一种吸收式制冷工质对

1.本发明涉及制冷与低温技术领域，尤其涉及一种吸收式制冷工质对。


背景技术：

2.吸收式循环可采用低品位热如太阳能、地热能、工业废热等进行驱动，产生冷量，满足制冷需求。现有的吸收式循环工质对以nh3/h2o和h2o/libr为典型。它们都存在一些缺点：
3.(1)对于nh3/h2o工质对，nh3与h2o难分离，通常需要复杂的精馏装置将二者分离，nh3为有毒工质，装置的密封性要求高。
4.(2)对于h2o/libr工质对，由于h2o的结冰性质，一般来说h2o/libr工质对只能制取0℃以上的温度，容易产生负压且h2o/libr溶液易结晶，对系统工作范围有一定的限制。
5.先后有学者提出基于离子液体的吸收式制冷工质对，但都存在明显问题：
6.(1)专利cn1957057b中，以h2o、nh3、甲醇或含氯氟烃为制冷剂，离子液体为吸收剂，无法解决水不能应用到零度以下环境、氨的毒性、甲醇的强烈毒性、含氯氟烃对臭氧的破坏性等问题。
7.(2)专利cn102719230a中，以含金属氯化物成分的咪唑型离子液体和液nh3为工质对亦无法解决nh3的毒性问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种性能良好、环保性好的适用于吸收式制冷系统的二甲醚/离子液体循环工质对，以解决上述吸收式制冷工质对的问题。
9.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
10.本发明提供了一种吸收式制冷工质对，以二甲醚为制冷剂，以离子液体为吸收剂。
11.优选的，所述离子液体的阳离子为含醚基的阳离子或者含烷基取代基的咪唑类阳离子。
12.优选的，所述离子液体的阴离子为四氟硼酸根、六氟磷酸根、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺根、三氟甲磺酸盐根中的一种。
13.优选的，所述离子液体为[bmim][bf4]、[bmim][pf6]、[bmim][tf2n]、[hmim][bf4]、[hmim][pf6]或[hmim][tf2n]。
[0014]
本发明的有益效果是：
[0015]
二甲醚/离子液体工质对可应用于0℃以下环境。
[0016]
二甲醚与离子液体沸点差异大，便于分离，不用安装精馏设备。
[0017]
二甲醚无毒，且二甲醚离子液体溶液对金属不具有腐蚀性。
[0018]
二甲醚的gwp＝0.3，odp＝0环保性能好。
[0019]
二甲醚/离子液体工质制冷性能高。
[0020]
二甲醚成本，低易于获得。
[0021]
制冷工质对结合了二甲醚无毒、无腐蚀性、gwp(全球变暖潜能值)极低与odp(臭氧消耗潜值)为0等特点，达到了较好的制冷效果，且绿色环保。
附图说明
[0022]
图1为单效吸收式制冷系统示意图；
[0023]
图2为各发生温度下二甲醚/离子液体工质对的制冷性能；
[0024]
图3为各蒸发温度下二甲醚/离子液体工质对的制冷性能。
具体实施方式
[0025]
以单效吸收式制冷循环为例，整个系统包括蒸发器、吸收器、发生器和冷凝器4个主要组件，如图1所示。其循环原理如下：
[0026]
(1)制冷剂和吸收剂混合溶液在发生器内吸收热量，制冷剂从吸收剂中析出，变成高温高压的制冷剂蒸气。具体到本发明所述工质对，发生温度最好高于325k，进一步优选高于335k。
[0027]
(2)高温高压的制冷剂蒸气在冷凝器被冷却成为液态。具体到本发明所述工质对，冷凝温度最好低于305k，进一步优选低于295k。
[0028]
(3)液态制冷剂在蒸发器吸收热量，变成气态，这一过程产生所需的冷量。具体到本发明所述工质对，蒸发温度可设为270k～290k，优选为280～285k。
[0029]
(4)气态的制冷剂在吸收器中被吸收剂吸收。具体到本发明所述工质对，吸收温度温度可设为290k～310k，优选为295～205k。
[0030]
(5)吸收器中的制冷剂与吸收剂混合溶液被运送到发生器中，完成循环。
[0031]
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0032]
实施例1
[0033]
以六种二甲醚/离子液体(二甲醚/[bmim][bf4]、二甲醚/[bmim][pf6]、二甲醚/[bmim][tf2n]、二甲醚/[hmim][bf4]、二甲醚/[hmim][pf6]、二甲醚/[hmim][tf2n])为工质对的单效吸收式制冷循环为例。
[0034]
当发生温度设定为325k～370k，吸收温度、冷凝温度和蒸发温度分别设定为300k、300k和278k时，应用六种二甲醚/离子液体工质对的吸收式制冷的cop(制冷性能)如图2所示(图中dme意为二甲醚)。其最高cop分别为0.535、0.620、0.589、0.582、0.584和0.592。
[0035]
当蒸发温度设定为270k～290k，发生温度、冷凝温度、吸收温度分别设定为340k、300k和300k，应用六种二甲醚/离子液体工质对的吸收式制冷的cop(制冷性能)如图3所示。其最高cop分别为：0.946、0.939、0.736、0.927、0.846、0.773。
[0036]
由图2和图3可以看出二甲醚/离子液体工质对具有较高的cop，另外：
[0037]
(1)在此蒸发温度范围内(270k～290k)，二甲醚不会结冰，可以应用于0度以下环境。
[0038]
(2)在此发生温度范围内(325k～370k)，离子液体饱和蒸气压可以忽略，二甲醚与离子液体易分离。
[0039]
(3)二甲醚、离子液体及其混合溶液均对金属无腐蚀性。
[0040]
(4)二甲醚gwp＝0.3，odp＝0，环保性好。
[0041]
(5)二甲醚成本低，易于获得。
[0042]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种吸收式制冷工质对，其特征在于，以二甲醚为制冷剂，以离子液体为吸收剂。2.根据权利要求1所述的吸收式制冷工质对，其特征在于，所述离子液体的阳离子为含醚基的阳离子或者含烷基取代基的咪唑类阳离子。3.根据权利要求1或2所述的吸收式制冷工质对，其特征在于，所述离子液体的阴离子为四氟硼酸根、六氟磷酸根、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺根、三氟甲磺酸根中的一种。4.根据权利要求3所述的吸收式制冷工质对，其特征在于，所述离子液体为[bmim][bf4]、[bmim][pf6]、[bmim][tf2n]、[hmim][bf4]、[hmim][pf6]或[hmim][tf2n]。

技术总结
本发明提供了一种吸收式制冷工质对，属于制冷与低温技术领域。本发明吸收式制冷工质对，以二甲醚为制冷剂，以离子液体为吸收剂。本发明二甲醚/离子液体工质对可应用于0℃以下环境；二甲醚与离子液体沸点差异大，便于分离，不用安装精馏设备；二甲醚无毒，且二甲醚离子液体溶液对金属不具有腐蚀性；二甲醚的GWP＝0.3，ODP＝0环保性能好；二甲醚/离子液体工质制冷性能高；二甲醚成本，低易于获得。低易于获得。低易于获得。


技术研发人员：李健 刘向阳 何茂刚 王栓来
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2022/8/30