传热流体.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080011998.5

申请日:

2010.02.15

公开号:

CN102348776A

公开日:

2012.02.08

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C09K 5/10申请公布日:20120208|||实质审查的生效IPC(主分类):C09K 5/10申请日:20100215|||公开

IPC分类号:

C09K5/10; C23F11/00; F24J2/46

主分类号:

C09K5/10

申请人:

爱尔发加热有限公司

发明人:

萨维塔·普拉卡特; 穆凯什·贾萨洛

地址:

英国萨里

优先权:

2009.02.13 IN 289/DEL/2009

专利代理机构:

北京集佳知识产权代理有限公司 11227

代理人:

顾晋伟;李翔

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内容摘要

本发明涉及传热流体,其包含水、甘油和表面活性剂。该传热流体特别适合用于太阳能集热器或地源热泵。

权利要求书

1: 一种传热流体, 包含水、 甘油和表面活性剂。
2: 根据权利要求 1 所述的传热流体, 其中所述流体还包含防腐蚀剂。
3: 根据权利要求 2 所述的传热流体, 其中所述防腐蚀剂选自甲苯并三唑、 苯并三唑、 天 冬氨酸、 癸二酸、 硼砂、 氧化钼、 三乙醇胺、 二水合钼酸钠、 吗啉或它们中的两种以上的组合。
4: 根据前述权利要求中任一项所述的传热流体, 其中所述流体还包含热稳定剂。
5: 根据权利要求 4 所述的传热流体, 其中所述热稳定剂选自四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺、 聚 乙二醇、 季戊四醇或它们中的两种以上的组合。
6: 根据前述权利要求中任一项所述的传热流体, 其中所述所述流体还包含以下组分中 的一种或更多种 : (i)pH 稳定剂或缓冲剂, 例如三异丙醇胺或硼砂 ; (ii) 防垢添加剂, 例如聚丙烯酸钠聚合物 ; 和 (iii) 生物杀灭剂, 例如 nipacide。
7: 根据前述权利要求中任一项所述的传热流体, 还包含氢氧化钠。
8: 根据前述权利要求中任一项所述的传热流体, 其中所述表面活性剂的含量为 0.01% (w/w) ~ 1.0% (w/w)。
9: 根据前述权利要求中任一项所述的传热流体, 其中所述表面活性剂包含 : (i) 聚氧乙烯 (n) 月桂基醚, 其中 n 为 6 ~ 12 ; (ii) 三乙醇胺 ; 和/或 (iii) 甘油聚氧乙烯醚。
10: 根据权利要求 9 所述的传热流体, 其中所述表面活性剂包含十乙二醇单十二烷基 醚。
11: 根据前述权利要求中任一项所述的传热流体, 其中所述甘油的含量为 30 % (w/ w) ~ 60% (w/w)。
12: 根据权利要求 1 ~ 11 中任一项所述的传热流体, 包含 : a)35.0% (w/w) ~ 50.0% (w/w) 甘油, 和 b)39.5% (w/w) ~ 59.97% (w/w) 水, 以下组分中的至少其一 : c1)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 聚氧乙烯 (n) 月桂基醚, 其中 n 为 6 ~ 12, c2)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 三乙醇胺, c3)0.01% (w/w) ~ 1%甘油聚氧乙烯醚, 以下组分中的至少其一 : d1)0.2% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺, d2)0.02% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 聚乙二醇, d3)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 季戊四醇, 以下组分中的至少其一 : e1)0.2% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 甲苯并三唑, e2)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 苯并三唑, e3)0.01% (w/w) ~ 0.25% (w/w) 天冬氨酸, e4)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 癸二酸, 2 e5)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 二水合钼酸钠, e6)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 吗啉, e7)0.01% (w/w) ~ 0.3% (w/w) 氧化钼, e8)0.01% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 硼砂, 以及任选以下组分中的一种或更多种 : f)0.05% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物, g)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 三异丙醇胺, h)0.01% (w/w) ~ 0.05% (w/w) 氢氧化钠, i)0.01% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 生物杀灭剂, j)0.01 ~ 10% (w/w) 单丙二醇。
13: 根据权利要求 12 所述的传热流体, 包含 : a)40.0% (w/w) ~ 50.0% (w/w) 甘油, 和 b)40.65% (w/w) ~ 59.44% (w/w) 水, 以下组分中的至少其一 : c1)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 十乙二醇单十二烷基醚, c2)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 三乙醇胺, c3)0.01% (w/w) ~ 1%甘油聚氧乙烯醚, 和: d1)0.2% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺, d2)0.02% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 聚乙二醇, d3)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 季戊四醇, 和: e1)0.2% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 甲苯并三唑, e3)0.01% (w/w) ~ 0.25% (w/w) 天冬氨酸, e6)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 吗啉, e7)0.01% (w/w) ~ 0.3% (w/w) 氧化钼, e8)0.01% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 硼砂, 和 f)0.05% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物, g)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 三异丙醇胺, 以及任选以下组分中的一种或更多种 : h)0.01% (w/w) ~ 0.05% (w/w) 氢氧化钠, i)0.01% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 生物杀灭剂, j)0.01 ~ 10% (w/w) 单丙二醇。
14: 根据权利要求 12 或 13 所述的传热流体, 包含 : a)43 ~ 47% (w/w) 甘油, 和 b)50.24% (w/w) ~ 55.50% (w/w) 水, c1)0.075 ~ 0.125% (w/w) 十乙二醇单十二烷基醚, c2)0.25 ~ 0.35% (w/w) 三乙醇胺, 3 d1)0.25 ~ 0.75% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺, d2)0.075 ~ 0.125% (w/w) 聚乙二醇, d3)0.025 ~ 0.075% (w/w) 季戊四醇, e1)0.25 ~ 0.35% (w/w) 甲苯并三唑, e3)0.025 ~ 0.075% (w/w) 天冬氨酸, e6)0.04 ~ 0.08% (w/w) 吗啉, e7)0.01 ~ 0.03% (w/w) 氧化钼, e8)0.35 ~ 0.55% (w/w) 硼砂, f)0.075 ~ 0.125% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物, g)0.075 ~ 0.125% (w/w) 三异丙醇胺。
15: 根据权利要求 12 所述的传热流体, 包含 : a)43 ~ 47% (w/w) 甘油, 和 b)52.765% (w/w) ~ 56.875% (w/w) 水, c2)0.01 ~ 0.02% (w/w) 三乙醇胺, e1)0.01 ~ 0.02% (w/w) 甲苯并三唑, e4)0.01 ~ 0.02% (w/w) 癸二酸, e7)0.01 ~ 0.02% (w/w) 氧化钼, f)0.075 ~ 0.125% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物, i)0.01 ~ 0.03% (w/w) 生物杀灭剂 nipacide。
16: 根据权利要求 12 所述的传热流体, 包含 : a)37.5 ~ 42.5% (w/w) 甘油, 和 b)46.1% (w/w) ~ 56.945% (w/w) 水, c2)0.01 ~ 0.02% (w/w) 三乙醇胺, c3)0.25 ~ 0.75% (w/w) 甘油聚氧乙烯醚, d1)0.1 ~ 0.25% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺, d3)0.075 ~ 0.125% (w/w) 季戊四醇, e1)0.075 ~ 0.125% (w/w) 甲苯并三唑, e5)0.01 ~ 0.05% (w/w) 二水合钼酸钠, g)0.025 ~ 0.075% (w/w) 三异丙醇胺, h)0.01 ~ 0.05% (w/w) 氢氧化钠, j)5 ~ 10% (w/w) 单丙二醇。
17: 一种太阳能板系统, 包含根据权利要求 1 ~ 16 中任一项所述的传热流体。
18: 一种地源热泵系统, 包含根据权利要求 1 ~ 16 中任一项所述的传热流体。
19: 根据权利要求 1 ~ 16 中任一项所述的传热流体在太阳能板系统或地源热泵系统中 的用途。

