冷凝器的回路为基础的。在该蒸发器中，制冷剂被蒸发并且被制冷剂吸收的蒸发热从第一介质中排出。然后使该蒸发的制冷剂借助于压缩机经受更高的压力并且在冷凝器中以比蒸发过程更高的温度将其冷凝，同时蒸发热再次释放并且将热量以更高的温度水平传递至第二介质。随后将液化的制冷剂再一次降压至蒸发器的压力。

传统的热泵由于气态制冷剂的压缩而具有消耗大量机械能的缺点。与此相反，吸收式热泵具有降低的机械能消耗。吸收式热泵除了传统热泵的制冷剂、蒸发器以及冷凝器之外还具有吸附介质(sorptionmedium)、吸收器和解吸器。在蒸发的压力下该蒸发的制冷剂被吸收至该吸收器内的吸附介质中，随后通过在比冷凝更高的压力下供应热量从而使其从吸附介质中解吸。压缩由制冷剂和吸附介质组成的液体工作介质需要比在传统热泵中压缩制冷剂蒸气更少的机械能；用于使该制冷剂解吸的热能代替了机械能的消耗。以用于冷却或加热的热流与供应至用于吸收式热泵的运转的解吸器的热流之比来计算吸收式热泵的效率，其被称为“性能系数”，缩写为COP。

在工业中使用的大部分吸收式热泵使用含有水作为制冷剂和溴化锂作为吸附介质的工作介质。在这种工作介质的情况下，可以通过添加少量的C6-12的醇来改善该吸收器中的质量传递和热传递，且如所已知的，例如由US3,276,217、US3,580,759和US3,609,087中所得知的，以这种方式可以实现更高的效率COP。在工业中，为此目的，主要以大约100ppm的量添加2-乙基-1-己醇。在吸收器中的2-乙基-1-己醇的作用是基于在液体表面上从蒸气相中吸收醇，这会导致表面张力的局部降低，由此触发马兰哥尼对流，从而改善质量传递和热传递，如由X.Zhou，K.E.Herold的Proc.ofTheInt.SorptionHeatPumpConf.2002(ISHPC’02)，第341-346页所获知的。2-乙基-1-己醇具有表面活性剂的作用并且能够将水在20℃的表面张力从76mN/m降低至约50mN/m。与水比较，在吸收式热泵中以57重量%的LiBr使用水和溴化锂的混合物能够使其具有增加的96mN/m表面张力，且可以通过添加2-乙基-1-己醇来使其降低至约40mN/m的值。

含有作为制冷剂的水和作为吸附介质的溴化锂的工作介质具有水在工作介质中的浓度不应低于35-40重量%的缺点，否则溴化锂会结晶，由此会产生问题直至工作介质凝固。在使用含有作为制冷剂的水和作为吸附介质的溴化锂的工作介质的吸收式制冷机的情况下，因此在要求经由湿式冷却塔冷却的热带国家的温度水平下必须去除该吸收器中的热量。

WO2005/113702和WO2006/134015提议使用含有具有有机阳离子的离子液体作为吸附介质的工作介质以免由吸附介质结晶所引起的问题。

WO2009/097930描述了通过向含有具有有机阳离子的离子液体作为吸附介质的工作介质中添加表面活性添加剂，以便由该工作介质改善表面的润湿。EP2093278A1公开了诸如异硬脂醇和油醇等脂肪醇作为用于离子液体的润湿促进剂。

然而，现有技术没有任何涉及在包含具有有机阳离子的离子液体作为吸附介质的工作介质的情况下添加剂可以改善吸收式热泵吸收过程中的质量传递或热传递的教导。

离子液体在与制冷剂水的混合物中显示出与吸附介质溴化锂完全不同的性能，因为与LiBr相反，离子液体与水相比不会增加表面张力，而是显著地降低了表面张力，这正如例如从W.Liu等人的J.Mol.liquids140(2008)68-72中所得知的。离子液体显示出与2-乙基-1-己醇类似的表面活性剂性质并且在与水混合物中的液体界面处聚集。因此，所属技术领域的技术人员必须依照假设，即在离子液体和水的混合物中添加2-乙基-1-己醇不会以与溴化锂和水的混合物一样的方式大量降低表面张力，且当将2-乙基-1-己醇添加到离子液体和水的混合物中时没有出现在溴化锂和水混合物情况下所观察到的质量传递和热传递的改善。

