CN1216119C - 空调用相变蓄冷材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空调用相变蓄冷材料及其制备方法，该蓄冷材料由癸酸、月桂酸和十四烷按比例组成，将癸酸和月桂酸分别加热，待它们完全熔化后，按比例混合形成一种癸酸和月桂酸的共熔混合物；再将癸酸和月桂酸的共熔混合物加热至完全熔化状态，按比例与十四烷混合，形成空调用蓄冷材料。与现有技术相比，该蓄冷材料提高了蓄冷空调***的蓄冷温度、蓄冷量和蓄冷效率，减小了蓄冷装置的体积和成本，改善了蓄冷空调***的经济性，具有广阔的市场前景。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种空调蓄冷材料，具体地说是一种空调用相变蓄冷材料及其制备方法。
二、背景技术
蓄能空调是指在电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，空调主机开机制冷(热)并由蓄能设备将冷(热)量储存起来，待电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间)，再将冷(热)量释放出来满足高峰空调负荷的需要。
目前，在蓄冷空调中主要采用水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷三种蓄冷方式。
水蓄冷是利用蓄水温度在4-7℃之间的显热进行蓄冷，它可以使用常规的制冷机组，可实现蓄冷和蓄热的双重用途，蓄冷、释冷运行时冷水温度相近，制冷机组在这两种运行工况下均能维持额定容量和效率。但水蓄冷存在蓄能密度低、蓄冷槽体积大及槽内不同温度的冷水易混合的缺点。
冰蓄冷是利用冰的相变潜热进行冷量的储存，具有蓄能密度大的优点。但冰蓄冷相变温度低(0℃)，且蓄冰时存在较大的过冷度(4-6℃)，使得其制冷主机的蒸发温度须低至-8℃--10℃，这将使制冷机组的效率降低；另外，在空调工况和蓄冰工况时要配置双工况制冷主机，增加了***的复杂性。
共晶盐蓄冷的优点是其相变温度与制冷主机的蒸发温度相吻合，选用一台制冷主机即可进行制冷、蓄冷工况运行。缺点是其蓄冷密度较低，相变凝固时存在过冷现象，且材料易老化变质、蓄冷性能易发生衰减。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述蓄冷材料缺点的空调用相变蓄冷材料及其制备方法。该蓄冷材料的相变温度与空调工况相吻合，相变潜热较高，无过冷和相分离现象，无毒、无腐蚀性，性能稳定、重复性好。它克服了水蓄冷***蓄冷密度低和冰蓄冷***蓄冷温度低的缺点，提高了蓄冷空调***的蓄冷量和蓄冷效率，减小了蓄冷装置的体积和成本，改善了蓄冷空调***的经济性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种空调用相变蓄冷材料，其特征是：它由癸酸、月桂酸和十四烷组成，其中，癸酸和月桂酸共熔混合物的体积百分比为60％-90％、十四烷的体积百分比为40％-10％；所述癸酸和月桂酸的共熔混合物中癸酸的摩尔百分比为60％-70％、月桂酸的摩尔百分比为40％-30％。
本发明中，所述癸酸，分子式为C10H20O2，分子量为172.26，凝固点≥29℃，折光率为1.4275-1.4295；月桂酸，分子式为C12H24O2，分子量为200.32，熔点范围为41-45℃；十四烷，分子式为C14H30，分子量为198.40，熔点范围为5-7℃，沸点范围250-253℃，折光率为1.429。
一种本发明所述的空调用相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
A)将适量的癸酸和月桂酸分别加热至60-80℃，待它们完全熔化后，按癸酸的摩尔百分比为60％-70％、月桂酸的摩尔百分比为40％-30％的比例范围混合形成一种癸酸和月桂酸的共熔混合物；
B)将步骤A)制得的癸酸和月桂酸的共熔混合物加热至完全熔化状态，按癸酸和月桂酸共熔混合物的体积百分比为60％-90％、十四烷的体积百分比为40％-10％比例范围混合，制得空调用蓄冷材料。
通过上述方法制得的蓄冷材料的相变温度为5-12℃，相变潜热为142-185kJ/kg，可满足空调蓄冷的要求。
该蓄冷材料在空调***的工作机理如下：
在夜间电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，制冷主机开机制冷并由蓄冷设备将冷量储存在相变材料中，蓄冷材料因储存冷量而凝固成固体；待白天电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间)，再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要，而蓄冷材料则由固相熔化成液相。这样，制冷***的大部分耗电发生在夜间用电低谷期，而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行，从而实现用电负荷“移峰填谷”。
本发明所述的空调用相变蓄冷材料，由癸酸、月桂酸和十四烷组成，与现有技术相比，该蓄冷材料的优点是：1、相变温度比冰高，可提高制冷***和蓄冷***的效率；2、相变潜热比水蓄冷和共晶盐蓄冷高，可减小蓄冷装置的体积和成本，提高了蓄冷***的经济性；3、无过冷和相分离现象，相变体积变化小，性能稳定、重复性好，可长期使用。本发明中，该蓄冷材料制备方法简单，相变温度范围可根据需要进行调节，具有较好的灵活性；同时，该蓄冷材料可应用于盘管式、蓄冷球式、蓄冷板式等蓄冷***，具有较好的适应性。
四、具体实施方式
一种空调用相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
A)将适量的癸酸和月桂酸分别加热至70℃，待它们完全熔化后，按癸酸的摩尔百分比为63％、月桂酸的摩尔百分比为37％的比例范围混合形成一种癸酸和月桂酸的共熔混合物；
B)将步骤A)制得的癸酸和月桂酸的共熔混合物加热至完全熔化状态，按癸酸和月桂酸共熔混合物的体积百分比为80％、十四烷的体积百分比为20％比例范围混合，制得空调用蓄冷材料。
采用上述方法制得的空调用相变蓄冷材料，由癸酸、月桂酸和十四烷组成，其中，癸酸和月桂酸共熔混合物的体积百分比为80％、十四烷的体积百分比为20％；所述癸酸和月桂酸的共熔混合物中癸酸的摩尔百分比为63％、月桂酸的摩尔百分比为37％。发明中，所述癸酸，分子式为C10H20O2，分子量为172.26，凝固点≥29℃，折光率为1.4275-1.4295；月桂酸，分子式为C12H24O2，分子量为200.32，熔点范围为41-45℃；十四烷，分子式为C14H30，分子量为198.40，熔点范围为5-7℃，沸点范围250-253℃，折光率为1.429。
经测定该蓄冷材料相变温度为7.8℃，相变热为163kJ/kg。可满足空调蓄冷的要求。
Claims (2)
1、一种空调用相变蓄冷材料，其特征是：它由癸酸、月桂酸和十四烷组成，其中，癸酸和月桂酸共熔混合物的体积百分比为60％-90％、十四烷的体积百分比为40％-10％；所述癸酸和月桂酸的共熔混合物中癸酸的摩尔百分比为60％-70％、月桂酸的摩尔百分比为40％-30％。
2、一种权利要求1所述的空调用相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
A)将适量的癸酸和月桂酸分别加热至60-80℃，待它们完全熔化后，按癸酸的摩尔百分比为60％-70％、月桂酸的摩尔百分比为40％-30％的比例范围混合形成一种癸酸和月桂酸的共熔混合物；
B)将步骤A)制得的癸酸和月桂酸的共熔混合物加热至完全熔化状态，按癸酸和月桂酸共熔混合物的体积百分比为60％-90％、十四烷的体积百分比为40％-10％比例范围混合，制得空调用蓄冷材料。
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