專利名稱：低溫相變蓄冷納米流體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料制備領(lǐng)域，尤其涉及低溫相變蓄冷納米流體及其制備方法。
背景技術(shù)：
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蓄冷是實現(xiàn)電網(wǎng)移峰填谷的有效手段，工業(yè)蓄冷的溫度一般都在o'c以
下。在目前的技術(shù)條件下，工業(yè)蓄冷的難度在于l.隨著蓄冷溫度的降低， 制冷機效率也大幅度降低，使蓄冷設(shè)備的能耗增加；2.相變蓄冷時會有過冷 現(xiàn)象發(fā)生，此時的蓄冷僅是以顯熱方式在進行，無法儲存大量的冷量，因而 降低蓄冷的效率；3.相變蓄冷介質(zhì)較低的導(dǎo)熱系數(shù)不能滿足小溫差強化傳熱 的要求。目前，蓄冷設(shè)備強化傳熱的措施主要從強化換熱表面、制造工藝入 手，但受到蓄冷設(shè)備結(jié)構(gòu)和制造成本的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高導(dǎo)熱系數(shù)、低成核過冷度、高蓄冷效率的 低溫相變蓄冷納米流體及其制備方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，其是一種低溫相變蓄冷納米
流體，其特征在于它包括質(zhì)量濃度為10-22. 5%的共晶鹽水溶液100份，金屬 納米粒子或金屬氧化物納米粒子0. 167-1. 13份及分散劑0. 2-0. 5份，其份數(shù) 為體積單位。
所述的共晶鹽水溶液為氯化鋇或者氯化鉀等水溶液。
所述的金屬氧化物納米粒子材料為粒徑小于100nm的二氧化鈦Ti02等氧 化物，金屬納米粒子材料為粒徑小于lOOmi的銅等金屬。
所述的分散劑為三聚磷酸鈉和三乙醇胺的復(fù)合分散劑，它們的重量比為 1: 1。
低溫相變蓄冷納米流體的制備方法，其特征在于將100份的質(zhì)量濃度
為10-22. 5%的共晶鹽水溶液與0. 167-1. 13份的金屬納米粒子或金屬氧化物 納米粒子混合并攪拌均勻，再在其中添加0.2-0.5份的分散劑攪拌，然后進 行超聲振動半個小時以上制得懸浮穩(wěn)定的納米流體。
本發(fā)明的目的與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點為，由于其利用納米流體技術(shù)提升了傳統(tǒng)蓄冷工質(zhì)之傳熱特性，不但能有效降低制冷劑與蓄冷工質(zhì)之間的傳熱 溫差，改善成核過冷度，提高蓄冷效率，同時也能減少熱交換器的體積。對 于空調(diào)蓄冷業(yè)將帶來重大影響，對能源有效利用也有正面助益。
具體實施例方式
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳述
制備Ti02-BaCl2-H20蓄冷納米流體，將體積分數(shù)為1. 13。/。的Ti02納米粒 子與質(zhì)量濃度為22. 5%的100份BaCL水溶液混合，為了讓Ti02納米粒子均勻 的懸浮在BaCl2水溶液中，選用三聚磷酸鈉和三乙醇胺的復(fù)合分散劑，分散 劑的體積分數(shù)為0.5%,然后進行超聲振動四十分鐘制得懸浮穩(wěn)定的納米流 體。由于固體粒子的導(dǎo)熱系數(shù)比液體大幾個數(shù)量級，比如，室溫下銅的導(dǎo)熱 系數(shù)是水的700倍，是機油的3000倍，金屬氧化物如八1203的導(dǎo)熱系數(shù)也比 單一液體大許多倍。因此，可將金屬或非金屬粉末摻雜入蓄冷工質(zhì)中以改善 其傳熱性質(zhì)，而且不會出現(xiàn)系統(tǒng)磨損、壓降增大及粒子絮聚與沉淀等問題。 在液體中添加納米粒子，可以顯著增加液體的導(dǎo)熱系數(shù)，提高熱交換系統(tǒng)的 傳熱性能；而且由于納米粒子的小尺寸效應(yīng)，其行為接近于液體分子，不會 象毫米或微米級粒子易產(chǎn)生磨損或堵塞等不良結(jié)果，所形成的納米流體比 BaCl2水溶液導(dǎo)熱系數(shù)增加16. 74°/。，成核過冷度降低了 84. 92%。
實施例二
