空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析

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1、空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析空调共晶盐高温相变蓄冷技术的分析专题研讨空调共品盐高温相变蓄冷技术的分析陈胜立,童明伟(重庆大学动力工程学院,重庆400044)●●….---●----.-------------.------●------------●--..-.......’................●●摘要:全面介绍与分析了空调共晶盐高温相变蓄冷技术的相变材料的选择,配制,研究方

2、法,材料的封装和蓄冷系统的布置方式与蓄放冷特性,探讨了蓄冷技术研究中需要关注的难点.共晶盐蓄冷技术吸收了水蓄冷,冰蓄冷系统的优点,具有广阔的市场前景.关键词:蓄冷技术;共晶盐相变材料;空调●●●____-------_---_-------●------------●---------------------------●--------.●●●●-....--一---._---_-------’-----_------●---------------------------●--------.●’中图分类号:TU831.6文献标识码:A文章编号:

3、1006-8449(2007)01-0027-030引言由于电能的紧张,城市空调的耗电量相当大,空调蓄冷技术通过在夜间用电低谷期蓄冷,而在白天用电高峰期释冷,从而能够起到移峰填谷的作用,提高电网的效率,近年来国家电网公司也制定了相应的电价分时计价的政策,来促进空调蓄冷技术的推广,因此空调蓄冷技术能够产生很好的社会效益与经济效益,能实现电能的有效利用和节约电能.空调蓄冷技术根据蓄冷材料主要有水,冰,共晶盐相变蓄冷三种,共晶盐(eutectic)相变蓄冷其相变温度在0~C以上,相对冰系统制冷机效率较高达30%,虽然相变潜热比冰小但蓄冷能力比水大,也易与

4、常规制冷系统结合,兼有水和冰蓄冷两种系统的优点,因此国内外研究者都着力研究开发相变点在4—8的空调蓄冷材料,相变传热及对蓄冷系统的蓄放冷特性分析,美国,日本发表了很多研究论文以及专利,并着手开始实用性的实验.1995年中国建筑科学研究院空调所和台佳机构联合设计了国内首例7℃相变蓄冷工程.1共晶盐相变材料(EutecticPhaseChangeMateriaI,简称EPCM)1.1共晶盐相变材料的介绍与选择相变蓄冷空调系统的关键是相变材料,选择合适的相变材料以及配制是非常重要也是不容易的工作,共晶盐主要是由无机盐,水,促凝剂,稳定剂和增稠剂组成的混合

5、物,性能要求如下:1)材料要有适当的相变温度,对于空调蓄冷能够在7℃左右比较合适;2)具有较高的相变潜热;3)较高的密度,而且相变前后体积变化小;4)与传热相关的热物理性质比,如比热,黏度等良好;5)化学性质稳定,能与相变容器材料兼容;6)不产生相分离以及大的过冷现象,结晶速率较高;7)要求材料来源广泛,便宜.美国Transphase公司开发的以Na2SO4?10H20为主相变材料的T一41型(转熔点8.3℃)和T一47型(转熔点5~C)是目前做得比较成功的;瑞典Climator公司研究了一种名为C7的相变潜热为288.5kJ/kg的相变材料;而在

6、国内,方贵银采用DSC法对空调蓄冷材料热性能作了实验研究,张华等人对高温相变共晶盐介质的配制与测试也作了初步的实验.目前广泛采用的无机水合盐类主要有Na2SO?10H20,NaCO3?10H20,CaC1?10H20等,而有机化合物有(C6H),26℃;c6I-t5COCH3,20oC.由于单一材料其熔点比较高,很难满足空调蓄冷的要求,因此为了降低其熔点,以盐水化合物为主体的共晶盐系列潜热蓄冷介质已成为高温相变蓄冷工程中主要介质.常用以降低凝固点的盐主要有NHCL,NaCL,KCL和NHBr等.根据化学中的相似相容的原理,盐离子易削弱水分子之间氢键

7、的吸引力,使水的凝固点下降,这些盐离子与水合盐混合也削弱水合盐中水分子和盐的吸引力,从而降低了水合盐的共晶温度.1.2相变材料热物性的研究方法11327总第期第28糊二表1目前常用的相变材料相变材料熔点,℃熔解热,kJ/kg防过冷剂防相分离剂对于配制的相变材料的性能的试验主要是相变温度,潜热,比热以及过冷度的测量,实验方法常见的可以采取差示扫描量热计(DifferentialScanningC:~lorimetry,简称DSC)法和热分析(ThermalAnalysis,简称TA)法.TA法是通过测定液态相变试样在冷却情况下给定位置处的温度变化,得

8、到温度一时间曲线,这条曲线称为固化曲线,由曲线可分析相变材料的相变温度,过冷度和结晶速率.l图1TA法的测试装置图1一计算