共晶盐蓄冷技术.doc

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1、共晶盐蓄冷技术基木概念所谓蓄冷技术，就是利用某种工程材料（工作介质）的蓄冷特性，贮藏冷量并加以合理利用的一种实用贮能技术。20世纪70年代，以世界范围的能源危机为契机，一些发达国家先后引入一些先进的蓄冷技术作为电力调峰的手段。而现阶段能源依然处于紧张时期，特别是城市空调耗电量基木处于电力负荷峰值期，这就注定其成为蓄冷技术应用的一个重要领域，因此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瞩填谷的作用，缓解电力供需矛盾，又可节省运行费用获得良好的环保效益。T稈材料的蓄冷特性往往伴随着其温度变化、物态变化或一些

2、化学反应过稈而得以体现。根据蓄冷材料主要有水、冰、共晶盐相变蓄冷，共晶盐（EutecticSalt）俗称“优态盐匕是由水、无机盐和若干起成核作用和稳定作用的添加剂调配而成的混合物。它作为无机物,无毒，不燃烧，不会发生生物降解，在固一一液相变过稈屮不会膨胀和收缩，其相变温度在0°C以上，相对冰系统制冷机效率校高达30%,虽然迄今为止，共晶盐蓄冷技术由于材料品种单一，价格较高，应用范围受到一定的限制，相关蓄冷介质和技术均有待进一步开发。但是由于其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，同时也

3、克服了二者的一些缺点，因而共晶盐相变蓄冷技术仍然有着良好的应用前景。应用特点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，其要求⑴材料要有适当的相变温度，对于空调蓄冷能够在7°C左右比较合适;⑵具有较高的相变潜热；⑶校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材料来源广泛、便宜。共晶盐是由多种原材料配制而成，通过适当改变添加剂及其配方，可以获得所需的某种溶液冻结或溶解温度。目前国

4、内外已开发出低温S-11°C,高温达27弋冻结温度的共晶盐材料，但对蓄冷空调而言，5-8°C的冻结温度当定最为适宜的。相变材料的相分离与过冷度以及稳定性是主要关注的三大问题。1相分离问题相分离问题是由于共晶盐融化后，盐晶体的密度比水大，沉于容器底部，水浮于上部,再凝I古I时盐溶液的浓度减少，低于共晶浓度，导致相变温度和相变潜热发生变化，在实验结束后,从烧杯（蓄冷槽）底部便可观察到沉淀。2相变材料的过冷度所谓过冷现象是相变材料冷凝到冷凝点时并不结晶而须到冷凝结点以下的一定温度才开始结晶，同时使温度迅速上升到冷凝点。这个温差就是过冷度，这使

5、得材料不能及时发生相变，成核率低，几乎所有水合盐都有一定的过冷度，可以加入与盐类结晶物的微粒结构相似的成核剂，来降低或消除过冷度。3相变材料的凝固和熔化温度在蓄放冷过稈的比较，理论上是一致的，但实际实验屮存在差异，如果相并太大那么对蓄冷系统性能造成影响，同样蓄放冷两个过程的相变潜热的一致性也需要比较。4添加剂会改善相分离以及过冷度，但还需要考虑添加剂对相变潜热有影响，有些会增加溶液的相变潜热，有些则相反。5蓄冷材料的热稳定性相变材料在反复的实验屮发生沉淀或变性，那么蓄冷系统便失效，因此材料必须具备稳定性才能在实际工程得到应用，为了测试该

6、蓄冷材料的热稳定性，至少反复做50次蓄放冷实验，看其是否有大量沉淀，凝固点和熔化点的温度是否发生改变。材料的封装蓄冷空调工程，通常将共晶盐封装于槊•料容器内，并整齐堆放在充满空调循环水的贮槽（罐）屮，构成共晶盐蓄冷装置。以前常用金属作封装容器如不锈钢，但金属容器的缺陷在于腐蚀而且与盐溶液也存在兼容性问题，虽然槊料也有老化的缺陷，但新型的劇料材料的迅速发展，现在大多以犁料做容器材料，如高密度的聚乙烯，常见的相变材料封装容器有管状、球状、板状，现多以球状和板状居多。可以美国Transphase公司T型产品为代表。这种单元蓄冷容器为板式封装件

7、，由于高密度聚乙烯材料制作，内部充注力水硫酸钠化合物为主要成分的共晶盐溶液。蓄冷装置应注意以下几点：1具有准确的冻结温度，不发生过冷现象。这样可以保证容器在完全充冷和释冷时，供冷温度不至于过高。2蓄冷介质在容器屮不发生分层现彖。由于有的共晶盐在过饱和状态下，一部分无机盐可能产生沉淀，而上部分溶液分离。所以应选择合适的共晶盐及核化方法，和适当的容器。共晶盐蓄冷系统一般共晶盐蓄冷装置充冷温度为4-6°C,释冷温度为9-10°C,由于充冷温度较高，可以使川常规的冷水机纽。共晶盐蓄冷系统在流程配置上通常多将制冷机组与蓄冷装直串联连接，当然系统中

8、设置稳压阀，止冋阀等阀件是必不可少的。因此蓄冷系统很容易与空调系统结合，只需要加入辅助管道及设备即可。共晶盐蓄冷技术从根本上克服了冰蓄冷过程中制冷机COP值低、能耗高的缺点，也从另一个方血体现了类似于水蓄冷