一种蓄冷介质及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种蓄冷介质及其制备方法与应用，将四氢噻吩、表面活性剂、增稠剂在溶剂中混合，得到蓄冷介质；或者将四氢噻吩、表面活性剂、增稠剂在溶剂中混合，通入二氧化碳，得到蓄冷介质。与传统的制冷剂水合物相比，本发明专利技术利用环保介质四氢噻吩与表面活性剂和增稠剂形成稳定的乳液，进一步利用四氢噻吩对二氧化碳的增溶作用，克服水合介质与水不相溶导致水合物形成诱导时间长、过冷度大和水合率的缺点，在增稠剂的作用下提高体系的稳定性，提高了蓄冷密度。了蓄冷密度。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄冷介质及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及空调蓄冷应用领域，具体涉及一种四氢噻吩和低压二氧化碳水合物浆液蓄冷方法。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和人们生活水平的提高，空调的使用越来越普及，其用电量也越来越大，是导致我国电网峰谷差增大的主要原因之一。为了降低空调使用对电网供电的不利影响，人们提出了蓄冷空调的构想，达到负载侧调峰的目的，降低空调在电网高峰时段的用电量。蓄冷空调就是在电网处于低谷期时，把制冷设备产生的冷量储存起来，在电网用电高峰期释放出来，供空调系统使用，减少电网高峰时段空调的用电量。蓄冷空调的使用可实现削峰填谷，从而减少发电和输电设备的投资，降低社会总能耗，减少二氧化碳的排放量。
[0003]目前使用的空调蓄冷介质有水、冰和共晶盐等。相对于水的显热蓄冷，冰蓄冷具有蓄冷密度高的优点，所以冰蓄冷是目前空调蓄冷的主要方式。但冰蓄冷的蓄冷温度低，导致蓄冷能耗高。
[0004]水合物蓄冷是新一代潜在的蓄冷介质，主要是利用制冷剂等物质在空调温度范围内与水形成水合物进行蓄冷。与冰蓄冷相比，通常制冷剂水合物的蓄冷温度高，可降低蓄冷能耗。但制冷剂一般不溶于水，导致制冷剂水合物难生成，实际的蓄冷密度也不大，制约了水合物蓄冷技术的推广应用。另外，常见的蓄冷用水合介质（如R22、R141b）对环境有害，将被替代。因此，需要从蓄冷材料和水合物快速、高密度形成出发，解决水合介质的环保问题以及水合物形成诱导时间长、生长速度慢和水合密度低的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种符合环保要求，具有较高蓄冷能力、压力低的蓄冷用载冷剂，使水合物蓄冷过程快速而稳定。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：一种蓄冷介质，包括四氢噻吩、表面活性剂以及增稠剂；进一步的，包括二氧化碳。
[0007]本专利技术公开了上述蓄冷介质的制备方法，包括以下步骤，将四氢噻吩、表面活性剂、增稠剂在溶剂中混合，得到蓄冷介质；或者将四氢噻吩、表面活性剂、增稠剂在溶剂中混合，通入二氧化碳，得到蓄冷介质。混合可以采用常规搅拌器或超声波搅拌。
[0008]本专利技术中，表面活性剂包括可降解环保表面活性剂，可选自槐糖脂、木质素磺酸盐、异构醇聚氧乙烯醚、蔗糖脂肪酸酯中的一种或几种，实际使用时为单一表面活性剂或混合表面活性剂。
[0009]本专利技术中，增稠剂为有机合成增稠剂，可选自羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或几种，实际使用时为单一增稠剂或混合增稠剂。
[0010]本专利技术中，溶剂为水。
[0011]本专利技术中，蓄冷介质中，表面活性剂的浓度为0.1～3%，增稠剂的浓度为0.1～2%，
四氢噻吩的浓度为20～40%。优选的，蓄冷介质中，表面活性剂的浓度为0.5～2%，增稠剂的浓度为0.3～1%，四氢噻吩的浓度为25～35%。所述浓度为质量浓度，以溶剂比如水为基数。
[0012]本专利技术中，蓄冷介质包括二氧化碳时，通入二氧化碳的压力为0.1～0.7MPa，优选0.25～0.4MPa。
[0013]本专利技术中的蓄冷剂形成II型水合物或I型和II型水合物的混合物，通过形成水合物物质之间的优势互补，获得优良的水合物蓄冷热物理性能。水合物的蓄冷温度在3～10℃、相变压力在0.1～0.7MPa。
[0014]与传统的制冷剂水合物相比，本专利技术利用环保介质四氢噻吩与表面活性剂和增稠剂形成稳定的乳液，进一步利用四氢噻吩对二氧化碳的增溶作用，克服水合介质与水不相溶导致水合物形成诱导时间长、过冷度大和水合率的缺点，在增稠剂的作用下提高体系的稳定性，提高了蓄冷密度。
具体实施方式
