空调共晶盐高温相变蓄冷技术的发展分析

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1、空调共晶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、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蓄冷系统AnalysisofCoolstoragetechniqueofhightemperatureeutecticphasechangeforairconditioningChenshengli,Tongmin

2、gwei(PowerEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)AbstractCoolstoragetechniqueofhightemperatureeutecticphasechangeforairconditioningisintroducedandanalyzedroundlyabouttheselection，make-up，investigationapproachandencapsulationofphasechangematerial(PCM),aswellas

3、thedispositionmodeandtheperformanceofsystem.Somedifficultproblemsofcoolstoragetechniquearediscussed.Eutecticphasechangecoolstoragesystemholdstheadvantageofwaterandicesystem,andhasavastmarketprospect.Keywordstechniqueofcoolstorage,eutecticphasechangematerial,coolstoragesyste

4、m1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，共晶盐(eutectic)相变蓄冷其相变温度在0℃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，也容易与常规的制冷系统结合，兼有水和冰蓄冷两种系统的优点

5、[4]，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]。2共晶盐相变材料（eutecticphasechangematerial，简称EPCM）2.1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物，⑴材料要有适当的相变温度

6、，对于空调蓄冷能够在7℃左右比较合适；⑵具有较高的相变潜热；⑶较高的密度而且相变前后体积变化小；⑷与传热相关的热物理性质比如比热、黏度等良好；⑸化学性质稳定能与相变容器材料兼容；⑹不产生相分离以及大的过冷现象，结晶速率较高；⑺最后一点要求材料来源广泛、便宜[2][6]。美国Transphase公司开发的以Na2SO4·10H2O为主相变材料的T-41型（转熔点8.3℃）和T-47型（转熔点5℃）是目前做得比较成功的[3]，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，而在国内方贵银采用DSC法对空调蓄冷

7、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，目前广泛采用的材料中，无机水合盐类主要有Na2SO4·10H2O、Na2CO3·10H2O、CaCl2·10H2O等，而有机化合物有（C6H5）2，26℃；C6H5COCH3,20℃，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。表1目前常用的相变材料[1][5]相变材料熔点/℃熔解热/KJ·Kg-1防过冷剂防相分离剂Na2SO4·10H2O32225四硼酸钠（Na

8、2B4O2·10H2O）高吸水树脂十二烷基苯磺酸钠CaCl2·6H2O27190BaS,CaHPO4·12H2OCaSO4,Ca(OH)2SiO2,膨润土，聚乙烯醇