说明书


传热流体

    本发明涉及传热流体的新配方。
     传热流体在工业、 商业或家庭设备中具有广泛的应用。 例如, 传热流体用于太阳能 集热器 ( 也称为太阳能板 ) 或地源热泵 ( 也称为地热热泵 )。
     传热流体的配方必须克服大量实际限制。例如, 水基传热流体可在使用其的系统 中产生腐蚀。因此, 减少腐蚀是传热流体配方中的必要目标。而且, 包含例如甘油的传热流 体的高粘度 ( 特别是在低温下 ) 可导致传热流体难以循环通过相关系统。此外, 传热流体 经常需要在宽范围温度下, 例如从水的凝固点以下 ( 例如 -25℃以下 ) 到显著高于水的沸点 的温度 ( 例如约 250-300℃或更高 ) 下工作。
     本领域技术人员的相关背景知识包括工业指南。例如, 2004 年在英国建立的家用 水处理协会 (DWTA), 其目的是引入和促进化学水处理部门的产品和安装质量标准。对于特 别是腐蚀研究的水处理和分析化验的 DWTA 工业标准程序为本领域技术人员所熟知。具体 参见 2006 年 8 月出版的 “DWTA Industry Standard Specification for the Performance of Chemical Inhibitors for Use in Domestic Hot Water Central Heating Systems” 。
     已知的水基传热流体包含乙二醇、 丙二醇和乙醇的水混合物。乙二醇是最熟知的 传热流体, 其特别是用于汽车工业中。 但是, 使用乙二醇的缺点在于该物质有毒并且不是非 常对环境友好的。丙二醇经常替代乙二醇在需要较低毒性的应用中使用。虽然丙二醇相对 无毒, 但是它是污染环境的物质。 丙二醇的一个缺点是在低温下显著增加传热流体的粘度 ; 这增加所需的泵功率。
     包含水和甘油 ( 也称为丙三醇 ) 的混合物的传热流体在本领域中是已知的。基于 多种理由希望在传热流体中使用甘油, 所述理由包括甘油的高热容、 极低的凝固点、 易得性 和低成本, 以及从生物和环境观点而言的安全性。
     但是, 包含水和甘油的传热流体存在特定的缺点, 特别是甘油在低温下的高粘度 ( 如太阳能集热器或地源热泵系统在夜间或在寒冷天气下可能遇到的 ) 趋于限制流体流动 并降低传热效率。此外, 水 / 甘油体系与一些熟知的防腐剂配方不相容。
     本发明已经确认新的传热流体配方, 其包含用于降低流体粘度的表面活性剂并且 还具有防腐蚀、 高热容以及有助于保护流体避免高温劣化的有利特性。
     本发明的一个目的是提供、 克服或至少缓解与现有技术传热流体相关的至少一些 问题, 并且提供改进的传热流体或提供已知组合物的商业可行的替代物。
     发明内容 根据第一方面, 本发明提供一种传热流体, 其包含水、 甘油 ( 也称为丙三醇 ) 和表 面活性剂。 本发明人已经开发出具有优异的传热、 防腐蚀、 低粘度和高温稳定特性的传热流 体配方。它们尤其良好地适合用于地源热泵或太阳能集热器。
     本发明人出乎意料地发现其配方特别是其对于表面活性剂的选择导致在水 / 甘 油混合物与其它添加剂之间具有与其它预期相比更好的相容性。此外, 该配方具有与含二 醇配方相关的大量益处, 但不需要包含这种对环境不利的化合物。
     甘油具有低凝固点并且其在水基传热流体中的存在有助于防止在低温和极低温 下凝固。甘油还具有高热容, 其廉价且易得, 并且在生物和环境方面安全。
     但是, 甘油还具有高粘度并且因此其在传热流体中的存在趋于增加传热流体的粘 度。当甘油以过量的 60w/w%存在时, 粘度对于大多数应用而言过高。此外, 水 / 甘油混合 物已知与大量现有的用于其它传热流体的防腐蚀或防垢添加剂不相容。因此, 尽管甘油易 得且成本低, 但是甘油的高粘度以及其与已知的防腐蚀剂不相容使得其在现有技术的传热 流体中的使用不受鼓励。
     在本发明的配方中表面活性剂的存在有助于使流体粘度下降至可接受的水平。 所 用的特定表面活性剂和表面活性剂的量具有提供特别低的粘度的优点以及关于本发明的 传热流体的防腐蚀性和稳定性特别是热稳定性的有利特性。 其还允许使用已知的防腐蚀添 加剂和防垢添加剂。
     传热流体优选包含防腐蚀剂或热稳定剂或其中两种以上的组合。
     防腐蚀剂优选选自甲苯并三唑、 苯并三唑、 天门冬酸、 癸二酸、 硼砂、 氧化钼、 二水 合钼酸钠、 吗啉或其中两种以上的组合。二水合钼酸钠在含铝 (Al) 体系中是有利的添加 剂, 这是因为其特别适合用作 Al 防腐蚀剂。传热流体中防腐蚀剂的总量优选为 0.01 ~ 0.5% (w/w)。 热稳定剂优选选自四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺 ( 也称为 quadrol 多元醇 )、 聚乙二醇、 季戊四醇或其中两种以上的组合。 传热流体中热稳定剂的总量优选为 0.1 ~ 1% (w/w)。 也 可添加用量低于 0.05% (w/w) 的氢氧化钠作为稳定剂, 尽管这是在可能存在的任何热稳定 剂以外添加的。氢氧化钠用于稳定组合物的甘油组分并且优选含量为至少 0.01% (w/w)。
     上述优选的热稳定剂和防腐蚀剂中的一部分在流体中执行次要功能。但是, 添加 剂的主要功能是决定其在本发明组合物中目的的关键。注意, 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺也有 助于保持 pH。
     如本文所公开的传热流体以与所添加的每种组分的% (w/w) 关系进行描述。应该 理解的是, 这些组分的余量优选是水。 在制造过程中, 一些不可避免的杂质也会被引入流体 中。优选这种不可避免的杂质应该少于 5% (w/w), 优选少于 1% (w/w), 更优选少于 0.1% (w/w), 最优选少于 0.01% (w/w)。理想的是, 不含不可避免的杂质。
     传热流体可进一步包含以下组分中的一种或更多种 :
     (i)pH 稳定剂或缓冲剂, 例如三异丙醇胺或硼砂 ;
     (ii) 防垢添加剂, 例如聚丙烯酸钠聚合物 ;
     (iii) 生物杀灭剂, 例如 nipacide。
     生物杀灭剂包括 acticide, 例如 nipacide( 可得自例如 Clariant UK Ltd. 或 Thor Group Ltd), 其用于杀灭藻类。传热流体还可包含单丙二醇 (MPG) 作为溶剂以替代组合物 中的部分水。优选在流体中含有少于 10% (w/w) 的 MPG。
     优选表面活性剂的含量为 0.01% (w/w) ~ 1.0% (w/w)。在一个特别优选的实施 方案中, 表面活性剂的量为 0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w)。在更加优选的实施方案中, 表面 活性剂的量为 0.01% (w/w) ~ 0.35% (w/w)。在这些浓度下, 可以实现极好的粘度和防腐 蚀特性。
     表面活性剂优选包含 :
     (i) 聚氧乙烯 (n) 月桂基醚, 其中 n 为 6 ~ 12 ;
     (ii) 三乙醇胺和 / 或
     (iii) 聚氧乙烯甘油醚。
     聚氧乙烯 (n) 月桂基醚的 n 值优选为 8、 9 或 10。在特别优选的实施方案中, 表面 活性剂包括 n 为 10 时的十乙二醇单十二烷基醚。 该化合物还称为聚氧乙烯 (10) 月桂基醚。
     在另一优选实施方案中, 表面活性剂包括聚氧乙烯甘油醚。其也称为甘油聚氧乙 烯醚并且具有下式 :
     H(OCH2CH2)nOCH2CHO((CH2CH2O)nH)CH2O(CH2CH2O)nH
     优选上式中的 n 值独立地选自 1 ~ 10, 更优选选自 1 ~ 6, 最优选选自 1 ~ 4。更 一般地, 甘油聚氧乙烯醚按照分子量销售。 优选地, 本发明使用的甘油聚氧乙烯醚的分子量 为 320 ~ 800, 最优选为 320 ~ 450。随着分子量的增加, 表面活性剂的粘度也增加。
     这些表面活性剂, 特别是十乙二醇单十二烷基醚, 在降低粘度和防腐蚀方面表现 出优异的特性。 十乙二醇单十二烷基醚还具有次要的热稳定剂和防腐蚀剂的性质, 因此, 可 能有利的是, 在提供这样功能的其它化合物以外使用或替代其使用。 但是, 当确定组合物中 的热稳定剂和 / 或防腐蚀剂的总量时, 具有这样的次要性质的表面活性剂的量不计入。 在一个优选实施方案中, 甘油的量为 30% (w/w) ~ 60% (w/w)。在一个更优选的 实施方案中, 甘油的量为 35% (w/w) ~ 50% (w/w)。 在又一个更优选的实施方案中, 甘油的 量为 40% (w/w) ~ 50% (w/w)。在又一个更优选的实施方案中, 甘油的量为 43% (w/w) ~ 47% (w/w)。在一个最优选的实施方案中, 甘油的量为 45% (w/w)。这些甘油的量为流体提 供合适的粘度与适当的热容的组合。它们还有助于减少腐蚀。
