[實用新型]離子液體溶液基納米流體直接吸收太陽能空調(diào)/熱泵裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720703059.6
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN207121562U
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙宗昌;張曉冬
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10;F24F5/00;F25B27/00;F25B41/04
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能吸收式空調(diào)和熱泵裝置，是一種離子液體溶液基納米流體直接吸收太陽能的吸收式空調(diào)/熱泵裝置。

背景技術(shù)

太陽能是豐富、廉價的清潔能源。夏天太陽強烈的輻射與人們對于制冷的需求相一致。因此，夏季利用太陽能替代常規(guī)的能源驅(qū)動吸收制冷機進行制冷和空調(diào)，冬季利用太陽輻射進行輔助供暖，不僅可以最大限度地利用清潔的自然資源，同時也具有節(jié)能和環(huán)保作用。當前世界各國都在加緊進行太陽能發(fā)電,太陽能熱利用(太陽能熱水器和太陽能空調(diào))方面的研究和技術(shù)開發(fā)工作。許多國家已經(jīng)建立或正在建立太陽能電站和太陽能空調(diào)系統(tǒng)。目前，大多數(shù)太陽能吸收式空調(diào)/熱泵系統(tǒng)，主要是由表面涂層式太陽能集熱器、蓄熱水箱、吸收制冷機/熱泵、冷卻塔和輔助加熱系統(tǒng)所構(gòu)成。表面涂層式太陽能集熱器提供的熱水(80℃以上)為吸收制冷機/熱泵提供驅(qū)動熱源。表面涂層式太陽能集熱器由于吸光表面溫度較高，其熱輻射和對流熱損失較大,使其熱效率較低。另外，傳統(tǒng)的吸收制冷和熱泵循環(huán)所采用的溴化鋰水溶工質(zhì)對易結(jié)晶和強腐蝕，嚴重影響裝置的使用壽命，不便于工業(yè)和廣大城鄉(xiāng)居民住宅使用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種咪唑類離子液體溶液基納米流體太陽能直接吸收式空調(diào)/熱泵方法和裝置。克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，能有效地解決現(xiàn)有太陽能吸收式空調(diào)/熱泵系統(tǒng)中，工質(zhì)溶液易結(jié)晶，強腐蝕，太陽能集熱效率低等問題。

本實用新型的技術(shù)方案：

離子液體溶液基納米流體直接吸收太陽能空調(diào)/熱泵方法，步驟如下：

首先，將工質(zhì)緩慢加入到磷酸酯類咪唑離子液體中，混合10-20分鐘，即為基液，其中，磷酸酯類咪唑離子液體含量為工質(zhì)溶液的60-95wt％；然后，向基液中加入納米顆粒，繼續(xù)攪拌至完全混合，得到穩(wěn)定的磷酸酯類咪唑離子液體溶液基納米流體，納米顆粒含量為磷酸酯類咪唑離子液體溶液基納米流體的0.01-0.5wt％，將磷酸酯類咪唑離子液體溶液基納米流體在裝置運行前灌注到裝置中的溶液儲罐ST中。

所述的磷酸酯類咪唑離子液體為磷酸二甲酯二甲基咪唑、磷酸二甲酯乙基甲基咪唑、磷酸二乙酯乙基甲基咪唑、磷酸二丁酯乙基甲基咪唑中的一種或兩種以上混合。

所述的工質(zhì)溶液為水、甲醇或乙醇。

所述的納米顆粒為碳納米管、石墨烯、氧化銅、三氧化二鋁中的一種或兩種以上混合。

當納米顆粒為碳納米管時，為了增加碳納米管的親水性，在碳納米管加入到基液前，對其進行酸化處理。

本實用新型的有益效果：以磷酸酯類咪唑離子液體(磷酸二甲酯二甲基咪唑，磷酸二甲酯乙基甲基咪唑，磷酸二乙酯乙基甲基咪唑，磷酸二丁酯乙基甲基咪唑)與水，甲醇和乙醇所構(gòu)成的二元和三元溶液為基液，通過向基液中加入微量的對太陽輻射能有優(yōu)良吸收特性的納米顆粒(碳納米管，石墨烯，氧化銅，三氧化二鋁等)構(gòu)成磷酸酯類咪唑離子液體溶液基納米流體，并作為吸收制冷/熱泵循環(huán)的工作流體。這種工作流體不結(jié)晶，無腐蝕，克服了傳統(tǒng)吸收式空調(diào)/熱泵循環(huán)中溴化鋰水溶工質(zhì)對易結(jié)晶，強腐蝕的缺點。同時，利用集熱器內(nèi)納米流體對太陽輻射能優(yōu)良的吸收特性，將太陽能直接轉(zhuǎn)化成工作流體的熱能，在集熱器內(nèi)完成工作流體升溫和部分汽化過程。克服了表面涂層太陽能集熱器表面溫度高，熱損失高的缺點。同時，添加的納米顆粒還能進一步強化工作流體在吸收和再生過程中的熱質(zhì)傳遞性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的流程示意圖。

圖2為直接吸收式太陽能集熱/發(fā)生器主視圖。

圖3為直接吸收式太陽能集熱/發(fā)生器俯視圖。

圖中：DASC/G太陽能集熱/再生器；ST溶液儲罐；AH輔助加熱裝置；SE氣液分離器；C冷凝器；CT循環(huán)水冷卻塔；A吸收器；HE板式換熱器；E翅片管蒸發(fā)器；P1溶液泵；P2冷媒泵；P3循環(huán)水泵；P4稀溶液泵；

1溶液儲罐ST的出口；2太陽能集熱/發(fā)生器DASC/G的入口；

3太陽能集熱/發(fā)生器DASC/G的出口；4氣液分離器SE的入口；

5氣液分離器SE的出口；6板式換熱器HE的第一入口；

7板式換熱器HE的第一出口；8吸收器A的第一入口；

9吸收器A的第一出口；10板式換熱器HE的第二入口；

11板式換熱器HE的第二出口；12溶液儲罐ST的入口；

13分離器SE的出口；14冷凝器C的第一入口；15冷凝器C的第一出口；

16翅片管蒸發(fā)器E的入口；17翅片管蒸發(fā)器E的第一出口；