假共沸混合物的组合物、传热组合物、清洁剂、高温热泵装置及传热方法_3

文档序号:8425409阅读:来源:国知局
] 本发明的传热组合物用于朗肯循环的动作介质时,作为在膨胀机滑动部所使用的 润滑剂,可以使用矿物油(石蜡油或环烷油)或者合成油的烷基苯类(AB)、聚(a-烯烃)、 酯类、多元醇酯类(POE)、聚醚类(PAG)或聚乙烯醚类(PVE)。
[0108] 作为烷基苯类,可以是n-辛烷基苯、n-壬基苯、n-癸基苯、n-^ 烷基苯、n_十二 烷基苯、n_十二烷基苯、2_甲基-1-苯庚烧、2_甲基-苯基辛烧、2_甲基-1-苯壬烧、2_甲 基-1-苯基癸烧、2_甲基-1-十一烧、2_甲基-1-十二烧、2_甲基-1-十二烧等。
[0109] 作为酯类,可以是苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二酸、偏苯三甲酸、均苯 四甲酸以及它们的混合物等的芳香酯、二元酸酯、多元醇酯、复合酯、碳酸酯等。
[0110] 作为多元醇酯类的原料的醇,可以是新戊二醇、三甲醇乙烷、三羟甲基丙烷、三羟 甲基丁烷、双(三羟甲基)丙烷、三(三羟甲基)丙烷、季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇 等的阻醇的醋等。
[0111] 作为多元醇酯类的原料的羧酸,可以是戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、油酸、 异戊烷酸、2-甲基己酸、2-乙基戊酸、2-乙基己酸、以及3, 5, 5-三甲基己酸等。
[0112] 聚醚类包括,在碳原子数为1以上18以下的甲醇、乙醇、直链或支链状的丙醇、直 链或支链状的丁醇、直链或支链状的戊醇、直链或支链状的己醇等脂肪族醇上,加聚乙烯氧 化物、丙烯氧化物、丁烯氧化物等所得的化合物。
[0113] 聚乙烯醚类可以是聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚、聚n-丙基乙烯基醚、聚异 丙基乙烯基醚等。
[0114]〈稳定剂〉
[0115] 另外,为改善热稳定性、耐氧化性等,本发明的传热组合物可以使用稳定剂。作为 稳定剂,可以是硝基化合物、环氧基化合物、苯酚类、咪唑类、胺类、磷酸盐类、烃类等。
[0116] 作为硝基化合物,公知的例如有脂肪族和/或芳香族衍生物。作为脂肪族硝基化 合物,例如有硝基甲烷、硝基乙烷、1-硝基丙烷、2-硝基丙烷等。作为芳香族硝基化合物,例 如有硝基苯、〇 _或m-或p-二硝基苯、三硝基苯、〇-或m-或p-硝基甲苯、〇-或m-或p-乙 基硝基苯、2, 3_或2, 4_或2, 5_或2, 6_或3, 4_或3, 5_二甲基硝基苯、〇-或m_或p-乙醜 苯、〇-或m-或p-硝基苯酷、〇-或m-或p-硝基茴香醚等。
[0117] 作为环氧基化合物,例如有乙烯氧化物、1,2_ 丁烯氧化物、丙烯氧化物、苯乙烯氧 化物、环己烯氧化物、环氧丙醇、环氧氯丙烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧丙基苯醚、烯丙 基缩水甘油醚、环氧丙基甲基醚、环氧丙基丁醚、2-乙基己基甘油醚等的单环氧基类化合 物、双环氧丁烷、二氧化乙烯基环己烯、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二缩 水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚等的聚环氧基化合物等。
[0118] 作为苯酚类,除羟基外还包括含有烷基、链烯基、烷氧基、羧基、羰基、卤等各种取 代基的苯酚类。例如可以是2, 6-二叔丁基对甲酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、百里酚、p-t-丁 基苯酚、〇-甲氧基苯酚、m-甲氧基苯酚、p-甲氧基苯酚、丁香油酚、异丁香油酚、丁基羟基茴 香醚、苯酚等1价苯酚,或t- 丁基邻苯二酚、2, 5-二叔氨基对苯二酚、2, 5-二叔丁基对苯二 酚等2价苯酚等。
[0119] 作为咪唑类可例举有:以具有碳原子数为1以上18以下的直链或支链的烷基、环 烷基、或者芳基为N位的取代基的1-甲基咪唑、1-n-丁基咪唑、1-苯基咪唑、1-苄基咪唑、 1-(0_乙氧基)咪唑、1-甲基-2-丙基咪唑、1-甲基-2-异丁基咪唑、1-n-丁基-2-甲基 咪唑、1,2-双甲基咪唑、1,4-双甲基咪唑、1,5-双甲基咪唑、1,2, 5-三甲基咪唑、1,4, 5-三 甲基咪唑、1-乙基-2-甲基咪唑等。这些化合物可单独使用,也可并用。