     传热流体的组分的通常范围提供如下。 当给出 0.0%值时, 是指该组分可完全不存 在。甘油的含量为 35% (w/w) ~ 50% (w/w)。水的含量为 43.15%~ 59.45% (w/w) 并且 优选与任意不可避免的杂质一起提供组合物的余量。
     表面活性剂 :
     优选甘油聚氧乙烯醚的 n 值为 4-5。 热稳定剂 :
     如上所述, 也可以存在不可避免的杂质。 尤其优选的是, 上述优选范围彼此组合使 优选传热流体包含 : a)35.0% (w/w) ~ 50.0% (w/w) 甘油, 和 b)39.5% (w/w) ~ 59.97% (w/w) 水, 以下组分中的至少其一 : c1)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 聚氧乙烯 (n) 月桂基醚, 其中 n 为 6 ~ 12, c2)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 三乙醇胺, c3)0.01% (w/w) ~ 1%甘油聚氧乙烯醚, 以下组分中的至少其一 : d1)0.2% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺, d2)0.02% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 聚乙二醇, d3)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 季戊四醇, 以下组分中的至少其一 : e1)0.2% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 甲苯并三唑, e2)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 苯并三唑, e3)0.01% (w/w) ~ 0.25% (w/w) 天冬氨酸, e4)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 癸二酸, e5)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 二水合钼酸钠, e6)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 吗啉, e7)0.01% (w/w) ~ 0.3% (w/w) 氧化钼, e8)0.01% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 硼砂, 以及任选以下组分中的一种或更多种 : f)0.05% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物, g)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 三异丙醇胺, h)0.01% (w/w) ~ 0.05% (w/w) 氢氧化钠, i)0.01% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 生物杀灭剂, j)0.01 ~ 10% (w/w) 单丙二醇。 更优选组合物包含 : a)40.0% (w/w) ~ 50.0% (w/w) 甘油, 和 b)40.65% (w/w) ~ 59.44% (w/w) 水, 以下组分中的至少其一 : c1)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 十乙二醇单十二烷基醚, c2)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 三乙醇胺, c3)0.01% (w/w) ~ 1%甘油聚氧乙烯醚, 和:10用。
     102348776 A CN 102348795
     说明书7/11 页d1)0.2% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺, d2)0.02% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 聚乙二醇, d3)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 季戊四醇, 和: e1)0.2% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 甲苯并三唑, e3)0.01% (w/w) ~ 0.25% (w/w) 天冬氨酸, e6)0.01% (w/w) ~ 0.1% (w/w) 吗啉, e7)0.01% (w/w) ~ 0.3% (w/w) 氧化钼, e8)0.01% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 硼砂, 和 f)0.05% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物, g)0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 三异丙醇胺, 以及任选以下组分中的一种或更多种 : h)0.01% (w/w) ~ 0.05% (w/w) 氢氧化钠, i)0.01% (w/w) ~ 1.5% (w/w) 生物杀灭剂,j)0.01 ~ 10% (w/w) 单丙二醇。
     根据一个特定的实施方案, 传热流体可包含 :
     a)43 ~ 47% (w/w) 甘油, 和
     b)50.24% (w/w) ~ 55.50% (w/w) 水,
     c1)0.075 ~ 0.125% (w/w) 十乙二醇单十二烷基醚,
     c2)0.25 ~ 0.35% (w/w) 三乙醇胺,
     d1)0.25 ~ 0.75% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺,
     d2)0.075 ~ 0.125% (w/w) 聚乙二醇,
     d3)0.025 ~ 0.075% (w/w) 季戊四醇,
     e1)0.25 ~ 0.35% (w/w) 甲苯并三唑,
     e3)0.025 ~ 0.075% (w/w) 天冬氨酸,
     e6)0.04 ~ 0.08% (w/w) 吗啉,
     e7)0.01 ~ 0.03% (w/w) 氧化钼,
     e8)0.35 ~ 0.55% (w/w) 硼砂,
     f)0.075 ~ 0.125% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物,
     g)0.075 ~ 0.125% (w/w) 三异丙醇胺。
     更优选地, 所述流体包含 45% (w/w) 的甘油 ; 表面活性剂 : 0.1% (w/w) 十乙二醇 单十二烷基醚和 0.3% (w/w) 三乙醇胺 ; 防腐蚀剂 : 0.3% (w/w) 甲苯并三唑、 0.05% (w/w) 天冬氨酸、 0.45% (w/w) 硼砂、 0.06% (w/w) 吗啉和 0.02% (w/w) 氧化钼 ; 热稳定剂 : 0.5% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺、 0.1% (w/w) 聚乙二醇、 0.05% (w/w) 季戊四醇、 0.1% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物、 0.1% (w/w) 三异丙醇胺和余量的水以及不可避免的杂质。这是标记为 BIC73 的配方。
     在另一实施方案中, 传热流体包含 :
     a)43 ~ 47% (w/w) 甘油, 和b)52.765% (w/w) ~ 56.875% (w/w) 水,
     c2)0.01 ~ 0.02% (w/w) 三乙醇胺,
     e1)0.01 ~ 0.02% (w/w) 甲苯并三唑,
     e4)0.01 ~ 0.02% (w/w) 癸二酸,
     e7)0.01 ~ 0.02% (w/w) 氧化钼,
     f)0.075 ~ 0.125% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物,
     i)0.01 ~ 0.03% (w/w) 生物杀灭剂 nipacide。
     更优选地, 所述流体包含 45 % (w/w) 的甘油 ; 表面活性剂 : 0.01 % (w/w) 三乙醇 胺; 防腐蚀剂 : 0.013 % (w/w) 甲苯并三唑、 0.01 % (w/w) 癸二酸和 0.01 % (w/w) 氧化钼 ; 0.1% (w/w) 聚丙烯酸钠聚合物、 0.02% (w/w)nipacide 和余量的水以及不可避免的杂质。 这是标记为 A6 的配方。
     在另一实施方案中, 传热流体包含 :
     a)37.5 ~ 42.5% (w/w) 甘油, 和
