四丁基溴化铵-四氢呋喃系蓄冷水合物

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1、第9卷第1期过程工程学报Vb1．9No．12Oo9年2月TheChineseJournalofProcessEngineeringFeb．20o9四丁基溴化铵一四氢呋喃系蓄冷水合物李刚，谢应明，刘道平，张亮，汤成伟，魏晶晶(上海理工大学制冷技术研究所，上海200093)摘要：基于二元工质水合物相对单一工质水合物在蓄冷特性方面的优越性，在水合物客体组分总质量分数为31．4％的条件下，实验研究了四丁基溴化铵(TBAB)一四氢呋喃(THF)混合水合物蓄冷特性．通过改变TBAB-THF组分配比，考察了水合物的诱导时间、近似相变温度、蓄冷面积及释冷面

2、积的变化．结果表明，TBAB-THF系中TBAB浓度减少使诱导时间增长、温度突变点降低、近似相变温度降低，从而减小了水合物在生长阶段的蓄冷面积，缩短了分解阶段的分解完成时间；TBAB浓度在25．7％一27．4％时，相变温度在6．3—8．0℃之间，与空调冷冻水相近，且释冷面积相对其他浓度较高，可作为蓄冷空调的良好介质．关键词：蓄冷；TBAB：THF；水合物中图分类号：TB61文献标识码：A文章编号：1009—606X(2009)01—0186_04合空调蓄冷用相变材料的目的，进行了TBAB一水二元1前言体系的相平衡实验研究，得到适合蓄冷的TB

3、AB溶液浓新型蓄冷工质—气体水合物，主要是制冷剂水合度为40．5％，相变温度为12℃．在此基础上，通过添加物，以其与常规空调兼容性好、蓄冷密度大、化学稳定NaCI改变溶液活度从而降低其相平衡温度，向4O．5％性好等优点[1I2】应用于蓄冷空调，可在“移峰填谷”、均TBAB溶液中添加6％～8％NaC1，得到相平衡温度在衡电网供电负荷方面发挥积极作用，带动相关企业经济6—8℃之间，可与普通空调组成高温蓄冷空调系统；但效益增长．因此开展水合物蓄冷特性研究备受关注[3】．由于NaCI本身占据蓄冷材料一定体积，降低了TBAB以前的水合物客体工质多为氯

4、氟烃(Chlorofluoro．水合物的蓄冷密度．而TBAB和THF均为水溶性环保carbons，CFCs)和氢氯氟烃(Hydrochlorofluorocarbons，型物质，方便生成水合物，且在TBAB水溶液中添加HCFCs)，对大气臭氧层的破坏日益严重，并具有温度THF，THF生成水合物的同时，其分解热较TBAB水合效应，基于节能和环保考虑，有必要寻找新型绿色环保物高，实际上增加了TBAB水合物的蓄冷密度．此外从制冷剂[6]．在实验研究中，纯工质形成的简单水合物用动力学角度，混合工质水合物较单一水合物生成速率更于蓄冷往往在温度、压力、

5、反应速度、过冷度等方面不快，热力学角度上这两种工质生成的水合物相变温度与能完全满足蓄冷技术的要求，一般认为相变温度较高和常规空调冷冻水温度(7～12℃)匹配，克服了单一工质水较低的水合物客体物质与制冷剂混合可实现性能优势合物相变温度偏低(THF水合物)或偏高(TBAB水合物)互补，相变温度和工作压力更满足空调工况，具有比单的缺点．目前还没有该方面的研究报道．为与空调用冷一工质更好的蓄冷特性L7J．冻机组结合，减少企业运行成本，同时便于提高冷水机四丁基溴化铵(TetrabutylammoniumBromide，TBAB)组蒸发温度，本工作研究

6、了在TBAB水溶液中加入THF水合物和四氢呋喃(Tetrahydrofuran，THF)水合物[8】都是的蓄冷特性，使混合工质水合物相变温度在冷冻水的供可用于蓄冷的水合物，前者相变温度12℃，相变潜热回水范围内，有利于节能和环保．192．23kJ／kg，后者相变温度4．4℃，分解热270kJ／kg[．本工作利用自行设计的小型搅拌式水合物制备系刘勇等[】o】通过对混合致冷剂HCFC．141b／HFC．152a水合统，在水合物客体组分总质量分数31．4％一定的条件下，物晶体生成及分解过程进行观测，得出混合制冷剂水合进行了TBAB—THF水合物生

7、成特性的实验研究．通过物较单一制冷剂HCFC．141b水合物引导时间更短，生改变TBAB／THF组分配比，研究了不同组分浓度下水成速度更快，更适合作为蓄冷空调的储冷介质；但是合物的蓄冷特性，包括诱导时间、近似相变温度、蓄冷HCFC一141b作为过渡型工质即将淘汰，研究新型环保混面积及释冷面积等．通过对TBAB—THF水合物用于空合工质水合物提上日程．巫术胜等[11]基于研制一种适调蓄冷的实验研究，在探索和完善混合工质水合物蓄冷收稿日期：2008-09—16，修回日期：2008—10__24基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号：50276

8、038；50806050)作者简介：李fl~(1982-)，男，河南省济源市人，硕士研究生，主要研究方向：制冷空调新技术、气体水合物应用技术等；刘道平，通讯联系人，Tel：021