一种可提高制冷设备能效的冷冻机油及制备方法技术

一种可提高制冷设备能效的冷冻机油，含有质量百分比为0.0011％‑0.0329％的纳米粒子和质量百分比为0.0011％‑0.0329％的分散剂，纳米粒子为石墨烯或氧化石墨烯材料。冷冻机油的制备方法：步骤一，在试剂瓶中添加配方量的分散剂SPAN85；步骤二，在试剂瓶中添加配方量的纳米粒子石墨烯；步骤三，在试剂瓶中添加配方量的冷冻机油；步骤四，装有石墨烯冷冻机油的试剂瓶放入超声波振荡器中，在25‑80℃恒温水浴下超声波振荡后，得到石墨烯冷冻机油。因为冷冻机油含有纳米石墨烯材料，因此可以有效改善制冷剂与机油的相溶性，增强制冷剂的热导率以及蒸发器、冷凝器的换热作用，从而提升了制冷系统的性能。

A freezer oil which can improve the energy efficiency of refrigeration equipment and its preparation method

A refrigerator oil can improve the refrigeration equipment efficiency, containing the mass percentage of nanoparticles and the mass percentage of 0.0011% 0.0329% as dispersant 0.0011% 0.0329%, nano graphene or graphene oxide materials. Method for preparing frozen oil: step one, add the amount of dispersant SPAN85 formula in the bottle; step two, adding amount of graphene nanoparticles formulation in the reagent bottle; step three, adding amount of frozen oil formula in the bottle; step four, bottles filled with graphene refrigeration oil into the ultrasonic oscillator. In the 25 constant temperature water bath at 80 C under ultrasonic oscillation, graphene refrigeration oil. Because the refrigerant oil contains nano graphene material, it can effectively improve the solubility of refrigerant and oil, enhance the thermal conductivity of refrigerant and heat transfer function of evaporator and condenser, thus improving the performance of refrigeration system.