     b)46.1% (w/w) ~ 56.945% (w/w) 水,
     c2)0.01 ~ 0.02% (w/w) 三乙醇胺,
     c3)0.25 ~ 0.75% (w/w) 甘油聚氧乙烯醚,
     d1)0.1 ~ 0.25% (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺,
     d3)0.075 ~ 0.125% (w/w) 季戊四醇,
     e1)0.075 ~ 0.125% (w/w) 甲苯并三唑,
     e5)0.01 ~ 0.05% (w/w) 二水合钼酸钠,
     g)0.025 ~ 0.075% (w/w) 三异丙醇胺,
     h)0.01 ~ 0.05% (w/w) 氢氧化钠,
     j)5 ~ 10% (w/w) 单丙二醇。
     更优选地, 所述流体包含 40% (w/w) 的甘油 ; 表面活性剂 : 0.5% (w/w) 甘油聚氧 乙烯醚和 0.01% (w/w) 三乙醇胺 ; 防腐蚀剂 : 0.034% (w/w) 二水合钼酸钠和 0.1% (w/w) 甲苯并三唑 ; 热稳定剂 : 0.175 % (w/w) 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺和 0.1 % (w/w) 季戊四醇 ; 8% (w/w) 丙二醇 ; 0.05% (w/w) 三异丙醇胺 ; 0.035% (w/w) 氢氧化钠 ; 和余量的水以及不 可避免的杂质。这是标记为 N1 的配方。N1 配方特别优选, 因为其提供与 S1 相当的传热性 能, 同时避免了使用对环境有害的二醇。
     本发明还提供一种太阳能板系统, 包括根据本发明的传热流体。本发明还提供一 种地源热泵系统, 包括根据本发明的传热流体。
     还进一步提供的是包含水、 甘油和表面活性剂的传热流体在太阳能板系统或地源 热泵系统中的用途。
     在优选实施方案中, 传热流体还包含在使用中用于改善流体的防腐蚀性和 / 或热 稳定性的防腐蚀剂和 / 或热稳定剂。在特别优选的实施方案中, 传热流体如本发明其它方 面所限定并且具有前述优点。 附图说明
     以下参考附图仅示例性地描述本发明, 其中 :图 1 示出根据本发明的配方 (BIC73 和 A6) 产生快速传热, 峰值传热出现在约 14 分钟后。性能相当于已知现有技术配方 Solar S1( 可得自 Fernox)。
     图 2 示出根据本发明的传热流体 (BIC73 和 A6) 与已知现有技术配方 Solar S1( 可 得自 Fernox) 的相当的粘度。
     图 3 示出针对配方 BIC73 进行的热稳定性试验的结果。未处理流体的红外光谱与 在 270℃于铜管中加热 3 小时后得到的或从 -25℃~ 140℃热循环三天 (20 个循环 ) 后得到 的红外光谱的对比。 对照流体和热处理流体所得到的光谱的相似性说明高温下或热处理过 程中流体的劣化最小化。
     图 4 示出利用包含水和甘油的配方进行腐蚀研究的结果, 指示十乙二醇单十二烷 基醚、 四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺和聚乙二醇。腐蚀程度以 mm/ 年测量。该研究的持续时间为 14 天并且根据标准 DWTA 程序进行该研究。
     发明详述
     本发明提供优异传热流体的多个配方。下表 1 提供两个优选配方的组合物的细 节。BIC73 特别优选用于太阳能应用, A6 优选用于地源热泵应用。在这些配方中可存在不 可避免的杂质。
     表1
     也使用现有技术的传热流体用于进行比较。这些包括 Solar S1(Fernox) 和 Tyfocor LS(TLS)。TLS 为可得自 Tyforop Chemie GmbH 的丙二醇 - 水基流体。
     实施例
     实施例 1- 快速传热
     在常规连接有数字温度计的带夹套玻璃容器中进行传热研究。 将传热能力待测的 流体倒入外瓶中, 同时在内瓶中填充沸水。整个装置放置在隔热盒中。当在外容器中的流 体得到最高温度并记录达到最高温度的时间时, 测量传热能力。
     对于根据本发明的所有配方均观察到良好的传热特性。 传热速率与现有技术的传 热流体相当。
     BIC73 和 A6 配方的结果示于图 1, 并且与现有技术的 Solar S1(2008 年商业化的 F19.8 配方, 可得自 Fernox) 比较。
     实施例 2- 对比粘度
     在不同温度下利用 Brookfield 粘度计测量流体的动力学粘度。
     结果示于图 2。
     如预期的那样, 在较高温度下对于所有配方均观察到较低的粘度。在较低温度下 粘度增加。配方 TLS( 现有技术的竞争产品, 未示出 ) 和 Solar S1(2008 年商业化的 F19.8 配方 ) 表现出大致相等的粘度值。BIC73 和 A6 在约 -10℃温度下表现出较低粘度。这种优 异的较低粘度也是基于图 2 中所见的 “粘度曲线” 而预期在甚至较低温度下观察到的。
     实施例 3- 热稳定性
     1. 高温稳定性 :
     将 10ml 测试溶液置于用黄铜压缩盖密封的 25cm 铜管中并在 270℃下放置 3 小时。 对比测试溶液的初始和最终 pH 和 IR 光谱以检测是否发生劣化。
     2. 热循环 :
     将 10ml 测试溶液置于用黄铜压缩盖密封的 25cm 铜管中并在 -25℃~ 140℃之间 循环 3 天 (20 次循环 )。对比测试溶液的初始和最终 pH 和 IR 光谱以检测是否发生劣化。
     结果示于图 3 中。初始 pH 为 7.12。270℃下 3 小时后的 pH 为 6.71, 所述热循环 后的 pH 为 6.81。
     未处理的传热流体和经历高温或在低温和高温之间的热循环的流体的 IR 光谱和 pH 值的相似性表明几乎没有发生劣化纳妾流体在这些条件下稳定。
     实施例 4- 腐蚀研究
     采用如在 “DWTA Industry Standard Specification for the Performance of Chemical Inhibitors for Use in Domestic Hot Water Central Heating Systems” 中列 出的 DWTA 程序得到腐蚀值。
     简而言之, 将金属测试试样 ( 铜、 黄铜、 铝 ) 在测试溶液中以 200rpm+/-20rpm 旋转 14 天, 同时进行 25℃~ 80℃之间的热循环。其后, 清洁测试试样并计算失重。
     以 mm/ 年表示的腐蚀速率 C 由下式得到 :
     其中 A 为试样的表面积 (cm2) ;M 为校正的失重 (g) ; ρ 为金属的密度 (g/cm3) A 和 ρ 的值在下表 3 中给出。 表3表面积, A(cm2) 26.0 26.0 26.0 密度, ρ(g/cm3) 8.90 2.70 8.55结果示于图 4 中。
     使用本发明的传热流体配方得到的腐蚀值可为 : 例如铜 : 0.0033mm/ 年 ; 黄铜 : 0.0029mm/ 年 ; 铝: 0.0628mm/ 年。 通 过 根 据 标 准 DWTA 程 序 ( 即 2006 年 8 月 的 “DWTA Industry Standard Specification for the Performance of Chemical Inhibitors for Use in Domestic Hot Water Central Heating Systems” 所规定的 ) 进行的失重试验得到 腐蚀数据。测试在 25℃~ 80℃之间的热循环下进行 14 天。
     本发明人进行最优化研究确认四 (2- 羟丙基 ) 乙二胺对于防腐蚀的效果可掩盖聚 乙二醇和选自聚氧乙烯 (n) 月桂基醚的组的表面活性剂例如十乙二醇单十二烷基醚的有 益效果。
     因此, 本发明人直至目前所得的技术结果似乎表明, 就防腐蚀的观点而言优选较 少量 ( 例如 0.2% (w/w) ~ 1.0% (w/w) 或更优选的 0.3% (w/w) ~ 0.5% (w/w)) 的四 (2- 羟 丙基 ) 乙二胺 ( 也称为 quadrol 多元醇 )。在这些条件下 ( 即使用较少量的 quadrol 多元 醇 ), 较多量的聚乙二醇 ( 例如 0.02 % (w/w) ~ 1.0 % (w/w) 或更优选的 0.1 % (w/w) ~ 0.5% (w/w)) 以及较少量的十乙二醇单十二烷基醚 ( 例如 0.01% (w/w) ~ 0.5% (w/w) 或 更优选的 0.01% (w/w) ~ 0.05% (w/w)) 提供更好的结果。
     此外, 本发明的配方 ( 特别是 N1、 A6 和 BIC73) 表现出有利的热稳定性。本发明的 配方在高温下或在高温和低温间循环下是稳定的。不希望受到理论的束缚, 本发明人认为 表面活性剂的存在也保护流体免于热劣化。15