发明内容

现在本发明的发明人意外地发现，与这个预期相反，在吸收式热泵中含有水作为制冷剂和离子液体作为吸附介质的工作介质中添加甚至少量的具有6至10个碳原子的一元脂族醇（如2-乙基-1-己醇）会显著改善该吸收中的质量传递和热传递并产生更高效率的COP。同样令人惊讶地是，甚至当使用甲醇或者乙醇作为制冷剂时可通过添加这样的醇来实现该吸收过程中质量传递和热传递的改善并产生较高效率的COP。

因此，本发明提供一种用于吸收式热泵的工作介质，其包含至少一种制冷剂、至少一种具有6至10个碳原子的一元脂族醇和至少一种由至少一种有机阳离子和至少一种阴离子组成的离子液体。

本发明另外提供一种吸收式热泵，其包括吸收器、解吸器、冷凝器、蒸发器和根据本发明的工作介质。

为了本发明的目的，术语“吸收式热泵”包括通过在低温水平下吸收热量和在较高温度水平下又释放热量并由供应至解吸器的热量来驱动的所有装置。因此本发明的吸收式热泵包括吸收式制冷机、和狭义的吸收式热泵（在比解吸器和冷凝器更低的工作压力下运转吸收器和蒸发器）以及吸收式热转换器（在比解吸器和冷凝器更高工作压力下运转吸收器和蒸发器）。在吸收式制冷机中，通过吸收蒸发器中的蒸发热来冷却介质。在狭义的吸收式热泵中，利用在冷凝器和/或吸收器中释放的热量来加热介质。在吸收式热转换器中，利用在吸收器中释放的吸收热来加热介质，由此在比给解吸器供应的热量中更高的温度下获得吸收热。

本发明的工作介质包含至少一种制冷剂、至少一种具有6至10个碳原子的一元脂族醇和至少一种由至少一种有机阳离子和至少一种阴离子组成的离子液体。该工作介质优选包含4重量%至67重量%的制冷剂、0.0001重量%至10重量%的具有6至10个碳原子的醇和30重量%至95重量%的离子液体。

本发明的工作介质包含至少一种挥发性制冷剂，以便当该工作介质用于吸收式热泵时可以通过供应来自工作介质的热量从而使该制冷剂的一部分在解吸器中从工作介质中蒸发。作为制冷剂，本发明的工作介质优选包含水、甲醇、乙醇或这些制冷剂的任意混合物。该制冷剂特别优选甲醇、乙醇、甲醇和乙醇的混合物、乙醇与水的混合物、或甲醇与水的混合物。该制冷剂最优选是乙醇。根据本发明含有甲醇、乙醇、或者甲醇或乙醇与水的混合物作为制冷剂的工作介质可用于吸收式制冷机中以冷却至低于0℃的温度。根据本发明含有水作为制冷剂的工作介质当其用于吸收式热泵时不会形成任何易燃的蒸气。

本发明的工作介质还包含至少一种具有6至10个碳原子的一元脂族醇，当将该工作介质用于吸收式热泵时所述一元脂族醇能够改善在吸收器内吸收制冷剂过程中的质量传递和热传递。该醇优选是伯醇并且优选具有支链烷基基团。适宜的醇原则上是所有的己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇及其任意混合物，优选的醇是2-甲基-1-己醇、2-乙基-1-己醇和3,5,5-三甲基-1-己醇，且尤其优选2-乙基-1-己醇。本发明的工作介质优选包含至少0.0001重量%、尤其优选至少0.001重量%和特别是至少0.0015重量%的具有6至10个碳原子的醇。本发明的工作介质优选包含至多10重量%、尤其优选至多0.1重量%和特别是至多0.05重量%的6至10个碳原子的醇。在这些范围内，优选依据使用的制冷剂和使用的离子液体来选择醇在该工作介质中的比例，从而以量尽可能最少的醇实现吸收器中质量传递和热传递的充分增加。

