[發明專利]熱敏性復合材及其用途與使用該熱敏性復合材的制冷裝置

在審

• 申請號: 201310706372.1
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104710719A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 康育豪;陳威宏
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C08L51/00
• 分類號: C08L51/00;C08K3/36;C08F265/10;C08F287/00;C08F222/38;F25B17/08
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;常大軍

技術領域

本發明涉及一種熱敏性復合材，更具體而言，本發明是關于該熱敏性復合材的用途及使用該熱敏性復合材的制冷裝置。

背景技術

利用太陽熱能或工業余熱、廢熱回收來驅動制冷空調系統，提供工業冷卻與空調需求，將有助于提高整體能源使用效率，更是發展再生能源空調系統最重要的技術項目之一，同時政策配合民間推動冷熱電三生系統應用，提高整體能源使用效率，對國家整體的節能減碳將有極大的效益。

然而，傳統上常用的再生能源驅動的吸收式制冷裝置，由于使用化學液體反應使得管路容易結晶與腐蝕，造成機臺壽命短暫且需要經常檢查維護因而人力成本提升等問題，以及需要高溫做為再生熱能，對于發展節能減碳的效益已明顯降低。

所以，發展低溫再生能源驅動吸附式空調系統，降低再升溫度及再生能耗為急迫需要解決的問題，現今所能使用的吸附材料，通常高水氣吸附量皆為親水性吸附材，然而，因為表面為親水性，所以水汽脫附需要更高溫度或能量。因此，高吸附量與低脫附再升溫度，通常難以兼顧。

因此，亟需開發智能溫敏性吸附材料，利用改質吸附劑孔洞內部，于低溫吸附水分子后，當溫度高于溫敏材料分子結構轉變溫度時，該涂層將由親水性轉為疏水性，水分子與吸附劑吸附鍵結能量變弱，可降低再生溫度，增加脫附效率，以符合產業的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱敏性復合材，其可用于吸附式制冷裝置，以符合產業利用的需求。

本發明提供的熱敏性復合材包括中孔洞粒子，具有多個中孔洞；以及熱敏性聚合物，填充于該中孔洞粒子的中孔洞，且該熱敏性聚合物具有隨溫度升高親水性下降的特性。

本發明的一具體實施例中，進一步提供熱敏性復合材于吸附式制冷劑的用途。

本發明還提供一種吸附式制冷裝置，其使用熱敏性復合材。

一具體實施例中，該吸附式制冷裝置，包括：真空腔體，用以填充冷媒；吸附床，設于該真空腔體中，且該吸附床內填充有上述的熱敏性復合材，以吸收或脫附該冷媒；冷凝器，設于該真空腔體中，用以凝結來自該熱敏性復合材脫附的冷媒；以及蒸發器，設于該真空腔體中且該蒸發器具有該冷媒，用以蒸發該冷媒。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1顯示吸附式制冷裝置的示意圖；

圖2顯示硅膠(5mm)披覆不同重量高分子比例(PNIPAAm)的結果照片；

圖3顯示未改質硅膠的熱重損失分析曲線；

圖4顯示不同PNIPAAm覆載比例下硅膠吸附劑于不同溫度(40、100及160℃)下的水氣脫附行為；(a)未改質；(b)硅膠/PNIPAAm覆載比例(1∶0.2)；(c)硅膠/PNIPAAm覆載比例(1∶0.5)；(d)硅膠/PNIPAAm覆載比例(1∶1)；

圖5顯示硅膠在不同覆載比例下各溫度下水氣脫附比例；以及

圖6顯示不同覆載比例硅膠吸附劑于40℃、100℃與160℃下實際脫附水氣率。

其中，附圖標記

10???真空腔體

101??第一腔室

101a?第一吸附床

102??第二腔室

102a?第二吸附床

103??切換器

104??冷凝器

105??蒸發器

106??第一管路

107??第二管路

108??冷/熱水器

20???熱敏性復合材

具體實施方式

以下通過特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

本發明提供一種中孔洞粒子，具有多個中孔洞，其中，該中孔洞粒子的孔徑介于2nm至50nm，以及該中孔洞粒子的比表面積介于521m³/g至553m²/g。

一具體實施例中，該中孔洞粒子，并無特別限制。中孔洞粒子的實例包括，但不限于：硅膠、活性氧化鋁、硅分子篩、沸石所組成群組的至少一種。

本發明還提供一種熱敏性聚合物，填充于該中孔洞粒子的中孔洞，且該熱敏性聚合物具有隨溫度升高親水性下降的特性，其中，該熱敏性聚合物的結構如式(I)，且并無特別限制。如式(I)：

其中，n為50至70的整數，重量平均分子量范圍為5650至7900。