专利名称：低温相变蓄冷纳米流体及其制备方法
技术领域：
本发明涉及材料制备领域，尤其涉及低温相变蓄冷纳米流体及其制备方法。
背景技术：
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蓄冷是实现电网移峰填谷的有效手段，工业蓄冷的温度一般都在o'c以
下。在目前的技术条件下，工业蓄冷的难度在于l.随着蓄冷温度的降低， 制冷机效率也大幅度降低，使蓄冷设备的能耗增加；2.相变蓄冷时会有过冷 现象发生，此时的蓄冷仅是以显热方式在进行，无法储存大量的冷量，因而 降低蓄冷的效率；3.相变蓄冷介质较低的导热系数不能满足小温差强化传热 的要求。目前，蓄冷设备强化传热的措施主要从强化换热表面、制造工艺入 手，但受到蓄冷设备结构和制造成本的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导热系数、低成核过冷度、高蓄冷效率的 低温相变蓄冷纳米流体及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种低温相变蓄冷纳米
流体，其特征在于它包括质量浓度为10-22. 5%的共晶盐水溶液100份，金属 纳米粒子或金属氧化物纳米粒子0. 167-1. 13份及分散剂0. 2-0. 5份，其份数 为体积单位。
所述的共晶盐水溶液为氯化钡或者氯化钾等水溶液。
所述的金属氧化物纳米粒子材料为粒径小于100nm的二氧化钛Ti02等氧 化物，金属纳米粒子材料为粒径小于lOOmi的铜等金属。
所述的分散剂为三聚磷酸钠和三乙醇胺的复合分散剂，它们的重量比为 1: 1。
低温相变蓄冷纳米流体的制备方法，其特征在于将100份的质量浓度
为10-22. 5%的共晶盐水溶液与0. 167-1. 13份的金属纳米粒子或金属氧化物 纳米粒子混合并搅拌均匀，再在其中添加0.2-0.5份的分散剂搅拌，然后进 行超声振动半个小时以上制得悬浮稳定的纳米流体。
本发明的目的与现有技术相比的优点为，由于其利用纳米流体技术提升了传统蓄冷工质之传热特性，不但能有效降低制冷剂与蓄冷工质之间的传热 温差，改善成核过冷度，提高蓄冷效率，同时也能减少热交换器的体积。对 于空调蓄冷业将带来重大影响，对能源有效利用也有正面助益。
具体实施例方式
下面将结合实施例对本发明做进一步的详述
制备Ti02-BaCl2-H20蓄冷纳米流体，将体积分数为1. 13。/。的Ti02纳米粒 子与质量浓度为22. 5%的100份BaCL水溶液混合，为了让Ti02纳米粒子均匀 的悬浮在BaCl2水溶液中，选用三聚磷酸钠和三乙醇胺的复合分散剂，分散 剂的体积分数为0.5%,然后进行超声振动四十分钟制得悬浮稳定的纳米流 体。由于固体粒子的导热系数比液体大几个数量级，比如，室温下铜的导热 系数是水的700倍，是机油的3000倍，金属氧化物如八1203的导热系数也比 单一液体大许多倍。因此，可将金属或非金属粉末掺杂入蓄冷工质中以改善 其传热性质，而且不会出现系统磨损、压降增大及粒子絮聚与沉淀等问题。 在液体中添加纳米粒子，可以显著增加液体的导热系数，提高热交换系统的 传热性能；而且由于纳米粒子的小尺寸效应，其行为接近于液体分子，不会 象毫米或微米级粒子易产生磨损或堵塞等不良结果，所形成的纳米流体比 BaCl2水溶液导热系数增加16. 74°/。，成核过冷度降低了 84. 92%。
实施例二
制备Cu-KCl-H20蓄冷纳米流体，将体积分数为0. 167%的Cu纳米粒子与 质量浓度为16%的100份KC1水溶液混合，为了让Cu纳米粒子均匀的悬浮在 KQ水溶液中，选用三聚磷酸钠和三乙醇胺的复合分散剂，分散剂的体积分 数为0.2%，然后进行超声振动半个小时制得悬浮稳定的纳米流体。由于固体 粒子的导热系数比液体大几个数量级，比如，室温下铜的导热系数是水的700 倍，是机油的3000倍。所形成的纳米流体比KC1水溶液导热系数增加20. 54%, 成核过冷度降低了 87.65%。 实施例三
制备A1203-KC1-H20蓄冷纳米流体，将体积分数为0. 65%的AL03纳米粒子 与质量浓度为16%的100份KC1水溶液混合，为了让八1203纳米粒子均匀的悬 浮在KC1水溶液中，选用三聚磷酸钠和三乙醇胺的复合分散剂，分散剂的体 积分数为0.35%，然后进行超声振动四十分钟制得悬浮稳定的纳米流体。由 于固体粒子的导热系数比液体大几个数量级，比如，室温下铜的导热系数是 水的700倍，是机油的3000倍，金属氧化物如A1A的导热系数也比单一液 体大许多倍。所形成的纳米流体比KC1水溶液导热系数增加了 17.53%，成核 过冷度降低了 85.46%。
权利要求
1、一种低温相变蓄冷纳米流体，其特征在于它包括质量浓度为10-22.5％的共晶盐水溶液100份，金属纳米粒子或金属氧化物纳米粒子0.167-1.13份及分散剂0.2-0.5份，其份数为体积单位。
2、 根据权利要求l所述的低温相变蓄冷纳米流体，其特征在于所述的 共晶盐水溶液为氯化钡或者氯化钾等水溶液。
3 、根据权利要求1所述的低温相变蓄冷纳米流体，其特征在于所述 的金属氧化物纳米粒子材料为粒径小于100nm的二氧化钛TiO2等氧化物，金 属纳米粒子材料为粒径小于100nm的铜等金属。
4、 根据权利要求1所述的低温相变蓄冷纳米流体，其特征在于所述的分散剂为三聚磷酸钠和三乙醇胺的复合分散剂，它们的重量比为l: 1。
5、 根据权利要求1所述的低温相变蓄冷纳米流体的制备方法，其特征在 于将100份的质量浓度为10-22. 5%的共晶盐水溶液与0. 167-1. 13份的金 属纳米粒子或金属氧化物纳米粒子混合并搅拌均匀，再在其中添加0.2-0.5 份的分散剂搅拌，然后进行超声振动半个小时以上制得悬浮稳定的纳米流体。
全文摘要
本发明涉及一种低温相变蓄冷纳米流体及其制备方法，特点是它包括质量浓度为10-22.5％的共晶盐水溶液100份，金属纳米粒子或金属氧化物纳米粒子0.167-1.13份及分散剂0.2-0.5份，其份数为体积单位。其制备方法为将100份的质量浓度为10-22.5％的共晶盐水溶液与0.167-1.13份的金属纳米粒子或金属氧化物纳米粒子混合并搅拌均匀，再在其中添加0.2-0.5份的分散剂搅拌，然后进行超声振动半个小时以上制得悬浮稳定的纳米流体。由于其利用纳米流体技术提升了传统蓄冷工质之传热特性，不但能有效降低制冷剂与蓄冷工质之间的传热温差，改善成核过冷度，提高蓄冷效率，同时也能减少热交换器的体积。对于空调蓄冷业将带来重大影响，对能源有效利用也有正面助益。
文档编号C09K5/06GK101525530SQ200910115140
公开日2009年9月9日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者何钦波, 刘海洋, 殷少有 申请人:顺德职业技术学院