本发明的工作介质进一步包含由至少一种有机阳离子和至少一种阴离子组成的至少一种离子液体，且当该工作介质用于吸收式热泵时，该离子液体作为制冷剂的吸附介质起作用。此处，术语“离子液体”是指由阴离子和阳离子组成的盐或盐的混合物，其具有小于100℃的熔点。术语“离子液体”是指不含有非离子材料或添加剂的盐或盐的混合物。该离子液体优选由有机阳离子与有机或无机阴离子的一或多种盐组成。该离子液体优选具有小于20℃的熔点以免当该工作介质用于吸收式热泵时离子液体在吸附介质回路中凝固。

该离子液体的一或多种阴离子可以具有一个、两个或多个负电荷，优选其具有一个负电荷，尤其优选一价酸的阴离子。该离子液体的一或多种阴离子优选具有至多260g/mol的分子量、尤其优选至多220g/mol、特别是至多180g/mol和最优选至多160g/mol的分子量。限制阴离子的摩尔质量能够改善工作介质在吸收式热泵运转过程中的脱气范围。

适当的阴离子是一价无机酸的阴离子，优选卤离子、硝酸根、亚硝酸根和氰酸根；以及一价有机酸的阴离子、优选羧酸的阴离子如甲酸根、醋酸根、丙酸根、苯甲酸根和甘醇酸根。同样适合的是二价无机酸的单价阴离子和二价阴离子，优选硫酸根、硫酸氢根、碳酸根和碳酸氢根；以及二阶有机酸的单价阴离子和二价阴离子、优选草酸根、琥珀酸根和丙二酸根。三价无机酸的单价阴离子、二价阴离子和三价阴离子也是适合的，优选磷酸根、磷酸氢根和磷酸二氢根。另外适合的无机阴离子是四氟硼酸根、六氟磷酸根、氢氧根、硼酸根、卤代锑酸根（haloantimonate）、卤代铜酸根（halocuprate）、卤代锌酸根（halozincate）和卤代铝酸根（haloaluminate）。另外适合的有机阴离子是具有式R^aOSO₃ ^-、R^aSO₃ ^- _、R^aOPO₃ ^2-、(R^aO)₂PO₂ ^-、R^aPO₃ ^2-、R^aOCO₂ ^-、R^aCOO^-、(R^aCO)₂N^-、(R^aSO₂)₂N^-、N(CN)₂ ^-和C(CN)₃ ^-的阴离子，其中R^a是具有1-30个碳原子的直链或支链的脂肪族烃基团、具有5-40个碳原子的脂环族烃基团、具有6-40个碳原子的芳烃基团、具有7-40个碳原子的烷基芳香基团或具有1-30个碳原子的直链或支链的全氟烷烃基团；和糖精根(saccharinate)；以及其中R^a是聚醚基团的具有式R^aOSO₃ ^-和R^aSO₃ ^-的阴离子。

该离子液体的一或多种阴离子优选选自氢氧根、卤离子、硝酸根、亚硝酸根、羧酸根、磷酸根、烷基磷酸根、二烷基磷酸根、硫氰酸根、氰酸根、二氰胺根、硫酸根、烷基硫酸根、烷基磺酸根、四氟硼酸根和六氟磷酸根，且尤其优选选自氢氧根、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、甲酸根、醋酸根、丙酸根、甘醇酸根、二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、甲基硫酸根和乙基硫酸根。

在优选方案中，该工作介质包含具有磷酸根或膦酸根离子的离子液体、尤其是具有二甲基磷酸根或二乙基磷酸根的离子液体，该离子液体与作为制冷剂的甲醇或乙醇组合。这个组合能够同时实现低腐蚀和在吸收器中高的质量传递和热传递，并且当该工作介质用于吸收式热泵时能够避免离子液体在吸附介质回路中的凝固。

该离子液体的一或多种有机阳离子可具有一个、两个或更多个正电荷，并且优选具有一个正电荷。该离子液体的一种或多种有机阳离子优选具有至多260g/mol的分子量、尤其优选至多220g/mol、特别是至多195g/mol和最优选至多170g/mol的分子量。限制阳离子的摩尔量能够改善工作介质在吸收式热泵运转过程中的脱气范围。