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1、10申请公布号CN102348776A43申请公布日20120208CN102348776ACN102348776A21申请号201080011998522申请日20100215289/DEL/200920090213INC09K5/10200601C23F11/00200601F24J2/4620060171申请人爱尔发加热有限公司地址英国萨里72发明人萨维塔普拉卡特穆凯什贾萨洛74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人顾晋伟李翔54发明名称传热流体57摘要本发明涉及传热流体,其包含水、甘油和表面活性剂。该传热流体特别适合用于太阳能集热器或地源热泵。30优先权数据85PCT。

2、申请进入国家阶段日2011091486PCT申请的申请数据PCT/GB2010/0002682010021587PCT申请的公布数据WO2010/092360EN2010081951INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书11页CN102348795A1/3页21一种传热流体,包含水、甘油和表面活性剂。2根据权利要求1所述的传热流体,其中所述流体还包含防腐蚀剂。3根据权利要求2所述的传热流体,其中所述防腐蚀剂选自甲苯并三唑、苯并三唑、天冬氨酸、癸二酸、硼砂、氧化钼、三乙醇胺、二水合钼酸钠、吗啉或它们中的两种以上的组合。4根据前述权利要求中任一项所述的传热流。

3、体,其中所述流体还包含热稳定剂。5根据权利要求4所述的传热流体,其中所述热稳定剂选自四2羟丙基乙二胺、聚乙二醇、季戊四醇或它们中的两种以上的组合。6根据前述权利要求中任一项所述的传热流体,其中所述所述流体还包含以下组分中的一种或更多种IPH稳定剂或缓冲剂,例如三异丙醇胺或硼砂;II防垢添加剂,例如聚丙烯酸钠聚合物;和III生物杀灭剂,例如NIPACIDE。7根据前述权利要求中任一项所述的传热流体,还包含氢氧化钠。8根据前述权利要求中任一项所述的传热流体,其中所述表面活性剂的含量为001W/W10W/W。9根据前述权利要求中任一项所述的传热流体,其中所述表面活性剂包含I聚氧乙烯N月桂基醚,其中N。

4、为612;II三乙醇胺;和/或III甘油聚氧乙烯醚。10根据权利要求9所述的传热流体,其中所述表面活性剂包含十乙二醇单十二烷基醚。11根据前述权利要求中任一项所述的传热流体,其中所述甘油的含量为30W/W60W/W。12根据权利要求111中任一项所述的传热流体,包含A350W/W500W/W甘油,和B395W/W5997W/W水,以下组分中的至少其一C1001W/W05W/W聚氧乙烯N月桂基醚,其中N为612,C2001W/W01W/W三乙醇胺,C3001W/W1甘油聚氧乙烯醚,以下组分中的至少其一D102W/W10W/W四2羟丙基乙二胺,D2002W/W10W/W聚乙二醇,D3001W/W0。

5、1W/W季戊四醇,以下组分中的至少其一E102W/W15W/W甲苯并三唑,E2001W/W05W/W苯并三唑,E3001W/W025W/W天冬氨酸,E4001W/W05W/W癸二酸,权利要求书CN102348776ACN102348795A2/3页3E5001W/W01W/W二水合钼酸钠,E6001W/W01W/W吗啉,E7001W/W03W/W氧化钼,E8001W/W10W/W硼砂,以及任选以下组分中的一种或更多种F005W/W05W/W聚丙烯酸钠聚合物,G001W/W05W/W三异丙醇胺,H001W/W005W/W氢氧化钠,I001W/W15W/W生物杀灭剂,J00110W/W单丙二醇。1。

6、3根据权利要求12所述的传热流体,包含A400W/W500W/W甘油,和B4065W/W5944W/W水,以下组分中的至少其一C1001W/W05W/W十乙二醇单十二烷基醚,C2001W/W01W/W三乙醇胺,C3001W/W1甘油聚氧乙烯醚,和D102W/W10W/W四2羟丙基乙二胺,D2002W/W10W/W聚乙二醇,D3001W/W01W/W季戊四醇,和E102W/W15W/W甲苯并三唑,E3001W/W025W/W天冬氨酸,E6001W/W01W/W吗啉,E7001W/W03W/W氧化钼,E8001W/W10W/W硼砂,和F005W/W05W/W聚丙烯酸钠聚合物,G001W/W05W/。

7、W三异丙醇胺,以及任选以下组分中的一种或更多种H001W/W005W/W氢氧化钠,I001W/W15W/W生物杀灭剂,J00110W/W单丙二醇。14根据权利要求12或13所述的传热流体,包含A4347W/W甘油,和B5024W/W5550W/W水,C100750125W/W十乙二醇单十二烷基醚,C2025035W/W三乙醇胺,权利要求书CN102348776ACN102348795A3/3页4D1025075W/W四2羟丙基乙二胺,D200750125W/W聚乙二醇,D300250075W/W季戊四醇,E1025035W/W甲苯并三唑,E300250075W/W天冬氨酸,E6004008W/。