制備Cu-KCl-H20蓄冷納米流體，將體積分數(shù)為0. 167%的Cu納米粒子與 質(zhì)量濃度為16%的100份KC1水溶液混合，為了讓Cu納米粒子均勻的懸浮在 KQ水溶液中，選用三聚磷酸鈉和三乙醇胺的復(fù)合分散劑，分散劑的體積分 數(shù)為0.2%，然后進行超聲振動半個小時制得懸浮穩(wěn)定的納米流體。由于固體 粒子的導(dǎo)熱系數(shù)比液體大幾個數(shù)量級，比如，室溫下銅的導(dǎo)熱系數(shù)是水的700 倍，是機油的3000倍。所形成的納米流體比KC1水溶液導(dǎo)熱系數(shù)增加20. 54%, 成核過冷度降低了 87.65%。 實施例三
制備A1203-KC1-H20蓄冷納米流體，將體積分數(shù)為0. 65%的AL03納米粒子 與質(zhì)量濃度為16%的100份KC1水溶液混合，為了讓八1203納米粒子均勻的懸 浮在KC1水溶液中，選用三聚磷酸鈉和三乙醇胺的復(fù)合分散劑，分散劑的體 積分數(shù)為0.35%，然后進行超聲振動四十分鐘制得懸浮穩(wěn)定的納米流體。由 于固體粒子的導(dǎo)熱系數(shù)比液體大幾個數(shù)量級，比如，室溫下銅的導(dǎo)熱系數(shù)是 水的700倍，是機油的3000倍，金屬氧化物如A1A的導(dǎo)熱系數(shù)也比單一液 體大許多倍。所形成的納米流體比KC1水溶液導(dǎo)熱系數(shù)增加了 17.53%，成核 過冷度降低了 85.46%。
權(quán)利要求
1、一種低溫相變蓄冷納米流體，其特征在于它包括質(zhì)量濃度為10-22.5％的共晶鹽水溶液100份，金屬納米粒子或金屬氧化物納米粒子0.167-1.13份及分散劑0.2-0.5份，其份數(shù)為體積單位。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低溫相變蓄冷納米流體，其特征在于所述的 共晶鹽水溶液為氯化鋇或者氯化鉀等水溶液。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫相變蓄冷納米流體，其特征在于所述 的金屬氧化物納米粒子材料為粒徑小于100nm的二氧化鈦TiO2等氧化物，金 屬納米粒子材料為粒徑小于100nm的銅等金屬。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫相變蓄冷納米流體，其特征在于所述的分散劑為三聚磷酸鈉和三乙醇胺的復(fù)合分散劑，它們的重量比為l: 1。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫相變蓄冷納米流體的制備方法，其特征在 于將100份的質(zhì)量濃度為10-22. 5%的共晶鹽水溶液與0. 167-1. 13份的金 屬納米粒子或金屬氧化物納米粒子混合并攪拌均勻，再在其中添加0.2-0.5 份的分散劑攪拌，然后進行超聲振動半個小時以上制得懸浮穩(wěn)定的納米流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫相變蓄冷納米流體及其制備方法，特點是它包括質(zhì)量濃度為10-22.5％的共晶鹽水溶液100份，金屬納米粒子或金屬氧化物納米粒子0.167-1.13份及分散劑0.2-0.5份，其份數(shù)為體積單位。其制備方法為將100份的質(zhì)量濃度為10-22.5％的共晶鹽水溶液與0.167-1.13份的金屬納米粒子或金屬氧化物納米粒子混合并攪拌均勻，再在其中添加0.2-0.5份的分散劑攪拌，然后進行超聲振動半個小時以上制得懸浮穩(wěn)定的納米流體。由于其利用納米流體技術(shù)提升了傳統(tǒng)蓄冷工質(zhì)之傳熱特性，不但能有效降低制冷劑與蓄冷工質(zhì)之間的傳熱溫差，改善成核過冷度，提高蓄冷效率，同時也能減少熱交換器的體積。對于空調(diào)蓄冷業(yè)將帶來重大影響，對能源有效利用也有正面助益。
文檔編號C09K5/06GK101525530SQ200910115140
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者何欽波, 劉海洋, 殷少有 申請人:順德職業(yè)技術(shù)學院