一种低温热源驱动下的吸收式制冷工质对的制作方法

本发明属于制冷，具体为一种低温热源驱动下的吸收式制冷工质对。

背景技术：

1、吸收式制冷驱动热源可为工业低品位热源(工业废热、余热)、可再生能源提供的热源，具有耗电量极小的特点，是一类可面向大型工业废热回收和小型分散式制冷的低碳/零碳能源利用技术。

2、当前商用成熟的吸收式制冷体系有水-溴化锂以及氨-水体系，但其驱动热源温度通常需大于90℃，对该温度以下的热源能量(如较低温工业余/废热、太能能热水)难以有效利用。迄今为止，研发的适用于较低热源温度的工质对体系按吸收剂分类，包括以离子液体、低共熔溶剂、有机溶剂以及其它溶剂的工质对。存在的缺点主要包括：

3、1)吸收剂的吸收能力不足，常需要压缩机辅助吸收；

4、2)吸收剂粘度过大，易出现结晶问题；

5、3)工质对溶液价格昂贵或合成困难。

6、因此，如何研发新型工质对体系以解决上述难题，并建立以此为循环工质体系的新型吸收式制冷系统，实现65℃以上热源能量的有效回收利用，以减少废热的损失，达到节能减排的目的，是亟待解决的一大问题。

技术实现思路

1、本发明的目的正是针对现有技术存在的问题，提供一种低温热源驱动下的吸收式制冷工质对。该低温热源驱动下的吸收式制冷工质对能解决传统工质对驱动热源温度高、适用性差的问题，使驱动热源温度为65℃左右；还能解决吸收剂易挥发、粘度大、对设备腐蚀性强的问题，且对环境友好。

2、为了实现以上发明目的，本发明的技术方案为：

3、一种低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，包括制冷剂和吸收剂，其中所述的制冷剂为醇类化合物；所述吸收剂为两性离子聚合物。

4、进一步的，在所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对中，所述的醇类化合物选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇或苯甲醇中的任意一种或几种的混合物；更优选为甲醇。

5、作为本申请中一种较好的实施方式，所述的两性离子聚合物为n,n,n-三甲基甘氨酸、3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基十二烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基十四烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基十烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基八烷基二甲甜菜碱、3-(癸基二甲基铵)丙磺酸盐内盐、3-(丙基二甲基铵)丙磺酸盐内盐中的任意一种或几种的组合物。

6、进一步的，在所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对中，所述的两性离子聚合物为甜菜碱类化合物，更优选为甜菜碱(分子式为c5h11no2)。

7、作为本申请中一种较好的实施方式，所述制冷剂与吸收剂的质量比为1.97:1-3.95:1；具体可以为1.97:1、2:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1、2.8:1、3.0:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1、3.95:1等等。

8、作为本申请中一种较好的实施方式，所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对的制备方法，包括以下步骤：按比例称取原料，然后在室温下通风橱中，将制冷剂中加入吸收剂，机械搅拌下使吸收剂充分混合并溶解，混合完成后密封保存。

9、作为本申请中一种较好的实施方式，机械搅拌时的混合温度为25-30℃。

10、作为本申请中一种较好的实施方式，所述醇类化合物为高纯醇类，纯度>99.9％；两性离子聚合物吸收剂的纯度>98％。

11、作为本申请中一种较好的实施方式，该低温热源驱动下的吸收式制冷工质对在65℃条件下饱和蒸汽压最大能够达到965mbar。

12、前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、(一)在本申请低温热源驱动下的吸收式制冷工质对中，选用醇类化合物作为制冷剂，是利用其在该工质对中具有低沸点易挥发、气化焓大、比热容小且低腐蚀性的特点，能保证在较低热源温度能够和吸收剂分离。

15、(二)在本申请低温热源驱动下的吸收式制冷工质对中，选用两性离子聚合物作为吸收剂，是利用其在该工质对中比热容小、热稳定性、化学稳定性好、吸收制冷剂的能力强、饱和蒸汽压低、易于与制冷剂分离等。

16、(三)本申请研发的制冷剂工质对为低共熔溶剂体系，制冷剂与吸收剂之间形成较强作用氢键，且吸收剂在操作温度下几乎不挥发，从而在低温时保持较低蒸汽压，吸收性能较好。

17、(四)本发明的新型吸收式制冷工质对，粘度较小，不易结晶，25℃饱和溶液粘度＜5mpa·s。当温度为30℃时，饱和蒸汽压最低能够达到93mbar，有较好的吸收性能，在由吸收压力决定的蒸发压力下具有较低的蒸发温度；在65℃条件下饱和蒸汽压最大能够达到965mbar，发生性能比较理想。

18、(五)本发明所述的制冷剂工质对，价格低廉且对不锈钢金属的腐蚀性非常小，有利于设备的维护保养。实验发现，不锈钢在上述工质对体系中浸泡2个月后，其质量损失<0.385‰。

19、(六)本发明所述的工质对溶液配制简便，不需要额外的分离过程，可实现分布式小型化的制冷设备，在便携式场景中使用具有优势。

技术特征：

1.一种低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，包括制冷剂和吸收剂，其特征在于：所述的制冷剂为醇类化合物；所述吸收剂为两性离子聚合物。

2.如权利要求1所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，其特征在于：所述的醇类化合物选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇或苯甲醇中的任意一种或几种的混合物。

3.如权利要求1所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，其特征在于：所述的两性离子聚合物为甜菜碱类化合物。

4.如权利要求1所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，其特征在于：所述的醇类化合物为甲醇。

5.如权利要求1所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，其特征在于：所述的两性离子聚合物为n,n,n-三甲基甘氨酸、3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基十二烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基十四烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基十烷基二甲甜菜碱、3-磺丙基八烷基二甲甜菜碱、3-(癸基二甲基铵)丙磺酸盐内盐、3-(丙基二甲基铵)丙磺酸盐内盐中的任意一种或几种的组合物。

6.如权利要求1所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，其特征在于：所述制冷剂与吸收剂的质量比为1.97:1-3.95:1。

7.如权利要求1-6中任意一项权利要求所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按比例称取原料，然后在室温下通风橱中，将制冷剂中加入吸收剂，机械搅拌下使吸收剂充分混合并溶解，混合完成后密封保存。

8.如权利要求7所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对的制备方法，其特征在于：机械搅拌时的混合温度为25-30℃。

9.如权利要求7所述的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对的制备方法，其特征在于：所述醇类化合物为高纯醇类，纯度>99.9％；两性离子聚合物吸收剂的纯度>98％。

10.如权利要求8或9所述方法得到的低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，其特征在于：该低温热源驱动下的吸收式制冷工质对在65℃条件下饱和蒸汽压最大能够达到965mbar。

技术总结
本发明属于制冷技术领域，具体为一种低温热源驱动下的吸收式制冷工质对。该制冷工质对包括制冷剂和吸收剂，所述的制冷剂为醇类化合物；所述吸收剂为两性离子聚合物。所述的醇类化合物选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇或苯甲醇中的任意一种或几种的混合物。所述的两性离子聚合物为甜菜碱类化合物。该制冷工质对为一种低温热源驱动下的吸收式制冷工质对，能够在65℃及以上温度保持较高的饱和蒸汽压，而低温时饱和蒸汽压较低，保证了吸收性能和发生性能。

技术研发人员：李历浪,杨锦,暴阳正,陈明,钟勇斌,李红娇,欧阳彦超,王志敏,孙懿翧
受保护的技术使用者：东方电气集团东方锅炉股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15