8、W吗啉,E7001003W/W氧化钼,E8035055W/W硼砂,F00750125W/W聚丙烯酸钠聚合物,G00750125W/W三异丙醇胺。15根据权利要求12所述的传热流体,包含A4347W/W甘油,和B52765W/W56875W/W水,C2001002W/W三乙醇胺,E1001002W/W甲苯并三唑,E4001002W/W癸二酸,E7001002W/W氧化钼,F00750125W/W聚丙烯酸钠聚合物,I001003W/W生物杀灭剂NIPACIDE。16根据权利要求12所述的传热流体,包含A375425W/W甘油,和B461W/W56945W/W水,C2001002W/W三乙醇胺,C3。

9、025075W/W甘油聚氧乙烯醚,D101025W/W四2羟丙基乙二胺,D300750125W/W季戊四醇,E100750125W/W甲苯并三唑,E5001005W/W二水合钼酸钠,G00250075W/W三异丙醇胺,H001005W/W氢氧化钠,J510W/W单丙二醇。17一种太阳能板系统,包含根据权利要求116中任一项所述的传热流体。18一种地源热泵系统,包含根据权利要求116中任一项所述的传热流体。19根据权利要求116中任一项所述的传热流体在太阳能板系统或地源热泵系统中的用途。权利要求书CN102348776ACN102348795A1/11页5传热流体0001本发明涉及传热流体的新配。

10、方。0002传热流体在工业、商业或家庭设备中具有广泛的应用。例如,传热流体用于太阳能集热器也称为太阳能板或地源热泵也称为地热热泵。0003传热流体的配方必须克服大量实际限制。例如,水基传热流体可在使用其的系统中产生腐蚀。因此,减少腐蚀是传热流体配方中的必要目标。而且,包含例如甘油的传热流体的高粘度特别是在低温下可导致传热流体难以循环通过相关系统。此外,传热流体经常需要在宽范围温度下,例如从水的凝固点以下例如25以下到显著高于水的沸点的温度例如约250300或更高下工作。0004本领域技术人员的相关背景知识包括工业指南。例如,2004年在英国建立的家用水处理协会DWTA,其目的是引入和促进化学水。

11、处理部门的产品和安装质量标准。对于特别是腐蚀研究的水处理和分析化验的DWTA工业标准程序为本领域技术人员所熟知。具体参见2006年8月出版的“DWTAINDUSTRYSTANDARDSPECIFICATIONFORTHEPERFORMANCEOFCHEMICALINHIBITORSFORUSEINDOMESTICHOTWATERCENTRALHEATINGSYSTEMS”。0005已知的水基传热流体包含乙二醇、丙二醇和乙醇的水混合物。乙二醇是最熟知的传热流体,其特别是用于汽车工业中。但是,使用乙二醇的缺点在于该物质有毒并且不是非常对环境友好的。丙二醇经常替代乙二醇在需要较低毒性的应用中使用。虽。

12、然丙二醇相对无毒,但是它是污染环境的物质。丙二醇的一个缺点是在低温下显著增加传热流体的粘度;这增加所需的泵功率。0006包含水和甘油也称为丙三醇的混合物的传热流体在本领域中是已知的。基于多种理由希望在传热流体中使用甘油,所述理由包括甘油的高热容、极低的凝固点、易得性和低成本,以及从生物和环境观点而言的安全性。0007但是,包含水和甘油的传热流体存在特定的缺点,特别是甘油在低温下的高粘度如太阳能集热器或地源热泵系统在夜间或在寒冷天气下可能遇到的趋于限制流体流动并降低传热效率。此外,水/甘油体系与一些熟知的防腐剂配方不相容。0008本发明已经确认新的传热流体配方,其包含用于降低流体粘度的表面活性剂。

13、并且还具有防腐蚀、高热容以及有助于保护流体避免高温劣化的有利特性。0009本发明的一个目的是提供、克服或至少缓解与现有技术传热流体相关的至少一些问题,并且提供改进的传热流体或提供已知组合物的商业可行的替代物。发明内容0010根据第一方面,本发明提供一种传热流体,其包含水、甘油也称为丙三醇和表面活性剂。本发明人已经开发出具有优异的传热、防腐蚀、低粘度和高温稳定特性的传热流体配方。它们尤其良好地适合用于地源热泵或太阳能集热器。0011本发明人出乎意料地发现其配方特别是其对于表面活性剂的选择导致在水/甘油混合物与其它添加剂之间具有与其它预期相比更好的相容性。此外,该配方具有与含二醇配方相关的大量益处。

14、,但不需要包含这种对环境不利的化合物。说明书CN102348776ACN102348795A2/11页60012甘油具有低凝固点并且其在水基传热流体中的存在有助于防止在低温和极低温下凝固。甘油还具有高热容,其廉价且易得,并且在生物和环境方面安全。0013但是,甘油还具有高粘度并且因此其在传热流体中的存在趋于增加传热流体的粘度。当甘油以过量的60W/W存在时,粘度对于大多数应用而言过高。此外,水/甘油混合物已知与大量现有的用于其它传热流体的防腐蚀或防垢添加剂不相容。因此,尽管甘油易得且成本低,但是甘油的高粘度以及其与已知的防腐蚀剂不相容使得其在现有技术的传热流体中的使用不受鼓励。0014在本发明。

15、的配方中表面活性剂的存在有助于使流体粘度下降至可接受的水平。所用的特定表面活性剂和表面活性剂的量具有提供特别低的粘度的优点以及关于本发明的传热流体的防腐蚀性和稳定性特别是热稳定性的有利特性。其还允许使用已知的防腐蚀添加剂和防垢添加剂。0015传热流体优选包含防腐蚀剂或热稳定剂或其中两种以上的组合。0016防腐蚀剂优选选自甲苯并三唑、苯并三唑、天门冬酸、癸二酸、硼砂、氧化钼、二水合钼酸钠、吗啉或其中两种以上的组合。二水合钼酸钠在含铝AL体系中是有利的添加剂,这是因为其特别适合用作AL防腐蚀剂。传热流体中防腐蚀剂的总量优选为00105W/W。0017热稳定剂优选选自四2羟丙基乙二胺也称为QUADR。

16、OL多元醇、聚乙二醇、季戊四醇或其中两种以上的组合。传热流体中热稳定剂的总量优选为011W/W。也可添加用量低于005W/W的氢氧化钠作为稳定剂,尽管这是在可能存在的任何热稳定剂以外添加的。氢氧化钠用于稳定组合物的甘油组分并且优选含量为至少001W/W。0018上述优选的热稳定剂和防腐蚀剂中的一部分在流体中执行次要功能。但是,添加剂的主要功能是决定其在本发明组合物中目的的关键。注意,四2羟丙基乙二胺也有助于保持PH。0019如本文所公开的传热流体以与所添加的每种组分的W/W关系进行描述。应该理解的是,这些组分的余量优选是水。在制造过程中,一些不可避免的杂质也会被引入流体中。优选这种不可避免的杂。

17、质应该少于5W/W,优选少于1W/W,更优选少于01W/W,最优选少于001W/W。理想的是,不含不可避免的杂质。0020传热流体可进一步包含以下组分中的一种或更多种0021IPH稳定剂或缓冲剂,例如三异丙醇胺或硼砂;0022II防垢添加剂,例如聚丙烯酸钠聚合物;0023III生物杀灭剂,例如NIPACIDE。0024生物杀灭剂包括ACTICIDE,例如NIPACIDE可得自例如CLARIANTUKLTD或THORGROUPLTD,其用于杀灭藻类。传热流体还可包含单丙二醇MPG作为溶剂以替代组合物中的部分水。优选在流体中含有少于10W/W的MPG。0025优选表面活性剂的含量为001W/W10。

