CN106244113A - 一种环保热泵工质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保热泵工质及其制备方法，其中，环保热泵工质由以下重量百分比的组分组成：C1—C4水溶性醇20％—32％，水溶性蛋白0.1％—5％，酸碱指示剂0.02％—1％，缓蚀剂0.1％—9％，pH调节剂0.15％—0.5％，余量为水。本发明中的热泵工质原料成本都比较低廉，容易获得，制备方法简便，适合工业化生产应用；添加少量的水溶性蛋白，使得C1—C4醇类溶液挥发速率降低30％—40％，同时使溶液的腐蚀速率降低20％—40％，以延长热泵工质的循环使用周期；热泵工质可以在‑55℃—180℃之间正常使用，拓宽了热泵工质的应用范围，适合广泛推广使用。本发明具有防腐、防锈、阻垢、杀菌功能，且无毒、环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保热泵工质及其制备方法。
背景技术
热泵实质上是一种热量提升装置，其作用是从周围环境中吸收热量，并把它传递给被加热的物质，其工作原理是利用逆卡诺原理，即借助一小部分电力，推动压缩机对工质做功，让它在蒸发器中吸收周围环境中的热量，再经冷凝器释放出来供人们使用，是一种能效较高的制热设备。
热泵在现有技术中使用的载冷剂(热泵工质)一般为盐水、酒精、乙二醇、丙二醇或丙三醇等，长时间使用这些载冷剂会对设备造成严重的腐蚀，并且容易出现结垢问题。例如也有在防蚀性液体冷却剂，添加钙镁化合物，这类化合物的加入，极易引起冷却循环系统结垢，同样影响热泵工质在管道的流通及管道的使用寿命。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有防腐、防锈、阻垢、杀菌功能，且无毒的环保热泵工质及其制备方法。
本发明目的一提供如下技术方案：
一种环保热泵工质，由以下重量百分比的组分组成：C1—C4水溶性醇20％—32％，水溶性蛋白0.1％—5％，酸碱指示剂0.02％—1％，缓蚀剂0.1％—9％，pH调节剂0.15％—0.5％，余量为水。
所述C1—C4水溶性醇是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇和二乙二醇的其中一种或六种任意组合。
所述酸碱指示剂是甲酚红、中性红、中性蓝、酚红、氮萘蓝、硝基酚酞、间硝基酚中的至少一种。
所述缓蚀剂是无机化合物缓蚀剂、有机化合物缓蚀剂中的至少一种。
所述无机化合物缓蚀剂是偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐、苯甲酸盐中的至少一种，有机环合物缓蚀剂是三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸盐中的至少一种。
所述pH调节剂是柠檬酸、柠酸酸盐、乙酸、己二酸、癸二酸、异辛酸、氢氧化钠、磷酸、磷酸钠、碳酸、碳酸盐中的至少一种。
采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)采用酸碱指示剂作为着色剂，当热泵工质因外界条件而导致pH变化时，热泵系统内的工质颜色会发生变化，提醒用户热泵工质已发生变质，需要更换新的热泵工质，预防变质的热泵工质对设备造成不良影响。
(2)本发明中的热泵工质原料成本都比较低廉，容易获得，制备方法简便，适合工业化生产应用。
(3)本发明添加少量的水溶性蛋白，使得C1—C4醇类溶液挥发速率降低30％—40％，同时使溶液的腐蚀速率降低20％—40％，以延长热泵工质的循环使用周期。
(4)本发明制备的热泵工质可以在-55℃—180℃之间正常使用，拓宽了热泵工质的应用范围，适合广泛推广使用。
本发明另一目的提供如下技术方案：
一种环保热泵工质制备方法，包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在0—10℃保存备用；
S2：将缓蚀剂加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到C1—C4醇水溶液中，并用pH调节剂调节到pH值5—11，然后在功率为100-200W、频率为10-20kHz的超声振荡器下，振荡1-3h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：C1—C4水溶性醇20％—32％，水溶性蛋白0.1％—5％，酸碱指示剂0.02％—1％，缓蚀剂0.1％—9％，pH调节剂0.15％—0.5％，余量为水。
所述缓蚀剂是无机化合物缓蚀剂、有机化合物缓蚀剂中的至少一种。
所述C1—C4水溶性醇是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇和二乙二醇的其中一种或六种任意组合。
本环保热泵工质的制备采用价格低廉、原料易得的大麦叶或玉米叶片作为原料，用水清洗掉附着的土壤等杂物，并采用乙酸等有机酸酸化使得蛋白质析出在其中，再通过萃取来提取蛋白质，通过纯化来去除水的提高蛋白质浓度；本制备方法工艺简单、便于操作，制备成本较低，适于推广与应用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种环保热泵工质，由以下重量百分比的组分组成：乙二醇20％，水溶性蛋白5％，酸碱指示剂甲酚红0.02％，苯甲酸钠9％，柠檬酸0.15％，余量为水。
一种环保热泵工质制备方法，包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在3℃保存备用；
S2：将缓蚀剂加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到C1—C4醇水溶液中，并用pH调节剂调节到pH值5，然后在功率为100、频率为20kHz的超声振荡器下，振荡1h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：乙二醇20％，水溶性蛋白5％，酸碱指示剂0.02％，缓蚀剂9％，pH调节剂0.15％，余量为水。
实施例二
一种环保热泵工质，由以下重量百分比的组分组成：丙三醇25％，水溶性蛋白2.5％，酸碱指示剂中性蓝0.5％，磷酸钠4.5％，氢氧化钠0.25％，余量为水。
一种环保热泵工质制备方法，包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在6℃保存备用；
S2：将缓蚀剂加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到C1—C4醇水溶液中，并用pH调节剂调节到pH值8，然后在功率为150W、频率为15kHz的超声振荡器下，振荡2h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：丙三醇25％，水溶性蛋白2.5％，酸碱指示剂0.5％，缓蚀剂4.5％，pH调节剂0.25％，余量为水。
实施例三