适当的有机阳离子特别是具有通式（I）至（V）的阳离子：

R¹R²R³R⁴N⁺(I)

R¹R²R³R⁴P⁺(I)

R¹R²R³S⁺(III)

R¹R²N⁺=C(NR³R⁴)(NR⁵R⁶)(IV)

R¹R²N⁺=C(NR³R⁴)(XR⁵)(V)

其中：

R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶相同或不同并且各自是氢、直链或支链的脂肪族烃或烯烃基团、脂环族烃或环烯烃基团、芳烃基团、烷基芳香基基团、端部用OH、OR’、NH₂、N(H)R’或N(R’)₂官能化的直链或支链的脂肪族烃基团或烯烃基团、或者通式为-(R⁷-O)_n-R⁸的聚醚基团，其中在通式（V）的阳离子情况下R⁵不是氢；

R’是脂肪族烃或烯烃基团；

R⁷是含有2或3个碳原子的直链或支链亚烷基；

n是1-3；

R⁸是氢或者直链或支链脂肪族烃或烯烃基团；

X是氧原子或硫原子；

其中基团R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶之中的至少一个不是氢，优选基团R¹、R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶中的每一个都不是氢。

其中基团R¹和R³一起形成4-10元环、优选5元环或6元环的通式（I）至（V）的阳离子同样是适宜的。

同样适合的是在环中具有如上所述定义的R¹基团的具有至少一个季氮原子的杂芳香阳离子，优选在氮原子上是取代的吡咯、吡唑、咪唑、噁唑、异噁唑、噻唑、异噻唑、吡啶、嘧啶、吡嗪、吲哚、喹啉、异喹啉、邻二氮杂萘、喹喔啉或酞嗪的衍生物。

该有机阳离子优选包含季氮原子。该有机阳离子优选是1-烷基咪唑鎓离子、1,3-二烷基咪唑鎓离子、1,3-二烷基咪唑啉鎓离子、N-烷基吡啶鎓离子、N,N-二烷基吡咯烷鎓离子或具有结构R¹R²R³R⁴N⁺的铵离子，其中R¹、R²和R³各自彼此独立地是氢、烷基或羟乙基，以及R⁴是烷基。

在优选方案中，该有机阳离子是1,3-二烷基咪唑鎓离子，其中烷基独立地选自甲基、乙基、n-丙基和n-丁基。

在进一步的优选方案中，该有机阳离子是N-烷基化的烷基吡啶鎓离子，此后称为N-烷基烷基吡啶鎓离子，其可以通过使在氮原子上是未取代的烷基吡啶的混合物烷基化来获得，优选N-甲基烷基吡啶鎓离子和N-丁基烷基吡啶鎓离子。特别优选可通过使甲基吡啶、二甲基吡啶和乙基吡啶的混合物烷基化后获得的N-烷基烷基吡啶鎓离子。

优选的有机阳离子是1-甲基咪唑鎓根、1,3-二甲基咪唑鎓根、1-乙基-3-甲基咪唑鎓根、1-丁基-3-甲基咪唑鎓根、和2-羟乙基三甲基铵根。

在本发明工作介质的优选方案中，该制冷剂是水和该离子液体是2-羟乙基三甲基醋酸铵、2-羟乙基三甲基氯化铵、2-羟乙基三甲基甘醇酸铵、1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基磷酸盐、1,3-二乙基咪唑鎓二乙基磷酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓醋酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓丙酸盐、N-丁基烷基氯化吡啶、N-丁基-烷基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基烷基氯化吡啶、N-甲基烷基吡啶鎓醋酸盐、N-丁基氯化吡啶、N-丁基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基氯化吡啶、N-甲基吡啶鎓醋酸盐、四甲基甲酸铵、四甲基醋酸铵、1-丁基三甲基醋酸铵、1-丁基三甲基氯化铵、1-丁基三甲基甲酸铵、1-丁基-4-甲基哌啶鎓醋酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓醋酸盐或这些提及的离子液体的两种或更多种混合物。利用这些工作介质能够在吸收式热泵中同时实现特别高的脱气范围和特别高效率的COP。

