專利名稱：空調(diào)用相變蓄冷材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)蓄冷材料，具體地說是一種空調(diào)用相變蓄冷材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
蓄能空調(diào)是指在電網(wǎng)低谷時(shí)間(同時(shí)也是空調(diào)負(fù)荷很低的時(shí)間)，空調(diào)主機(jī)開機(jī)制冷(熱)并由蓄能設(shè)備將冷(熱)量儲存起來，待電網(wǎng)高峰用電時(shí)間(同時(shí)也是空調(diào)負(fù)荷高峰時(shí)間)，再將冷(熱)量釋放出來滿足高峰空調(diào)負(fù)荷的需要。
目前，在蓄冷空調(diào)中主要采用水蓄冷、冰蓄冷和共晶鹽蓄冷三種蓄冷方式。
水蓄冷是利用蓄水溫度在4-7℃之間的顯熱進(jìn)行蓄冷，它可以使用常規(guī)的制冷機(jī)組，可實(shí)現(xiàn)蓄冷和蓄熱的雙重用途，蓄冷、釋冷運(yùn)行時(shí)冷水溫度相近，制冷機(jī)組在這兩種運(yùn)行工況下均能維持額定容量和效率。但水蓄冷存在蓄能密度低、蓄冷槽體積大及槽內(nèi)不同溫度的冷水易混合的缺點(diǎn)。
冰蓄冷是利用冰的相變潛熱進(jìn)行冷量的儲存，具有蓄能密度大的優(yōu)點(diǎn)。但冰蓄冷相變溫度低(0℃)，且蓄冰時(shí)存在較大的過冷度(4-6℃)，使得其制冷主機(jī)的蒸發(fā)溫度須低至-8℃-10℃，這將使制冷機(jī)組的效率降低；另外，在空調(diào)工況和蓄冰工況時(shí)要配置雙工況制冷主機(jī)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。
共晶鹽蓄冷的優(yōu)點(diǎn)是其相變溫度與制冷主機(jī)的蒸發(fā)溫度相吻合，選用一臺制冷主機(jī)即可進(jìn)行制冷、蓄冷工況運(yùn)行。缺點(diǎn)是其蓄冷密度較低，相變凝固時(shí)存在過冷現(xiàn)象，且材料易老化變質(zhì)、蓄冷性能易發(fā)生衰減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述蓄冷材料缺點(diǎn)的空調(diào)用相變蓄冷材料及其制備方法。該蓄冷材料的相變溫度與空調(diào)工況相吻合，相變潛熱較高，無過冷和相分離現(xiàn)象，無毒、無腐蝕性，性能穩(wěn)定、重復(fù)性好。它克服了水蓄冷系統(tǒng)蓄冷密度低和冰蓄冷系統(tǒng)蓄冷溫度低的缺點(diǎn)，提高了蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷量和蓄冷效率，減小了蓄冷裝置的體積和成本，改善了蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種空調(diào)用相變蓄冷材料，其特征是它由癸酸、月桂酸和十四烷組成，其中，癸酸和月桂酸共熔混合物的體積百分比為60％-90％、十四烷的體積百分比為40％-10％；所述癸酸和月桂酸的共熔混合物中癸酸的摩爾百分比為60％-70％、月桂酸的摩爾百分比為40％-30％。
本發(fā)明中，所述癸酸，分子式為C10H20O2，分子量為172.26，凝固點(diǎn)≥29℃，折光率為1.4275-1.4295；月桂酸，分子式為C12H24O2，分子量為200.32，溶點(diǎn)范圍為41-45℃；十四烷，分子式為C14H30，分子量為198.40，溶點(diǎn)范圍為5-7℃，沸點(diǎn)范圍250-253℃，折光率為1.429。
一種本發(fā)明所述的空調(diào)用相變蓄冷材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟A)將適量的癸酸和月桂酸分別加熱至60-80℃，待它們完全熔化后，按癸酸的摩爾百分比為60％-70％、月桂酸的摩爾百分比為40％-30％的比例范圍混合形成一種癸酸和月桂酸的共熔混合物；B)將步驟A)制得的癸酸和月桂酸的共熔混合物加熱至完全熔化狀態(tài)，按癸酸和月桂酸共熔混合物的體積百分比為60％-90％、十四烷的體積百分比為40％-10％比例范圍混合，制得空調(diào)用蓄冷材料。
通過上述方法制得的蓄冷材料的相變溫度為5-12℃，相變潛熱為142-185kJ/kg，可滿足空調(diào)蓄冷的要求。
該蓄冷材料在空調(diào)系統(tǒng)的工作機(jī)理如下在夜間電網(wǎng)低谷時(shí)間(同時(shí)也是空調(diào)負(fù)荷很低的時(shí)間)，制冷主機(jī)開機(jī)制冷并由蓄冷設(shè)備將冷量儲存在相變材料中，蓄冷材料因儲存冷量而凝固成固體；待白天電網(wǎng)高峰用電時(shí)間(同時(shí)也是空調(diào)負(fù)荷高峰時(shí)間)，再將冷量釋放出來滿足高峰空調(diào)負(fù)荷的需要，而蓄冷材料則由固相熔化成液相。這樣，制冷系統(tǒng)的大部分耗電發(fā)生在夜間用電低谷期，而在白天用電高峰期只有輔助設(shè)備在運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷“移峰填谷”。