【技术实现步骤摘要】
一种可提高制冷设备能效的冷冻机油及制备方法
本专利技术属于制冷领域，具体涉及一种冷冻机油及制备方法。
技术介绍
随着传统能源的消耗，如何尽可能降低能源的消耗成为人类的头等大事。研究表明，全世界能源的消耗大部分来自于建筑业的消耗，而其中暖通空调、冰箱等制冷设备对能源的消耗又占了其中65％。在这样的背景下，尽可能减少制冷设备对能源的消耗具有很重大的意义。研究表明，压缩机作为主要耗能部件，其中15％-20％为不可逆机械摩擦损失，可见在保证运行可靠性和稳定性的基础上，改善各摩擦副的润滑特性，能起到提高压缩机性能的效果。摩擦损耗无法避免，如何有效降低摩擦损耗对保障压缩机的正常运转、提高压缩机的能效利用率具有非常重要的意义。纳米粒子可有效降低冷冻机油的摩擦系数。石墨烯(Graphene)是一种新型纳米粒子，石墨烯的导热系数高达5.30×103W·m-1·K-1,此外,石墨烯形态较简单(片状),在液体介质中的分散相对要容易得多,由石墨烯制成的纳米流体具有高的导热系数和更好的稳定性。并且,石墨烯具有优良的化学稳定性,由石墨烯制成的纳米流体在应用时应该化学稳定性好、运行阻力小、对管壁的摩擦小。经研究表明，将石墨烯加入冷冻机油中制备成为稳定的石墨烯冷冻机油，将其应用到制冷设备中可有效降低制冷设备的能耗。在制冷循环中纳米冷冻机油会与制冷剂接触，纳米粒子会随着制冷剂进入制冷循环中，从而增强制冷剂在制冷循环中的换热效果。北京建筑工程学院王瑞祥教授的研究小组曾利用纳米材料来改善矿物油与HFCs制冷剂的互溶性，其申请的相关专利技术CN03136726.7号专利公开了一种改善冷冻机油与制冷剂相溶性的方法，将含钛(钥、镍、锆、镧)元素的纳米粒子改性，然后将改性后的纳米粒子加入到矿物基冷冻油中，从而达到改善矿物油与制冷剂相溶性的目的；申请的200710098919.9号专利则提供了可分散于烷基苯冷冻机油的纳米铁酸镍微粒的改性制备方法，同时还提供了相应的烷基苯冷冻机油和其制备方法。韩喜梅申请的专利技术专利(CN106590816A)专利技术了一种稳定效果好的润滑油添加剂，首先是一定量的纳米铜粉末(颗粒大小范围在50-100nm)和稳定剂(聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上的混合物)加入至无水乙醇中，混合搅拌均匀，然后将溶液进行超声分散、真空干燥处理，最后将得到的表面改性纳米铜粉和润滑油加入至立式行星式球磨机中，一定时间的转动后，收集油液，得到稳定的纳米铜润滑油添加剂，接着采用静置沉降法和离心法对获取的润滑油添加剂进行分散稳定性能的测试；本专利技术获得的润滑油添加剂经过实验验证得知，该润滑油添加剂的稳定性能和分散性能较为良好。庄江松申请的专利技术专利(CN104152216A)提供了一种纳米超级节能润滑油，在普通润滑油中添加10-30nm纳米钻石微粒，不需要再添加任何的分散剂或表面活性剂，即使在长期运作下，纳米钻石微粒仍可以稳定分散于润滑油中，在金属表面形成超硬度纳米油膜层抵抗磨擦阻力、抗剪切力，减少振动噪声，降低摩擦产生的温度。将这种纳米超级节能润滑油应用于螺杆式空气压缩机上，可大幅降低摩擦力和机械磨耗率，提高设备使用性能，达到节能3-6％的目的。现有技术未见添加石墨烯、氧化石墨烯、改性石墨烯、改性氧化石墨烯纳米材料的冷冻机油应用于制冷系统中。
技术实现思路
为了减少制冷设备对能源的消耗，本专利技术提供了一种添加石墨烯、氧化石墨烯材料的可提高制冷设备能效的冷冻机油及制备方法。本专利技术提供了一种可提高制冷设备能效的冷冻机油，具有这样的特征：含有质量百分比为0.0011％-0.0329％的纳米粒子，其中，纳米粒子为石墨烯或氧化石墨烯材料。在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油中，还可以具有这样的特征：其中，还含有质量百分比为0.0011％-0.0329％的分散剂，分散剂为HLB值在1-6之间的非离子型分散剂，HLB为分散剂的亲水亲油平衡值。另外，在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油中，还可以具有这样的特征：其中，纳米粒子与分散剂质量比为1:(0.1-10)。另外，在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油中，还可以具有这样的特征：其中，分散剂为SPAN85、SPAN80、KH570以及TWEEN-60中的任意一种或多种的混合物。另外，在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油中，还可以具有这样的特征：其中，纳米粒子呈片层厚度为纳米级别的片状结构，纳米粒子为石墨烯，分散剂为SPAN85。另外，在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油中，还可以具有这样的特征：含有质量百分比为0.0045％的石墨烯和质量百分比为0.0045％的SPAN85。另外，在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油中，还可以具有这样的特征：含有质量百分比为0.0045％的石墨烯、质量百分比为0.0045％的SPAN85、质量百分比为0.05％的磷酸三苯酯、质量百分比为0.025％的二烷基二硫代磷酸锌以及质量百分比为0.01％的硬脂酸。本专利技术提供了一种可提高制冷设备能效的冷冻机油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在试剂瓶中添加配方量的分散剂SPAN85；步骤二，在步骤一中的试剂瓶中添加配方量的纳米粒子石墨烯，石墨烯与分散剂质量比为1:(0.1-10)；步骤三，在步骤二中的试剂瓶中添加配方量的冷冻机油，进行混合，石墨烯在冷冻机油中的质量百分比为0.0011％-0.0329％；步骤四，将步骤三中装有石墨烯冷冻机油的试剂瓶放入超声波振荡器中，在25-80℃恒温水浴下超声波振荡后，得到石墨烯冷冻机油。在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤四前，将步骤三中装有石墨烯冷冻机油的试剂瓶在超声波细胞粉粹机中进行预定时间的振荡。另外，在本专利技术提供的可提高制冷设备能效的冷冻机油的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤四，将步骤三中装有石墨烯冷冻机油的试剂瓶放入超声波振荡器中，在60℃恒温水浴下超声波振荡后，得到石墨烯冷冻机油。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的可提高制冷设备能效的冷冻机油，因为该冷冻机油中含有质量百分比为0.0011％-0.0329％的纳米粒子，其中，纳米粒子为石墨烯或氧化石墨烯材料。因为本专利技术所涉及的可提高制冷设备能效的冷冻机油含有纳米石墨烯材料，因此可以有效改善制冷剂与冷冻机油的相溶性。另外，石墨烯、氧化石墨烯纳米材料及其改性材料的片层结构更容易附着在固体表面形成膜层，使固体表面改性为柔软且耐磨表面，纳米粒子可以被看做“微轴承”，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而减小压缩机摩擦损耗。进一步地，石墨烯、氧化石墨烯纳米材料附着在固体表面形成的膜层层面导热系数由于材料优越的导热性能可增强换热，从而增强了冷冻机油用于冷却压缩机运动部件的作用。进一步地，石墨烯、氧化石墨烯纳米材料具有相当高的层面导热系数，例如石墨烯的导热系数达到5000W/(m·K)，冷冻机油与制冷剂相容的过程中，部分纳米材料会溶入制冷剂中，增强制冷剂的热导率，从而增强了蒸发器、冷凝器换热作用。由此，对制冷系统的性能的提升会有更好的效果。附图说明图1是本专利技术的实施例中石墨烯冷冻机油的制备流程示意图；图2是本专利技术的实施例中配制第一天的石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：含有质量百分比为0.0011％‑0.0329％的纳米粒子，其中，所述纳米粒子为石墨烯或氧化石墨烯材料。

【技术特征摘要】
1.一种可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：含有质量百分比为0.0011％-0.0329％的纳米粒子，其中，所述纳米粒子为石墨烯或氧化石墨烯材料。2.根据权利要求1所述的可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：其中，还含有质量百分比为0.0011％-0.0329％的分散剂，所述分散剂为亲水亲油平衡值HLB在1-6之间的非离子型分散剂。3.根据权利要求2所述的可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：其中，所述纳米粒子与所述分散剂质量比为1:(0.1-10)。4.根据权利要求2所述的可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：其中，所述分散剂为SPAN85、SPAN80、KH570以及TWEEN-60中的任意一种或多种的混合物。5.根据权利要求4所述的可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：其中，所述纳米粒子呈片层厚度为纳米级别的片状结构，所述纳米粒子为石墨烯，所述分散剂为SPAN85。6.根据权利要求5所述的可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：含有质量百分比为0.0045％的石墨烯和质量百分比为0.0045％的SPAN85。7.根据权利要求6所述的可提高制冷设备能效的冷冻机油，其特征在于：含有质量百分比为0.0045...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓钰，周宇，张文雅，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31