在本发明的工作介质的进一步优选方案中，该制冷剂是甲醇或乙醇且该离子液体是2-羟乙基三甲基醋酸铵、2-羟乙基三甲基甘醇酸铵、1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1,3-二乙基咪唑鎓二乙基磷酸盐、1,3-二乙基咪唑鎓二甲基磷酸盐、N-丁基-烷基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基烷基吡啶鎓醋酸盐、N-丁基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基吡啶鎓醋酸盐、1-丁基三甲基醋酸铵、1-丁基三甲基甲酸铵、1-丁基-4-甲基哌啶鎓醋酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓醋酸盐、N,N-二甲基吡咯烷鎓醋酸盐或这些提及的离子液体的两种或更多种的混合物。这些工作介质允许进行冷却至低于0℃的温度且在吸收式制冷装置中实现高效率COP，同时就装置而言具有很少的费用。

该离子液体可以由现有技术已知的方法来制备，例如如在P.Wasserscheid，T.Welton的IonicLiquidsinSynthesis，第二版，Wiley-VCH(2007)，ISBN3-527-31239-0中或在Angew.Chemie112(2000)第3926-3945页中所描述的方法。

该离子液体优选在20℃是液体，并且根据DIN53019在这个温度具有1mPa·s至15000mPa·s、尤其优选2mPa·s至10000mPa·s、特别是5mPa·s至5000mPa·s和最优选10mPa·s至3000mPa·s的粘度。在50℃的温度，该离子液体优选具有小于3000mPa·s、优选小于2000mPa·s和特别是小于1000mPa·s的粘度。

优选使用具有与水无限混溶性的离子液体，其对于水解是稳定的并且在直到100℃的温度下都是热稳定的。

水解稳定的离子液体在与50重量%水的混合物中当在80℃下存储8000h时，水解稳定的离子液体显示出小于5%的水解降解率。

当在氮保护气氛下以10℃/分钟的加热速率从25℃加热至100℃时，该直到100℃温度下热稳定的离子液体在热解重量分析过程中显示出小于20%的重量减小。尤其优选离子液体在分析过程中显示出小于10%和特别是小于5%的重量减小。

除了制冷剂、离子液体和具有6至10个碳原子的一元脂族醇之外，本发明的工作介质可以进一步包含添加剂，优选防腐剂。以该液体离子的质量计，防腐剂的比例优选是从10至50000ppm、尤其优选从100至10000ppm。优选的无机防腐剂是Li₂CrO₄、Li₂MoO₄、Li₃VO、LiVO₃、NiBr₂、Li₃PO₄、CoBr₂和LiOH。适宜的有机防腐剂是胺和烷醇胺，优选2-氨基乙醇、2-氨基丙醇和3-氨基丙醇；和脂肪酸与烷醇胺的酰胺（称为脂肪酸烷醇酰胺），及其烷氧化物。例如，适宜的有机防腐剂是2-氨基乙醇和油酰胺乙醇聚乙氧基化物（oleyamidoethanolpolyethoxylate）的混合物，所述油酰胺乙醇聚乙氧基化物可以以商品名AC101从EvonikGoldschmidtGmbH获得。另外适宜的防腐剂是有机磷酸酯、特别是乙氧基化脂肪醇的磷酸酯、和脂肪酸/烷醇胺混合物。优选的有机防腐剂是苯并咪唑，特别是苯并三唑。

在根据ASTMD1384的腐蚀试验中，对于所有试验材料，本发明的工作介质优选提供小于5g/m²的材料损失、特别优选小于3g/m²和特别是小于2g/m²的材料损失。在这个试验中，在支架内的绝缘棒上将精确称重的具有孔的铜、软焊料、黄铜、钢、灰口铸铁和铸铝的金属板在彼此之后排列。在各个情况下将铜、软焊料和黄铜由黄铜、钢、灰口铸铁的垫片以导电方式连接，和在各个情况下将铸铝由钢的垫片以导电方式连接，但是所产生的“包装件（packet）”彼此隔离。将该试验样品浸入工作介质中并在88℃加热14天，同时使空气穿过该介质。随后清洗这些板、再次称重、并且测量材料损失。