本發(fā)明所述的空調(diào)用相變蓄冷材料，由癸酸、月桂酸和十四烷組成，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該蓄冷材料的優(yōu)點(diǎn)是1、相變溫度比冰高，可提高制冷系統(tǒng)和蓄冷系統(tǒng)的效率；2、相變潛熱比水蓄冷和共晶鹽蓄冷高，可減小蓄冷裝置的體積和成本，提高了蓄冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性；3、無過冷和相分離現(xiàn)象，相變體積變化小，性能穩(wěn)定、重復(fù)性好，可長期使用。本發(fā)明中，該蓄冷材料制備方法簡單，相變溫度范圍可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有較好的靈活性；同時(shí)，該蓄冷材料可應(yīng)用于盤管式、蓄冷球式、蓄冷板式等蓄冷系統(tǒng)，具有較好的適應(yīng)性。
具體實(shí)施例方式
一種空調(diào)用相變蓄冷材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟A)將適量的癸酸和月桂酸分別加熱至70℃，待它們完全熔化后，按癸酸的摩爾百分比為63％、月桂酸的摩爾百分比為37％的比例范圍混合形成一種癸酸和月桂酸的共熔混合物；B)將步驟A)制得的癸酸和月桂酸的共熔混合物加熱至完全熔化狀態(tài)，按癸酸和月桂酸共熔混合物的體積百分比為80％、十四烷的體積百分比為20％比例范圍混合，制得空調(diào)用蓄冷材料。
采用上述方法制得的空調(diào)用相變蓄冷材料，由癸酸、月桂酸和十四烷組成，其中，癸酸和月桂酸共熔混合物的體積百分比為80％、十四烷的體積百分比為20％；所述癸酸和月桂酸的共熔混合物中癸酸的摩爾百分比為63％、月桂酸的摩爾百分比為37％。發(fā)明中，所述癸酸，分子式為C10H20O2，分子量為172.26，凝固點(diǎn)≥29℃，折光率為1.4275-1.4295；月桂酸，分子式為C12H24O2，分子量為200.32，溶點(diǎn)范圍為41-45℃；十四烷，分子式為C14H30，分子量為198.40，溶點(diǎn)范圍為5-7℃，沸點(diǎn)范圍250-253℃，折光率為1.429。
經(jīng)測定該蓄冷材料相變溫度為7.8℃，相變熱為163kJ/kg?？蓾M足空調(diào)蓄冷的要求。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)用相變蓄冷材料，其特征是它由癸酸、月桂酸和十四烷組成，其中，癸酸和月桂酸共熔混合物的體積百分比為60％-90％、十四烷的體積百分比為40％-10％；所述癸酸和月桂酸的共熔混合物中癸酸的摩爾百分比為60％-70％、月桂酸的摩爾百分比為40％-30％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)用相變蓄冷材料，其特征是所述癸酸，分子式為C10H20O2，分子量為172.26，凝固點(diǎn)≥29℃，折光率為1.4275-1.4295；月桂酸，分子式為C12H24O2，分子量為200.32，溶點(diǎn)范圍為41-45℃；十四烷，分子式為C14H30，分子量為198.40，溶點(diǎn)范圍為5-7℃，沸點(diǎn)范圍250-253℃，折光率為1.429。
3.一種權(quán)利要求1所述的空調(diào)用相變蓄冷材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟A)將適量的癸酸和月桂酸分別加熱至60-80℃，待它們完全熔化后，按癸酸的摩爾百分比為60％-70％、月桂酸的摩爾百分比為40％-30％的比例范圍混合形成一種癸酸和月桂酸的共熔混合物；B)將步驟A)制得的癸酸和月桂酸的共熔混合物加熱至完全熔化狀態(tài)，按癸酸和月桂酸共熔混合物的體積百分比為60％-90％、十四烷的體積百分比為40％-10％比例范圍混合，制得空調(diào)用蓄冷材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空調(diào)用相變蓄冷材料及其制備方法，該蓄冷材料由癸酸、月桂酸和十四烷按比例組成，將癸酸和月桂酸分別加熱，待它們完全熔化后，按比例混合形成一種癸酸和月桂酸的共熔混合物；再將癸酸和月桂酸的共熔混合物加熱至完全熔化狀態(tài)，按比例與十四烷混合，形成空調(diào)用蓄冷材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該蓄冷材料提高了蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷溫度、蓄冷量和蓄冷效率，減小了蓄冷裝置的體積和成本，改善了蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，具有廣闊的市場前景。
文檔編號C09K5/04GK1563252SQ20041001439
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者方貴銀, 李輝 申請人:南京大學(xué)