18、W/W。在一个特别优选的实施方案中,表面活性剂的量为001W/W05W/W。在更加优选的实施方案中,表面活性剂的量为001W/W035W/W。在这些浓度下,可以实现极好的粘度和防腐蚀特性。0026表面活性剂优选包含说明书CN102348776ACN102348795A3/11页70027I聚氧乙烯N月桂基醚,其中N为612;0028II三乙醇胺和/或0029III聚氧乙烯甘油醚。0030聚氧乙烯N月桂基醚的N值优选为8、9或10。在特别优选的实施方案中,表面活性剂包括N为10时的十乙二醇单十二烷基醚。该化合物还称为聚氧乙烯10月桂基醚。0031在另一优选实施方案中,表面活性剂包括聚氧乙烯甘油醚。

19、。其也称为甘油聚氧乙烯醚并且具有下式0032HOCH2CH2NOCH2CHOCH2CH2ONHCH2OCH2CH2ONH0033优选上式中的N值独立地选自110,更优选选自16,最优选选自14。更一般地,甘油聚氧乙烯醚按照分子量销售。优选地,本发明使用的甘油聚氧乙烯醚的分子量为320800,最优选为320450。随着分子量的增加,表面活性剂的粘度也增加。0034这些表面活性剂,特别是十乙二醇单十二烷基醚,在降低粘度和防腐蚀方面表现出优异的特性。十乙二醇单十二烷基醚还具有次要的热稳定剂和防腐蚀剂的性质,因此,可能有利的是,在提供这样功能的其它化合物以外使用或替代其使用。但是,当确定组合物中的热稳。

20、定剂和/或防腐蚀剂的总量时,具有这样的次要性质的表面活性剂的量不计入。0035在一个优选实施方案中,甘油的量为30W/W60W/W。在一个更优选的实施方案中,甘油的量为35W/W50W/W。在又一个更优选的实施方案中,甘油的量为40W/W50W/W。在又一个更优选的实施方案中,甘油的量为43W/W47W/W。在一个最优选的实施方案中,甘油的量为45W/W。这些甘油的量为流体提供合适的粘度与适当的热容的组合。它们还有助于减少腐蚀。0036传热流体的组分的通常范围提供如下。当给出00值时,是指该组分可完全不存在。甘油的含量为35W/W50W/W。水的含量为43155945W/W并且优选与任意不可避。

21、免的杂质一起提供组合物的余量。0037表面活性剂003800390040优选甘油聚氧乙烯醚的N值为45。0041热稳定剂0042说明书CN102348776ACN102348795A4/11页80043说明书CN102348776ACN102348795A5/11页90044说明书CN102348776ACN102348795A6/11页100045如上所述,也可以存在不可避免的杂质。尤其优选的是,上述优选范围彼此组合使用。0046优选传热流体包含0047A350W/W500W/W甘油,和0048B395W/W5997W/W水,0049以下组分中的至少其一0050C1001W/W05W/W聚氧。

22、乙烯N月桂基醚,其中N为612,0051C2001W/W01W/W三乙醇胺,0052C3001W/W1甘油聚氧乙烯醚,0053以下组分中的至少其一0054D102W/W10W/W四2羟丙基乙二胺,0055D2002W/W10W/W聚乙二醇,0056D3001W/W01W/W季戊四醇,0057以下组分中的至少其一0058E102W/W15W/W甲苯并三唑,0059E2001W/W05W/W苯并三唑,0060E3001W/W025W/W天冬氨酸,0061E4001W/W05W/W癸二酸,0062E5001W/W01W/W二水合钼酸钠,0063E6001W/W01W/W吗啉,0064E7001W/W。

23、03W/W氧化钼,0065E8001W/W10W/W硼砂,0066以及任选以下组分中的一种或更多种0067F005W/W05W/W聚丙烯酸钠聚合物,0068G001W/W05W/W三异丙醇胺,0069H001W/W005W/W氢氧化钠,0070I001W/W15W/W生物杀灭剂,0071J00110W/W单丙二醇。0072更优选组合物包含0073A400W/W500W/W甘油,和0074B4065W/W5944W/W水,0075以下组分中的至少其一0076C1001W/W05W/W十乙二醇单十二烷基醚,0077C2001W/W01W/W三乙醇胺,0078C3001W/W1甘油聚氧乙烯醚,007。

24、9和说明书CN102348776ACN102348795A7/11页110080D102W/W10W/W四2羟丙基乙二胺,0081D2002W/W10W/W聚乙二醇,0082D3001W/W01W/W季戊四醇,0083和0084E102W/W15W/W甲苯并三唑,0085E3001W/W025W/W天冬氨酸,0086E6001W/W01W/W吗啉,0087E7001W/W03W/W氧化钼,0088E8001W/W10W/W硼砂,0089和0090F005W/W05W/W聚丙烯酸钠聚合物,0091G001W/W05W/W三异丙醇胺,0092以及任选以下组分中的一种或更多种0093H001W/W0。

25、05W/W氢氧化钠,0094I001W/W15W/W生物杀灭剂,0095J00110W/W单丙二醇。0096根据一个特定的实施方案,传热流体可包含0097A4347W/W甘油,和0098B5024W/W5550W/W水,0099C100750125W/W十乙二醇单十二烷基醚,0100C2025035W/W三乙醇胺,0101D1025075W/W四2羟丙基乙二胺,0102D200750125W/W聚乙二醇,0103D300250075W/W季戊四醇,0104E1025035W/W甲苯并三唑,0105E300250075W/W天冬氨酸,0106E6004008W/W吗啉,0107E7001003W。

26、/W氧化钼,0108E8035055W/W硼砂,0109F00750125W/W聚丙烯酸钠聚合物,0110G00750125W/W三异丙醇胺。0111更优选地,所述流体包含45W/W的甘油;表面活性剂01W/W十乙二醇单十二烷基醚和03W/W三乙醇胺;防腐蚀剂03W/W甲苯并三唑、005W/W天冬氨酸、045W/W硼砂、006W/W吗啉和002W/W氧化钼;热稳定剂05W/W四2羟丙基乙二胺、01W/W聚乙二醇、005W/W季戊四醇、01W/W聚丙烯酸钠聚合物、01W/W三异丙醇胺和余量的水以及不可避免的杂质。这是标记为BIC73的配方。0112在另一实施方案中,传热流体包含0113A4347。

27、W/W甘油,和说明书CN102348776ACN102348795A8/11页120114B52765W/W56875W/W水,0115C2001002W/W三乙醇胺,0116E1001002W/W甲苯并三唑,0117E4001002W/W癸二酸,0118E7001002W/W氧化钼,0119F00750125W/W聚丙烯酸钠聚合物,0120I001003W/W生物杀灭剂NIPACIDE。0121更优选地,所述流体包含45W/W的甘油;表面活性剂001W/W三乙醇胺;防腐蚀剂0013W/W甲苯并三唑、001W/W癸二酸和001W/W氧化钼;01W/W聚丙烯酸钠聚合物、002W/WNIPACID。