优选的是具有制冷剂和离子液体组合的工作介质，其90重量%的离子液体和10重量%的制冷剂的混合物在35℃下的蒸气压力小于该纯制冷剂在35℃时蒸气压力的60%、特别优选小于30%、特别是小于20%和最优选小于15%。这样的制冷剂和离子液体的组合能够获得宽的脱气范围且可以减少在该吸收式热泵的回路中工作介质的量。

本发明的吸收式热泵包括吸收器、解吸器、冷凝器、蒸发器和如上所述的本发明的工作介质。

在本发明的吸收式热泵的运转过程中，在吸收器内的低浓度制冷剂工作介质中气态制冷剂被吸收以产生富含制冷剂的工作介质，同时吸收释放热量。在解吸器中制冷剂从所产生的富含制冷剂的工作介质中以蒸气的形式解吸，同时提供热量以产生低浓度的制冷剂工作介质，该低浓度的制冷剂工作介质再次循环至吸收器中。在解吸器中获得的气态制冷剂在冷凝器中被冷凝，并释放冷凝热，将由此获得的液体制冷剂在蒸发器中蒸发，同时吸收蒸发热并将所产生的气态制冷剂再循环至吸收器内。

本发明的吸收式热泵可具有单级或具有工作介质的多个连接回路的多级。

在优选方案中，该吸收式热泵是吸收式制冷机且在蒸发器中从要冷却的介质中吸收热量。

本发明的吸收式热泵与由WO2005/113702和WO2006/134015获知的具有离子液体作为吸附介质的吸收式热泵相比具有更高的效率。

具体实施方式

实施例

利用由80重量%的离子液体和20重量%的制冷剂组成的工作介质，以85℃的驱动温度和30℃的冷却水温度以及约527kW的冷却功率来运行来自YAZAKI的吸收式制冷机型号为CH-MG150，并且利用在F.Ziegler的Int.J.Therm.Sci.38(1999)第191-208页中描述的方法来测定效率COP。在各个情况下测试不添加添加剂和添加0.01重量%的2-乙基-1-己醇(2EHL)的工作介质。

表1显示了具有水作为制冷剂的工作介质的结果，而表2则显示了具有乙醇作为制冷剂的工作介质的结果。在这些表中，缩写表示下列离子液体：

EMIMCl1-乙基-3-甲基氯化咪唑

EMIMOAc1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐

EMIMDMP1-乙基-3-甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐

EMIMDEP1-乙基-3-甲基咪唑鎓二乙基磷酸盐

CholineOAc2-羟乙基三甲基醋酸铵

BAPClN-丁基烷基氯化吡啶

BMIMCl1-丁基-3-甲基氯化咪唑

MMIMOAc1,3-二甲基咪唑鎓醋酸盐

MMIMOPr1,3-二甲基咪唑鎓丙酸盐

表1具有水作为制冷剂的工作介质

离子液体	无添加剂时的效率COP	具有0.01重量%2EHL时的效率COP
			EMIM Cl	0.62	0.70
EMIM OAc	0.69	0.75
			MMIM OAc	0.61	0.73
MMIM OPr	0.64	0.78
			Choline OAc	0.68	0.75
BAP Cl	0.65	0.72

表2具有乙醇作为制冷剂的工作介质

离子液体	无添加剂时的效率COP	具有0.01重量%2EHL时的效率COP
			BMIM Cl	0.41	0.44
EMIM DMP	0.54	0.58
			EMIM DEP	0.57	0.60

这些实施例表明，对测试的所有离子液体，不管阴离子或有机阳离子，在水作为制冷剂的情况以及在乙醇作为制冷剂的情况中，当在工作介质中添加2-乙基-1-己醇时都改善了效率COP。

Claims

1.一种用于吸收式热泵的工作介质，其包含至少一种制冷剂、至少一种具有6至10个碳原子的一元脂族醇和至少一种由至少一种有机阳离子和至少一种阴离子组成的离子液体。

2.根据权要求1的工作介质，其特征在于：所述工作介质包含4重量％至67重量％的制冷剂、0.0001重量％至10重量％的具有6至10个碳原子的醇和30重量％至95重量％的离子液体。

