低温相变蓄冷材料及其蓄冷特性的实验研究

发展蓄冷技术是实现电网“移峰填谷”的一项重要措施。目前的蓄冷技术主要应用于建筑物的空调，随着技术的发展，可望扩大它的应用范围，研究和发展低温蓄冷技术具有理论和实用意义。 本文对一些二元共晶盐体系进行了筛选实验，找到了一种相变温度为-8.6℃的共晶盐蓄冷材料；测试了此材料的部分热物性，并对其出现的过冷和相分离现象进行了分析，此材料有望在啤酒冷冻站、某些化工生产及冷冻冷藏领域中得到应用。 内融冰盘管式蓄冷槽有着广泛的应用，本文建立了一套竖直盘管内融冰式蓄冷实验台。蓄冷和放冷过程的特性是进行蓄冷工程设计的基础，本文在此实验装置中进行了上述共晶盐蓄冷材料的蓄冷和放冷特性的实验。 影响蓄冷和放冷特性的因素有蓄冷换热器的结构尺寸、蓄冷材料的初始温度及其热物性、载冷剂的温度和流量等，本文主要研究载冷剂的温度和流量对蓄冷特性的影响。实验结果表明： 1．进入蓄冷槽的载冷剂温度对蓄冷和放冷特性的影响较大。蓄冷时，载冷剂进口温度越低，结冰越快，蓄冷率越大，达到同样的蓄冷量所需时间越短；放冷时，载冷剂进口温度越高，融冰越快，释冷率越大，在一定的时间内可以提供更多的冷量。 2．载冷剂流量对蓄冷和放冷特性的影响不大。增加载冷剂流量，一般会使蓄冷初期结冰略快一些，使放冷初期融冰略快一些，但增量很小，效果不明显。 3．蓄冷和放冷过程都是非稳态传热过程，整个过程中系统的传热能力是不断变化的，蓄冷率和释冷率都是逐渐降低的，在蓄冷设计时应该注意到这点。 4．蓄冷时冰层热阻和放冷时管外溶液层热阻乃是传热过程的主要热阻，强化换热的重点在于增强盘管外蓄冷材料的导热系数。 5．通过对竖直盘管外自然对流换热的分析，根据实验数据拟合出了本实验条件下适用的关联式 Nu=0.2994（Gr Pr）0.3029 适用范围10～7＜Gr＜6.4×10～7。