[0120] 作为胺类,可例举有:戊胺、己胺、二异丙胺、二异丁胺、二丙胺、二烯丙基胺、三乙 胺、N-甲基苯胺、吡啶、吗啉、N-甲基吗啉、三烯丙基胺、烯丙胺、a-甲基苄胺、甲胺、二甲 胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、异丙胺、二丙胺、丁胺、异丁胺、二丁胺、三丁胺、二苄胺、三 苄胺、2-乙基己基胺、苯胺、N,N_二甲基苯胺、N,N_二乙基苯胺、乙二胺、丙二胺、二乙基三 胺、四乙基五胺、苄胺、二苯胺、二乙基羟胺等。以上各种胺可单独使用,也可2种以上配合 使用。
[0121] 作为烃类,例如有胺类、a-甲基苯乙烯或p-异丙烯基甲苯、异戊二烯类、丙二烯 类、萜烯类等芳香族不饱和烃类。它们可以单独使用,也可以同时使用2种以上。
[0122] 稳定剂可以预先添加到冷却剂及润滑剂的其中一种中或这两种中,另外也可以单 独添加到冷凝机内。此时,稳定剂的使用量并不特别限定,优选相对于主冷却剂(100质 量% )为0. 001质量%以上而10质量%以下,更优选为0. 01质量%以上而5质量%以下, 进一步优选为〇. 02质量%以上而2质量%以下。在稳定剂的添加量超过上限值或不足下 限值时,冷却剂的稳定性、热循环性能等无法充分发挥。
[0123] <阻燃剂>
[0124] 另外,本发明的传热组合物可以为改善燃烧性能而使用阻燃剂。作为阻燃剂,可以 举出磷酸盐类、卤代芳香族化合物、氟碘烃、氟溴烃等。
[0125] 具有上述组分的本发明的传热介质的冷凝温度为70°C以上,优选为80°C以上,更 优选为90°C以上140°C以下。
[0126] 具有如上组分的本发明的传热组合物的冷凝压力由传热组合物的组分及冷凝温 度决定。即,冷凝压力等于冷凝温度下传热组合物的饱和蒸汽压力。一般而言,如果冷凝压 力超过5.OMPa,则压缩机、冷凝器及管道部件需要较高的抗压性能,这些机器的造价升高, 所以并不优选。若使用本发明的传热组合物,冷凝压力可以低于5.OMPa,可使用公知的压缩 机、冷凝器及管道部件。
[0127] 本发明的传热组合物为不燃性且对环境造成的负担小,热循环性能优异。因此,可 用作生成加压温水或过热蒸汽等时所用的高温热泵的热介质、发电系统等所用的有机朗肯 循环的工作介质、蒸汽压缩式冷冻循环系统用的冷却剂、吸收式热泵、热管等的介质。
[0128] 另外,本发明的传热方法不仅可适用于封装型的小型装置(朗肯循环系统、热泵 循环系统等),也可适用于工厂级的大型发电系统、热泵供水系统、热泵蒸汽产生系统等。
[0129] 以下详细说明使用本发明的传热组合物的高温热泵装置。
[0130]〈高温热泵装置〉
[0131] 所谓高温热泵装置是指如下所述的系统,即,用蒸发器将空气、水或盐水等被冷却 物所具有的热向冷却剂转移作为其蒸发潜热,所产生的冷却剂蒸汽在压缩机中被做功压 缩,在冷凝器中排出冷凝热并液化,冷凝后的冷却剂用膨胀阀调整为低压、低温并膨胀,然 后又送入蒸发器中蒸发。在该系统的蒸发器中,冷却剂吸收被冷却物的热能,从而被冷却物 冷却降温至更低的温度,另外在冷凝器中,冷却剂的热能被赋予负荷流体,从而负荷流体被 加热升温至更高温度,可适用于公知的系统。
[0132] 在高温热泵装置的蒸发器或冷凝器中,与冷却剂(传热组合物)进行热交换的被 冷却流体或被加热流体可以是空气、水、盐水、硅油等,优选根据循环运转的温度条件选择 使用。
[0133] 图1是可适用本发明的传热组合物的高温热泵装置的其中一例的简略示意图。以 下说明图1的高温热泵装置100的结构和动作(反复循环)。
[0134] 本发明的高温热泵装置100具备吸取热的蒸发器11、以及供给热的冷凝器13。此 外,高温热泵装置100具备提高从蒸发器11出来的动作介质(传热组合物)蒸汽的压力并 消耗电力的压缩机12、以及对从冷凝器13出来的动作介质过冷却液进行节流使其膨胀的 膨胀阀14。
[0135] 用本发明的传热组合物,使高温热泵装置反复工作,通过以下的(a)~(d),就可 在冷凝器13中以热能的形式把比所投入电力更多的能量转移
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