28、E和余量的水以及不可避免的杂质。这是标记为A6的配方。0122在另一实施方案中,传热流体包含0123A375425W/W甘油,和0124B461W/W56945W/W水,0125C2001002W/W三乙醇胺,0126C3025075W/W甘油聚氧乙烯醚,0127D101025W/W四2羟丙基乙二胺,0128D300750125W/W季戊四醇,0129E100750125W/W甲苯并三唑,0130E5001005W/W二水合钼酸钠,0131G00250075W/W三异丙醇胺,0132H001005W/W氢氧化钠,0133J510W/W单丙二醇。0134更优选地,所述流体包含40W/W的甘油;表。

29、面活性剂05W/W甘油聚氧乙烯醚和001W/W三乙醇胺;防腐蚀剂0034W/W二水合钼酸钠和01W/W甲苯并三唑;热稳定剂0175W/W四2羟丙基乙二胺和01W/W季戊四醇;8W/W丙二醇;005W/W三异丙醇胺;0035W/W氢氧化钠;和余量的水以及不可避免的杂质。这是标记为N1的配方。N1配方特别优选,因为其提供与S1相当的传热性能,同时避免了使用对环境有害的二醇。0135本发明还提供一种太阳能板系统,包括根据本发明的传热流体。本发明还提供一种地源热泵系统,包括根据本发明的传热流体。0136还进一步提供的是包含水、甘油和表面活性剂的传热流体在太阳能板系统或地源热泵系统中的用途。0137在优。

30、选实施方案中,传热流体还包含在使用中用于改善流体的防腐蚀性和/或热稳定性的防腐蚀剂和/或热稳定剂。在特别优选的实施方案中,传热流体如本发明其它方面所限定并且具有前述优点。附图说明0138以下参考附图仅示例性地描述本发明,其中说明书CN102348776ACN102348795A9/11页130139图1示出根据本发明的配方BIC73和A6产生快速传热,峰值传热出现在约14分钟后。性能相当于已知现有技术配方SOLARS1可得自FERNOX。0140图2示出根据本发明的传热流体BIC73和A6与已知现有技术配方SOLARS1可得自FERNOX的相当的粘度。0141图3示出针对配方BIC73进行的热。

31、稳定性试验的结果。未处理流体的红外光谱与在270于铜管中加热3小时后得到的或从25140热循环三天20个循环后得到的红外光谱的对比。对照流体和热处理流体所得到的光谱的相似性说明高温下或热处理过程中流体的劣化最小化。0142图4示出利用包含水和甘油的配方进行腐蚀研究的结果,指示十乙二醇单十二烷基醚、四2羟丙基乙二胺和聚乙二醇。腐蚀程度以MM/年测量。该研究的持续时间为14天并且根据标准DWTA程序进行该研究。0143发明详述0144本发明提供优异传热流体的多个配方。下表1提供两个优选配方的组合物的细节。BIC73特别优选用于太阳能应用,A6优选用于地源热泵应用。在这些配方中可存在不可避免的杂质。。

32、0145表101460147也使用现有技术的传热流体用于进行比较。这些包括SOLARS1FERNOX和TYFOCORLSTLS。TLS为可得自TYFOROPCHEMIEGMBH的丙二醇水基流体。0148实施例说明书CN102348776ACN102348795A10/11页140149实施例1快速传热0150在常规连接有数字温度计的带夹套玻璃容器中进行传热研究。将传热能力待测的流体倒入外瓶中,同时在内瓶中填充沸水。整个装置放置在隔热盒中。当在外容器中的流体得到最高温度并记录达到最高温度的时间时,测量传热能力。0151对于根据本发明的所有配方均观察到良好的传热特性。传热速率与现有技术的传热流体相。

33、当。0152BIC73和A6配方的结果示于图1,并且与现有技术的SOLARS12008年商业化的F198配方,可得自FERNOX比较。0153实施例2对比粘度0154在不同温度下利用BROOKFIELD粘度计测量流体的动力学粘度。0155结果示于图2。0156如预期的那样,在较高温度下对于所有配方均观察到较低的粘度。在较低温度下粘度增加。配方TLS现有技术的竞争产品,未示出和SOLARS12008年商业化的F198配方表现出大致相等的粘度值。BIC73和A6在约10温度下表现出较低粘度。这种优异的较低粘度也是基于图2中所见的“粘度曲线”而预期在甚至较低温度下观察到的。0157实施例3热稳定性0。

34、1581高温稳定性0159将10ML测试溶液置于用黄铜压缩盖密封的25CM铜管中并在270下放置3小时。对比测试溶液的初始和最终PH和IR光谱以检测是否发生劣化。01602热循环0161将10ML测试溶液置于用黄铜压缩盖密封的25CM铜管中并在25140之间循环3天20次循环。对比测试溶液的初始和最终PH和IR光谱以检测是否发生劣化。0162结果示于图3中。初始PH为712。270下3小时后的PH为671,所述热循环后的PH为681。0163未处理的传热流体和经历高温或在低温和高温之间的热循环的流体的IR光谱和PH值的相似性表明几乎没有发生劣化纳妾流体在这些条件下稳定。0164实施例4腐蚀研究。

35、0165采用如在“DWTAINDUSTRYSTANDARDSPECIFICATIONFORTHEPERFORMANCEOFCHEMICALINHIBITORSFORUSEINDOMESTICHOTWATERCENTRALHEATINGSYSTEMS”中列出的DWTA程序得到腐蚀值。0166简而言之,将金属测试试样铜、黄铜、铝在测试溶液中以200RPM/20RPM旋转14天,同时进行2580之间的热循环。其后,清洁测试试样并计算失重。0167以MM/年表示的腐蚀速率C由下式得到016801690170其中0171A为试样的表面积CM2;说明书CN102348776ACN102348795A11/。

36、11页150172M为校正的失重G;0173为金属的密度G/CM30174A和的值在下表3中给出。0175表30176金属表面积,ACM2密度,G/CM3铜260890铝260270黄铜2608550177结果示于图4中。0178使用本发明的传热流体配方得到的腐蚀值可为例如铜00033MM/年;黄铜00029MM/年;铝00628MM/年。通过根据标准DWTA程序即2006年8月的“DWTAINDUSTRYSTANDARDSPECIFICATIONFORTHEPERFORMANCEOFCHEMICALINHIBITORSFORUSEINDOMESTICHOTWATERCENTRALHEATIN。

37、GSYSTEMS”所规定的进行的失重试验得到腐蚀数据。测试在2580之间的热循环下进行14天。0179本发明人进行最优化研究确认四2羟丙基乙二胺对于防腐蚀的效果可掩盖聚乙二醇和选自聚氧乙烯N月桂基醚的组的表面活性剂例如十乙二醇单十二烷基醚的有益效果。0180因此,本发明人直至目前所得的技术结果似乎表明,就防腐蚀的观点而言优选较少量例如02W/W10W/W或更优选的03W/W05W/W的四2羟丙基乙二胺也称为QUADROL多元醇。在这些条件下即使用较少量的QUADROL多元醇,较多量的聚乙二醇例如002W/W10W/W或更优选的01W/W05W/W以及较少量的十乙二醇单十二烷基醚例如001W/W05W/W或更优选的001W/W005W/W提供更好的结果。0181此外,本发明的配方特别是N1、A6和BIC73表现出有利的热稳定性。本发明的配方在高温下或在高温和低温间循环下是稳定的。不希望受到理论的束缚,本发明人认为表面活性剂的存在也保护流体免于热劣化。说明书CN102348776A。

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