[发明专利]一种用于相变式换热器的循环工质及其应用

说明书

本发明公开了一种用于相变式换热器的循环工质及其应用。该用于相变式换热器的循环工质为吸湿性水溶液；吸湿性水溶液的溶质包括卤代无机盐和/或多元醇；当吸湿性水溶液的溶质包括所述的卤代无机盐时，卤代无机盐的浓度为5～50％，卤代无机盐的浓度是指所述卤代无机盐的质量与吸湿性水溶液的质量的比；当吸湿性水溶液的溶质包括所述的多元醇时，多元醇的浓度为60～95％，多元醇的浓度是指所述多元醇的质量占吸湿性水溶液的质量的比。本发明将吸湿性水溶液作为相变式换热器的循环工质，温度适应范围较大、可调节性好、工作耐压等级高、换热效率高，可在较宽的不同的压力和温度范围内稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种用于相变式换热器的循环工质及其应用。

背景技术

目前，国内绝大多数相变式换热器均采用水或氟利昂等有机均相混合物作为相变式换热器循环工质。常压下，水的沸点为100℃，冰点0℃，限定了热源和冷源温度不能太高或太低。而氟利昂或其他制冷剂循环工质，沸点相对较低。在相变式换热器相变过程中，液相浓度恒定，蒸气压和饱和温度往往恒定或偏高，无法适应不同范围的热源冷源换热过程。同时氟利昂等有机物作为循环介质往往会污染环境、易燃易爆、有毒有害，对整个相变式换热器的气密性要求较高。当外界热源或冷源温度变化较大时，会对整个相变式换热器的换热平衡造成严重影响。

因此，寻求一种循环工质，解决相变式换热器存在的以上技术问题，迫在眉睫。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于克服了现有技术中将水和氟利昂作为相变式换热器的循环工质时，存在的温度适应范围窄、可调节性差，工作耐压等级低、换热效率差的缺陷，而提供了一种用于相变式换热器的循环工质及其应用。本发明将吸湿性水溶液作为相变式换热器的循环工质，温度适应范围较大、可调节性好、工作耐压等级高、换热效率高，可在较宽的不同的压力和温度范围内稳定运行。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案实现的。

本发明提供了一种用于相变式换热器的循环工质，所述的循环工质为吸湿性水溶液；

所述吸湿性水溶液的溶质包括卤代无机盐和/或多元醇；

当所述吸湿性水溶液的溶质包括所述的卤代无机盐时，所述卤代无机盐的浓度为5～50％，所述卤代无机盐的浓度是指所述卤代无机盐的质量与所述吸湿性水溶液的质量的比；

当所述的吸湿性水溶液的溶质包括所述的多元醇时，所述多元醇的浓度为60～95％，所述多元醇的浓度是指所述多元醇的质量占所述吸湿性水溶液的质量的比。

本发明中，本领域技术人员知晓，所述的相变式换热器为间接接触式换热。所述的吸湿性水溶液作为填充物单独相变循环，不与换热物料进行接触，只进行热量的传递。所述的吸湿性水溶液不会对相变式换热器的内部结构进行腐蚀、稳定性好，应用领域广泛，同时还能够达到较高的换热系数。若本发明中吸湿性水溶液的浓度不在上述限定的范围内，换热效率或换热系数、耐压等级会大大降低。

本发明中，所述吸湿性水溶液中，所述卤代无机盐和/或所述多元醇的种类的总数量可为1种或2种。相比于含有多种溶质的吸湿性水溶液，稳定性更佳。

本发明中，所述卤代无机盐的种类可为本领域常规应用于制备吸湿性水溶液的卤代无机盐。较佳地为溴化钠、溴化锂、氯化锂和氯化镁中的一种或其中两种以上的混合。例如溴化锂或氯化镁。

本发明中，所述多元醇的种类可为本领域常规应用于制备吸湿性水溶液的多元醇。较佳地为乙二醇、甘油和三甘醇中的一种或其中两种以上的混合。例如乙二醇。

本发明中，所述卤代无机盐的浓度较佳地为15～45％，例如20％、25％、30％或35％，所述的浓度是指所述卤代无机盐的质量与所述吸湿性水溶液的质量的比。