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1、西安科技大学 硕士学位论文 封装优态盐同心套管式相变储冷换热器性能的实验研究 姓名：李品利 申请学位级别：硕士 专业：供热、供燃气、通风及空调工程 指导教师：姬长发 论文题目：封装优态盐同心套管式相变储冷换热器性能的实验研究 专 业：供热、供燃气、通风及空调工程 硕 士 生 ：李品利 （签名） 指导教师：姬长发 （签名） 摘 要 目前， 我国的电力增长仍然满足不了国民经济的快速发展和人民生活用电急剧增长 的需要，全国缺电局面仍未得到根本的改变。在这种情况下，峰谷电价政策的实施为蓄 冷空调技术提供了广阔的发展前景。因此，研究蓄冷空调技术已成为解决当今工程节能 的重要手段。 然而， 目前研究最多的
2、就是水蓄冷和冰蓄冷， 对于共晶盐蓄冷的研究较少。 共晶盐主要优点在于它的相变温度较高，可以克服冰蓄冷蒸发温度低的弱点，并可以使 用普通的空调冷水机组。 本文就共晶盐在同心套管储冷单元中的蓄、 释冷特性进行研究。 通过实验分析得出了Na2SO410H2O溶液的凝固点随Na2SO410H2O的质量分数的增 加而提高；NH4Cl 对 Na2SO410H2O 溶液的凝固点有降低作用，这对于精确控制共晶盐 溶液的凝固点使其满足制冷系统的要求，提高制冷机组的 COP 有重要的意义。综合比 较，本实验选用 Na2SO4作为蓄冷材料，为了使它的各方面性能达到较满意效果加入了 一些添加剂：6.66%的 NaCl
3、 和 6.16%的 NH4Cl 作为降低共晶盐的凝结点，2.6%的硼砂 作为成核剂，8.7%的 MinUGeL200 作为溶液的增稠剂，还有 0.25%的 Na2P3O10作为分 散剂，其它为水。其结晶温度在 58。 设计同心套管蓄冷单元，对其进行蓄、释冷特性研究，结果是同心套管蓄、释冷特 性良好，可以进行与制冷机组的连接实验。搭建系统试验台，对整个系统的蓄、释冷特 性进行研究，其结果表明：蓄冷时，蓄冷槽入口制冷剂温度对蓄冷特性的影响较载冷剂 流量的影响显著；释冷时，载冷剂进口温度对释冷特性的影响较载冷剂的流量对其的影 响显著。通过对蓄冷过程进行分析，得出蓄冷效果最好的制冷剂进口温度为 1，载
4、冷 剂的流量为 0.241 m3/h； 而释冷过程中载冷剂的进口温度和流量分别是 10和 0.283m3/h 时最佳。 关 键 词：峰谷电价；共晶盐蓄冷；共晶盐释冷；实验研究 研究类型：应用研究型 Subject : Performance Research of the Heat Interchanger for the Enclosed Eutectic Salt Concentric Jacketed Phase Change Materials for Cooling Storage Specialty : Heating Ventilation and Air Conditionin
5、g Engineering Name : Li Pinli （Signature） Instructor : Ji Changfa （Signature） ABSTRACT At present, our countrys electricity growth is still unable to meet the rapid development of the national economy and peoples living needs of rapidly growing electricity. Power shortage situation in the country ha
6、ve not been a fundamental change in. In this case, the peak and valley price policy implementation for the cooling storage air conditioning technology provides a broad development prospects. Therefore, research cooling storage of air conditioning technology has been an important way to save energy n
7、owadays. However, the current study is the largest water storage and ice storage, for the study of eutectic salt storage still less. Its main advantage is its relatively high phase transition temperature, ice storage can be overcome weakness of low evaporation temperature, and can use the normal air
8、-conditioning chillers. This article is on the eutectic salt storage and release characteristics of the cold. We concluded that the Na2SO410H2O solution freezing point is increased, along with the Na2SO410H2O mass fraction increased. The NH4Cl has an decreased affect on Na2SO410H2O solution freezing
9、 point, and this function for precisely control of the eutectic salt solutions freezing point, in order to meet the cooling system requirements, improve the chiller COP has an important significance. With the comprehensive comparison, the experimental use the Na2SO410H2O, and in order to reach the m
10、ore satisfactory performance results in all the aspects , we add some additives: Na2SO4 as storage material, 2.6% of borax as nucleating agent, 6.66% NaCl and 6.16% NH4Cl eutectic salt in order to reduce the condensation point, the other is water. The crystallization temperature is 5 8 。 Design the
11、concentric tube thermal storage unit , study its storage and release of cold properties, the result shows that the concentric tube unit has a good characteristics on cold storage and release. In view of this characteristics, it can be connected with the experiment. A experimental systems was set up,
12、 the effects of the cold storage and release characteristics have been studied. The results show that: The inlet temperature of refrigerant，when entering the ice storage tank, has an larger influence on the process of cool storage than the Flow amount o the cooling medium. It is found by analyzing t
13、he process of experiment about storage that the suitable outlet temperature of the cooling medium is 1 while the flow amount of the cooling medium is 0.247 m3/h, and the suitable temperature of inlet is 10 while the flow amount of the cooling medium is 0.235m3/h. Keywords ：Peak and valley price Eute
14、ctic salt cooling storage Eutectic salt cooling Release Experimental study Thesis ：Application Research 1 绪论 1 绪论 1.1 蓄冷技术的背景和意义 现代暖通空调设备已成为人们生活的第一需要，无论是国防、工业、农业、医药、 科研、卫生以及现代高科技的发展都离不开空调事业。如今空调用电量己占建筑物总能 耗中的 6070%，但在当前能源紧缺、电力紧张的形势下，给空调事业的发展带来了极 大的不利，例如江苏、上海因电力紧缺曾规定空调不许进入家庭，有的家庭安装了空调 由于缺电无法使用。 所谓蓄能就
15、是将夜间多余的电能转化为冰蓄能储存起来供应白天空 调使用。当前如何迅速发展与应用冰蓄冷空调系统已由提倡性而发展到必然性阶段了， 尤其是美国在 2000 年将空调蓄冷技术普及应用到 99%， 因此， 深入研究“节能”， 如何“蓄 能”发展冰蓄冷空调已成为我国当前工程技术的重要课题之一1。 随着国家的富强，电力工业欣欣向荣，到 1994 年底全国发电装机容量已达 19900kW，年发电量达 9090 亿 kWh，居世界第 4 位，但仍然满足不了国民经济的快速 发展和人民生活用电急剧增长的需要，缺电局面仍未得到根本的改变，其矛盾突出地表 现在：电网负荷率偏低，电力系统峰谷差拉大，高峰电力显示严重不足
16、，造成电网经常 拉闸限制用电，这与城市电力消费迅速增长的形势极不相适应，电网承受能力很差，尤 其是夏天， 持续高温时用电剧增， 许多大中城市都出现了配电设备超载运行的不利情况， 为解决电力不足问题，一方面靠对电力投资，加快步伐即多装机组，更重要的是通过国 家对电力政策的调整，节省用电移峰填谷，充分利用现有电力资源。国家电力部门已制 订了峰谷电价差政策，使低谷电价相当于高峰电价的 1216，同时还要通过空调蓄冷 技术，在今后五年内将 300500 万千瓦的高峰负荷移嫁到低谷。峰谷电价政策的实施， 给蓄冷空调提供了巨大的发展前景， 这标志着在我国迅速推广发展蓄冷技术时期已经开 始。 众所周知，很多材料都具有蓄冷（热）的特性，并且这种特性是伴随着温度变