[0015]本专利技术四氢噻吩或四氢噻吩+二氧化碳，在表面活性剂和增稠剂作用下形成稳定的乳液，得到蓄冷介质，其中：表面活性剂包括可降解环保表面活性剂，如槐糖脂、木质素磺酸盐、异构醇聚氧乙烯醚、蔗糖脂肪酸酯等，实际使用时为单一表面活性剂或混合表面活性剂。增稠剂为有机合成增稠剂，如羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇和聚乙二醇等。
[0016]本专利技术的蓄冷介质为四氢噻吩或四氢噻吩+二氧化碳形成的一元或二元混合水合物，在表面活性剂和增稠剂的作用下，在溶剂中通过超声波或高速搅拌形成的乳液。表面活性剂的浓度为0.5～2%，增稠剂的浓度为0.3～1%。
[0017]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。本专利技术所有原料为常规产品具体制备操作以及性能测试为常规技术。利用现有混合量热法测量并计算了蓄冷水合物的蓄冷密度。
[0018]实施例1
[0019]水合物蓄冷体系为四氢噻吩+水+酸型槐糖脂+羧甲基纤维素钠混合物液体。首先把0.5g的羧甲基纤维素钠加入到100g水中，静置8h，然后加入1.5g酸型槐糖脂和28.6g四氢噻吩，常规超声波搅拌，形成稳定的蓄冷乳液，四氢噻吩与水的质量比为1:3.5，在2℃条件下，可在135min内形成水合物，利用混合量热法确定其蓄冷密度达到172kJ/kg。
[0020]循环稳定性试验过程：将装有乳液的试管放入温度为2℃的恒温水槽中，待水合物生成结束后将试管放入另一温度为12℃的恒温水槽中，直至水合物分解。等试管内流体温度稳定后再将试管放入2℃的恒温水槽中，再次形成水合物。通过水合物生成/分解过程，分析水合物形成的稳定性。所述水合物循环20次，仍然可以稳定形成水合物，没有发现蓄冷量的衰减，主要是乳液稳定性好，没有出现分层现象。专利技术人之前对有机相变乳液中HCFC
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141b水合物生成及稳定性研究发现，其最多循环6次。本专利技术采用环保原料，不仅解决了现有蓄冷材料不环保的问题，还出乎意料的解决了现有蓄冷水合物循环稳定性差的问题。
[0021]实施例2
[0022]水合物蓄冷体系为四氢噻吩+二氧化碳+异构十三醇聚氧乙烯醚+羧甲基纤维素钠混合物液体。首先把0.7g的羧甲基纤维素钠加入到100g水中，静置10h，再加入1g异构十三醇聚氧乙烯醚和28.6g四氢噻吩，再把二氧化碳引入到蓄冷器中，压力达到0.35MPa，搅拌器
常规搅拌形成稳定的蓄冷乳液，其中四氢噻吩与水的质量比为1:3.5，在7.5℃环境条件下，可在90min内形成I型和II型混合水合物用于蓄冷。
[0023]实施例3
[0024]水合物蓄冷体系为四氢噻吩+水+酸型槐糖脂+羧甲基纤维素钠混合物液体。首先把0.5g的羧甲基纤维素钠加入到100g水中，静置8h，然后加入1.5g酸型槐糖脂和30g四氢噻吩，常规超声波搅拌，形成稳定的蓄冷乳液。
[0025]实施例4
[0026]水合物蓄冷体系为四氢噻吩+水+酸型槐糖脂+羧甲基纤维素钠混合物液体。首先把0.5g的羧甲基纤维素钠加入到100g水中，静置10h，然后加入1.55g酸型槐糖脂和32g四氢噻吩，常规超声波搅拌，形成稳定的蓄冷乳液。
[0027]实施例5
[0028]水合物蓄冷体系为四氢噻吩+水+酸型槐糖脂+羧甲基纤维素钠混合物液体。首先把0.45g的羧甲基纤维素钠加入到100g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄冷介质，其特征在于，包括四氢噻吩、表面活性剂以及增稠剂。2.根据权利要求1所述蓄冷介质，其特征在于，还包括二氧化碳。3.根据权利要求1所述蓄冷介质，其特征在于，表面活性剂包括可降解表面活性剂。4.根据权利要求3所述蓄冷介质，其特征在于，表面活性剂选自槐糖脂、木质素磺酸盐、异构醇聚氧乙烯醚、蔗糖脂肪酸酯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述蓄冷介质，其特征在于，增稠剂为有机合成增稠剂。6.根据权利要求5所述蓄冷介质，其特征在于，增稠剂选自羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或几种。7.权利要求1或者2所述蓄冷介质的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志高，夏静，罗洁，苏凯，张焕然，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：