一种环保热泵工质，由以下重量百分比的组分组成：乙醇30％，水溶性蛋白0.1％，酸碱指示剂间硝基酚1％，三乙醇胺0.1％，碳酸钠0.15％，余量为水。
一种环保热泵工质制备方法，包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在10℃保存备用；
S2：将缓蚀剂加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到C1—C4醇水溶液中，并用pH调节剂调节到pH值11，然后在功率为200W、频率为20kHz的超声振荡器下，振荡3h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：乙醇25％，水溶性蛋白0.1％，酸碱指示剂间硝基酚1％，三乙醇胺0.1％，碳酸钠0.15％，余量为水。
实施例四
一种环保热泵工质，由以下重量百分比的组分组成：甲醇25％，水溶性蛋白0.2％，酸碱指示剂硝基酚酞0.05％，苯并三氮唑5％，柠酸酸钠0.25％，余量为水。
一种环保热泵工质制备方法，包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在低温下保存备用；
S2：将苯并三氮唑加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到甲醇水溶液中，并用pH调节剂柠酸酸钠调节合适的pH值，然后在功率为100W、频率为20kHz下超声振荡2.5h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：甲醇25％，水溶性蛋白0.2％，酸碱指示剂硝基酚酞0.05％，苯并三氮唑5％，柠酸酸钠0.25％，余量为水。
实施例五
一种环保热泵工质，由以下重量百分比的组分组成：乙醇与乙二醇按照1:1配比，占工质总质量的20％，水溶性蛋白2％，酸碱指示剂氮萘蓝0.5％，巯基苯并噻唑4.5％，磷酸钠0.25％，余量为水。
一种环保热泵工质制备方法，包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在低温下保存备用；
S2：将巯基苯并噻唑加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到乙醇和乙二醇的混合水溶液中，并用pH调节剂磷酸钠调节合适的pH值，然后在功率为150W、频率为20kHz下超声振荡3h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：乙醇和乙二醇混合液20％，水溶性蛋白2％，酸碱指示剂氮萘蓝0.5％，巯基苯并噻唑4.5％，磷酸钠0.25％，余量为水。
实施例六
一种环保热泵工质，由以下重量百分比的组分组成：二乙二醇20％，水溶性蛋白3％，酸碱指示剂酚红0.05％，偏硅酸钠0.5％，己二酸0.25％，余量为水。
一种环保热泵工质制备方法，包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在低温下保存备用；
S2：将偏硅酸钠加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到二乙二醇水溶液中，并用pH调节剂碳酸钠调节合适的pH值，然后在功率为200W、频率为10kHz下超声振荡3h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：二乙二醇20％，水溶性蛋白3％，酸碱指示剂酚红0.05％，偏硅酸钠0.5％，己二酸0.25％，余量为水。
采用上述实施例获得的热泵工质与现有热泵工质的防腐性对比如下表：
由上表可以看出，本发明所制得的热泵工质与其它工质相比抗腐蚀性能具有显著的优势，钢片年腐蚀仅为0.0007％，适合工业化大规模推广使用。
Claims (9)
1.一种环保热泵工质，其特征在于，热泵工质由以下重量百分比的组分组成：C1—C4水溶性醇20％—32％，水溶性蛋白0.1％—5％，酸碱指示剂0.02％—1％，缓蚀剂0.1％—9％，pH调节剂0.15％—0.5％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种环保热泵工质，其特征在于，所述C1—C4水溶性醇是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇和二乙二醇的其中一种或六种任意组合。
3.根据权利要求1或2所述的一种环保热泵工质，其特征在于，所述酸碱指示剂是甲酚红、中性红、中性蓝、酚红、氮萘蓝、硝基酚酞、间硝基酚中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种环保热泵工质，其特征在于，所述缓蚀剂是无机化合物缓蚀剂、有机化合物缓蚀剂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种环保热泵工质，其特征在于，所述无机化合物缓蚀剂是偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐、苯甲酸盐中的至少一种，有机环合物缓蚀剂是三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸盐中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种环保热泵工质，其特征在于，所述pH调节剂是柠檬酸、柠酸酸盐、乙酸、己二酸、癸二酸、异辛酸、氢氧化钠、磷酸、磷酸钠、碳酸、碳酸盐中的至少一种。
7.一种环保热泵工质制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤，
S1：将大麦叶或玉米叶片经过清洗、酸化、萃取、纯化得到水溶性蛋白，且在0—10℃保存备用；
S2：将缓蚀剂加入水中溶解形成缓蚀剂溶液；
S3：将S1得到的水溶性蛋白和S2中得到的缓蚀剂溶液混合后加入增稠剂、酸碱指示剂，搅拌均匀；
S4：将S3得到的混合溶液添加到C1—C4醇水溶液中，并用pH调节剂调节到pH值5—11，然后在功率为100-200W、频率为10-20kHz的超声振荡器下，振荡1-3h，即得由以下重量百分比的组分组成的热泵工质：C1—C4水溶性醇20％—32％，水溶性蛋白0.1％—5％，酸碱指示剂0.02％—1％，缓蚀剂0.1％—9％，pH调节剂0.15％—0.5％，余量为水。
8.根据权利要求7所述的一种环保热泵工质制备方法，其特征在于，所述缓蚀剂是无机化合物缓蚀剂、有机化合物缓蚀剂中的至少一种。
9.根据权利要求7或8所述的一种环保热泵工质制备方法，其特征在于，所述C1—C4水溶性醇是甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇和二乙二醇的其中一种或六种任意组合。
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