制冷技术 教学课件 作者解国珍 第12章.ppt

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1、第12章12.1　蓄冷技术基本知识12.1.1　蓄冷的意义12.1.2　蓄冷技术的分类12.1.3　蓄冷的基本方法12.1.4　相变蓄冷对蓄冷材料的要求12.1.5　水的结冰过程及冰的热物理性质12.1.6　盐和盐水化合物溶液的固液相变12.1.7　蓄冷系统的蓄冷策略及运行策略12.2　水蓄冷原理及系统12.2.1　水蓄冷的方法12.2.2　水蓄冷系统的形式12.2.3　水蓄冷系统的应用实例第12章12.3　冰蓄冷原理及系统12.3.1　冰蓄冷技术的基本概念12.3.2　典型的冰蓄冷系统12.4　共晶盐蓄冷技术12.4.1　共晶盐蓄冷的原理及特点12.4.2　共晶盐蓄冷系统的布置

2、方式及运行策略12.1　蓄冷技术基本知识12.1.1　蓄冷的意义12.1.2　蓄冷技术的分类12.1.3　蓄冷的基本方法12.1.4　相变蓄冷对蓄冷材料的要求12.1.5　水的结冰过程及冰的热物理性质12.1.6　盐和盐水化合物溶液的固液相变12.1.7　蓄冷系统的蓄冷策略及运行策略12.1.1　蓄冷的意义图１２-１　电力负荷变化的基本特征和应用昼夜蓄冷调荷技术的效果12.1.2　蓄冷技术的分类1.按蓄冷的原理分类2.按蓄冷持续的时间分类3.按蓄冷使用的材料进行分类4.按蓄冷的策略分类1.按蓄冷的原理分类蓄冷材料在吸热或放热过程中，必然会引起其温度或相态的变化。蓄冷就是利用蓄冷材

3、料状态变化过程中所具有的显热、潜热效应或化学反应中的反应热来进行冷量储存的。主要有显热蓄冷、潜热蓄冷和化学蓄冷。2.按蓄冷持续的时间分类主要有昼夜蓄冷和季节性蓄冷两种。昼夜蓄冷是靠制冷机组在电力低谷期的夜间运行制取冷量，并以显热或潜热的形式储存冷量，以便为次日白天的用电高峰期提供冷量。季节性蓄冷是将冬季形成的冷量(以冰或冷水的形式)储存在特定的容器或地下蓄水层中，等到夏季再将其冷量释放出来以提供空调冷负荷。3.按蓄冷使用的材料进行分类按蓄冷使用的材料可以分为水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷。4.按蓄冷的策略分类按蓄冷的策略可分为分量蓄冷策略、全量蓄冷策略。对于分量蓄冷策略又可分为均衡负

4、荷与限定负荷两种方式。12.1.3　蓄冷的基本方法1.显热蓄冷2.潜热蓄冷3.热化学蓄冷1.显热蓄冷显热蓄冷是靠蓄冷介质的温度变化来储存冷量的。并且在工作温度范围内蓄冷的介质不发生任何相变和化学反应。因此，蓄冷量取决于材料的比定压热容、蓄冷材料的质量和温差2.潜热蓄冷众所周知，当物质发生固-液、固-气、液-气相变时均要吸热，而与此相反的过程均要放热。这种热量被称为潜热。有时，固体内一种晶体结构转变为另一种晶体结构时，也要吸收或放出转变热。原则上讲，这些相变过程均可用于蓄冷，所以潜热蓄冷又称为相变蓄冷。3.热化学蓄冷在一定的温度范围内，某些物质吸热时会产生某种热化学反应。利用这一特

5、性构成的蓄冷系统就称为热化学蓄冷，其蓄冷量取决于材料的化学反应热、反应份额和材料的质量。12.1.4　相变蓄冷对蓄冷材料的要求1.对热力学性质的要求2.对化学性质的要求3.对相变动力学特性的要求1.对热力学性质的要求1)材料必须具有适当的相变温度。2)相变潜热值要大。3)较低的蒸气压、较高的密度，而且相变前后体积变化比较小。4)与传热有关的热物理性质良好。2.对化学性质的要求要求化学性质稳定，与结构材料能兼容，不燃、无毒、对环境无污染等。3.对相变动力学特性的要求１)要有很好的相平衡性质，不会产生相分离。２)在凝固过程中，不发生大的过冷现象。３)有较高的固化结晶速率。４)取材方便

6、、价格低廉。12.1.5　水的结冰过程及冰的热物理性质1.水的结冰过程2.水的过冷和冰成核机理3.冰的热物理性质1.水的结冰过程图１２-２　纯水的降温曲线2.水的过冷和冰成核机理图１２-３　稳定的晶核区与不稳定的胚芽区2.水的过冷和冰成核机理图１２-４　形成冰晶核的临界尺寸与过冷度的关系3.冰的热物理性质表12-1　冰的密度ρ表12-2　冰的比热容表12-3　冰的热导率λ表12-4　冰的热扩散系数α12.1.6　盐和盐水化合物溶液的固液相变1.溶液的组成和二元稀溶液的冻结特性2.二元稀溶液的冻结特性3.盐溶液的固液相变4.低共融点、相融点与不相融点1.溶液的组成和二元稀溶液的

7、冻结特性两种或多种物质均匀混合而且彼此呈分子状态分布均匀的物系称为溶体。溶体可以是液态、气态和固态。这里讨论的是由水和一种或多种物质组成的液态溶体(或溶液)，且将水称为溶剂，将其他物质称为溶质。2.二元稀溶液的冻结特性图１２-５　NａＣｌ水溶液的冻结曲线3.盐溶液的固液相变表12-5　NaCl-O溶液的凝固点与质量分数的关系4.低共融点、相融点与不相融点(1)形成低共融混合物　属于此类的有NaCl-H2O，KCl-H2O，CaCl2-H2O，NH4Cl-H2O等。(2)形成稳定