无机盐相变材料（PCMs）及其蓄冷系统研究

作为移峰填谷有效手段的蓄冷技术在我国的应用日渐广泛。无机盐以其蓄冷密度大、价格低的优点成为有潜力的相变蓄冷材料,但是存在过冷度和相分离的缺点。本文对无机盐溶液在相变中的过冷及传热问题进行了分析和研究。 通过对无机盐溶液相变材料冷却过程施加振动,研究了振动对蓄冷剂过冷度的影响。实验采用10%Na2CO3和10%NH4Cl两种无机盐溶液作为蓄冷剂,振动功率变化为0～20 W。在恒温槽内温度为-6.7℃时,比较了Na2CO3溶液有无振动条件下的步冷过程;恒温槽内温度为-7.2℃时,振动强度为0～20 W下Na2CO3溶液的步冷过程;槽内温度在-18℃时,NH4Cl溶液有无振动条件下的步冷过程。结果表明:振动加快了蓄冷剂的冷却速度、缩短了冷却时间、减小了过冷度;振动强度越大,减小过冷度的效果越明显;当振动强度为20 W、槽温为-7.2℃时,减小Na2CO3过冷度约2.0℃。 对自制蓄冷系统进行了蓄放冷实验研究。采用国内知名组态软件——组态王,对该蓄冷系统进行能量管理与控制。结果表明:控制系统运行稳定,操作方便,能实时完成复杂数值计算,且具有较强鲁棒性。蓄冷系统的整体运行效率达到70%左右。 通过对蓄冷系统进行经济性分析,得出结论:该系统采用优化控制后,可以降低运行费用,能够达到较好的收益。收回成本需要约2年的时间。故可以将蓄冷系统推广,尝试在化工行业中的应用。