3.根据权要求1或2的工作介质，其特征在于：所述醇是伯醇。

4.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述醇具有支链烷基基团。

5.根据权利要求4的工作介质，其特征在于：所述醇是2-乙基-1-己醇。

6.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述制冷剂选自水、甲醇、乙醇、和这些制冷剂的任意混合物。

7.根据权利要求6的工作介质，其特征在于：所述制冷剂选自甲醇、乙醇、甲醇和乙醇的混合物、乙醇与水的混合物、或甲醇与水的混合物。

8.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述离子液体的一或多种阴离子具有至多260g/mol的分子量。

9.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述离子液体的一或多种阴离子选自以下阴离子：氢氧根、卤离子、硝酸根、亚硝酸根、羧酸根、磷酸根、烷基磷酸根、二烷基磷酸根、硫氰酸根、氰酸根、二氰胺根、硫酸根、烷基硫酸根、烷基磺酸根、四氟硼酸根和六氟磷酸根。

10.根据权利要求9的工作介质，其特征在于：所述离子液体的一或多种阴离子选自以下阴离子：氢氧根、氯离子、溴离子、硝酸根、亚硝酸根、甲酸根、醋酸根、丙酸根、甘醇酸根、二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、甲基硫酸根和乙基硫酸根。

11.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述离子液体的一或多种有机阳离子具有至多260g/mol的分子量。

12.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述离子液体的一或多种有机阳离子选自1-烷基咪唑鎓离子、1,3-二烷基咪唑鎓离子、1,3-二烷基咪唑啉鎓离子、N-烷基吡啶鎓离子、N,N-二烷基吡咯烷鎓离子或具有R¹R²R³R⁴N⁺结构的铵离子，其中R¹、R²和R³各自彼此独立地是氢、烷基或羟乙基，以及R⁴是烷基。

13.根据权利要求12的工作介质，其特征在于：所述离子液体的一或多种有机阳离子选自1-甲基咪唑鎓根、1,3-二甲基咪唑鎓根、1-乙基-3-甲基咪唑鎓根、1-丁基-3-甲基咪唑鎓根、和2-羟乙基三甲基铵根。

14.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述制冷剂是水，和所述离子液体选自2-羟乙基三甲基醋酸铵、2-羟乙基三甲基氯化铵、2-羟乙基三甲基甘醇酸铵、1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基磷酸盐、1,3-二乙基咪唑鎓二乙基磷酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓醋酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓丙酸盐、N-丁基烷基氯化吡啶、N-丁基-烷基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基烷基氯化吡啶、N-甲基烷基吡啶鎓醋酸盐、N-丁基氯化吡啶、N-丁基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基氯化吡啶、N-甲基吡啶鎓醋酸盐、四甲基甲酸铵、四甲基醋酸铵、1-丁基三甲基醋酸铵、1-丁基三甲基氯化铵、1-丁基三甲基甲酸铵、1-丁基-4-甲基哌啶鎓醋酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓醋酸盐及它们的任意混合物。

15.根据权利要求1或2的工作介质，其特征在于：所述制冷剂是甲醇或乙醇，和所述离子液体选自2-羟乙基三甲基醋酸铵、2-羟乙基三甲基甘醇酸铵、1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二甲基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓二乙基磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓硫酸氢盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1,3-二甲基咪唑鎓甲基硫酸盐、1,3-二乙基咪唑鎓二乙基磷酸盐、1,3-二乙基咪唑鎓二甲基磷酸盐、N-丁基烷基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基-烷基吡啶鎓醋酸盐、N-丁基吡啶鎓醋酸盐、N-甲基吡啶鎓醋酸盐、1-丁基三甲基醋酸铵、1-丁基三甲基甲酸铵、1-丁基-4-甲基哌啶鎓醋酸盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷鎓醋酸盐、N,N-二甲基吡咯烷鎓醋酸盐及它们的任意混合物。

16.吸收式热泵，其包括吸收器、解吸器、冷凝器、蒸发器和根据权利要求1-15任一项的工作介质。

17.根据权利要求16的吸收式热泵，其特征在于：所述吸收式热泵是吸收式制冷装置且在所述蒸发器内从待冷却的介质中吸收热量。