專利名稱：一種用于管式能量回收裝置的碳納米管強化多元制冷劑基換熱工質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及換熱介質(zhì)，特別是用于管式能量回收裝置的傳熱流體。
背景技術(shù)：
隨著社會進步和生活水平的提高，空氣調(diào)節(jié)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)及民用建筑，但隨之而來能耗問題也日益突出?？照{(diào)系統(tǒng)中，為了保證室內(nèi)空氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，通風(fēng)換氣是必需的配置。在某些場合下，換氣量非常大，比如醫(yī)院潔凈度要求較高的手術(shù)室有時要求換氣頻率每小時40-100次，而對于諸如商場等人員密集的大型建筑，排風(fēng)所帶走的能量約占空調(diào)總負(fù)荷的60%以上，對這些能量加以有效回收，可以有效地降低空調(diào)系統(tǒng)的能耗，帶來顯著的節(jié)能減排效益?；厥绽媒ㄖ锘蚬に囘^程排出廢氣的能量，管式能量回收裝置是一種行之有效的設(shè)備，這其中換熱工質(zhì)是這類設(shè)備有效工作的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)不同的工作溫度區(qū)間，可以將能量回收裝置中的換熱工質(zhì)分為高溫工質(zhì)、中溫工質(zhì)、和低溫工質(zhì)，而在低溫工質(zhì)中主要涵蓋了常溫(近室溫)工質(zhì)和低溫工質(zhì)。在不同的工作溫度范圍內(nèi)如何選擇適宜的換熱工質(zhì)，確保換熱高效快速穩(wěn)定的進行，是一個相當(dāng)復(fù)雜、涉及面很廣的工作?？照{(diào)系統(tǒng)能量回收過程中，換熱工質(zhì)的工作溫度區(qū)間屬于常溫范圍，溫度變化范圍與全年室外氣溫變化范圍一致，為_20°C 60°C跨零度范圍內(nèi)。在該溫度范圍內(nèi)，管式能量回收裝置全年工況溫度變化在零度上下變化較為明顯，因此，單一工質(zhì)的換熱效果無法滿足全年氣溫多變的要求。目前，對于常溫范圍內(nèi)管式能量回收裝置的換熱工質(zhì)研究較少，通常借鑒制冷、空調(diào)和熱泵工質(zhì)研究的成果，但是其對工質(zhì)的要求與制冷空調(diào)系統(tǒng)的要求是不同的，制冷工質(zhì)更多的是考慮循環(huán)性能，而能量回收換熱工質(zhì)則側(cè)重于流動及傳熱性能。發(fā)明專利ZL 2008
I0115723.0提出了工質(zhì)的選用原則，并公開了幾組混合工質(zhì)，該混合工質(zhì)由R32、R152a、R290、R134a、R245fa等組元中的兩種或三種組成。

但是，上述傳統(tǒng)方法對換熱工質(zhì)傳熱系數(shù)的提高還是有一定的局限性，根據(jù)上述工質(zhì)原則，為了進一步提高工質(zhì)的換熱系數(shù)，滿足實際應(yīng)用的需求，參照如下文獻I (李滿峰，李正帥，劉慧卿，張華，巨永林.納米流體在熱管中應(yīng)用的研究進展.低溫與超導(dǎo)，2012，40(1): 36-39)中對納米顆粒的研究，本發(fā)明提出將碳納米管作為強化顆粒，加入多元混合制冷劑中，并添加少量分散劑或表面活性劑，制備出的新型碳納米管強化多元制冷劑基換熱工質(zhì)。碳納米管是近年來興起的新材料，其在熱力學(xué)和導(dǎo)電等方面具有特殊的優(yōu)勢，其自身的導(dǎo)熱系數(shù)可以達到約4000 ff/(m.K)，在多元制冷劑中加入碳納米管顆粒，可以顯著增加工質(zhì)的傳熱系數(shù)，保證管式能量回收裝置同時滿足全年_20°C 40°C跨零度溫度范圍內(nèi)高效運行的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將碳納米顆粒與多元制冷劑直接混合得到的碳納米管強化多元制冷劑基換熱工質(zhì)。根據(jù)優(yōu)勢互補和強化換熱原則，本發(fā)明提出了幾組適用于管式能量回收裝置的混合物工質(zhì)，它們能滿足環(huán)保要求、安全可靠，在-20°C 60°C跨零度溫度范圍內(nèi)高效運行。本發(fā)明由碳納米管、制冷劑、分散劑或表面活性劑按照一定比例經(jīng)超聲波震蕩混合而成，其中的制冷劑由如下組元:R32、R125、HF0 1234ze、HF0 1234yf中的兩種或三種按一定比例混合而成，上述各組元的基本性質(zhì)見表I。表I制冷劑所包含各組元物質(zhì)的性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種用于管式能量回收裝置的碳納米管強化多元制冷劑基換熱工質(zhì)，其特征在于，采用如下方法制備: 1)首先將質(zhì)量為多元制冷劑質(zhì)量的0.001°/Γ %的碳納米管顆粒加入質(zhì)量為多元制冷劑質(zhì)量的59Tl5%的分散劑或表面活性劑中，得到混合物； 2)然后將上述混合物進行不少于20分鐘的超聲波震蕩，得到分布均勻的碳納米管與分散劑的混合物； 3)將上述混合物與多元制冷劑同時加入真空容器中，并進行不少于30分鐘的超聲波震蕩，最終得到分布均勻的碳納米管強化多元制冷劑換熱工質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于管式能量回收裝置的碳納米管強化多元制冷劑基換熱工質(zhì)，其特征在于多元制冷劑為以下五種方案之一: O為R32/R125兩種物質(zhì)，組分的質(zhì)量百分比例為5_95%/95_5% ； 2)為R32/HFO1234ze兩種物質(zhì)，組分的質(zhì)量百分比例為5_95%/95_5% ； 3)為R32/HFO1234yf兩種物質(zhì)，組分的質(zhì)量百分比例為5_95%/95_5% ； 4)為R32/R125/HFO1234ze三種物質(zhì)，組分的質(zhì)量百分比比例為50-80%/10-40%/10-30% ； 5)為R32/R125/HFO1234yf三種物質(zhì)，組分的質(zhì)量百分比比例為50-80%/10-40%/1 0-30%。
全文摘要
一種用于管式能量回收裝置的碳納米管強化多元制冷劑基換熱工質(zhì)涉及換熱介質(zhì)。其特征在于，采用如下方法制備首先將質(zhì)量為多元制冷劑質(zhì)量的0.001%~1%的碳納米管顆粒加入質(zhì)量為多元制冷劑質(zhì)量的5%~15%的分散劑或表面活性劑中；然后將上述混合物進行不少于20分鐘的超聲波震蕩，得到分布均勻的碳納米管與分散劑的混合物；將上述混合物與多元制冷劑同時加入真空容器中，并進行不少于30分鐘的超聲波震蕩，最終得到分布均勻的碳納米管強化多元制冷劑換熱工質(zhì)。根據(jù)優(yōu)勢互補和強化換熱原則，本發(fā)明能滿足環(huán)保要求、安全可靠，在-20℃~60℃跨零度溫度范圍內(nèi)高效運行。
文檔編號C09K5/04GK103194175SQ20131014198
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者周峰, 馬國遠(yuǎn), 李富平 申請人:北京工業(yè)大學(xué)