制冷剂气体水合物蓄冷工质的试验研究进展

总结了目前制冷剂水合物蓄冷工质的试验研究进展,并分析了各方面的研究成果.在此基础上,重点讨论了制冷剂气体水合物蓄冷工质的替代选择问题以及试验研究方面的新动向.这将有助于研究人员开展进一步的研究工作.     

三元近共沸混合工质MP52和MP39的水合物蓄冷研究

在间接接触式水合物蓄冷实验台上，对三元非共沸工质ＭＰ５２和ＭＰ３９的水合物蓄、放冷过程中的传热特性进行了试验研究，详细分析了非离子型表面活性剂ＴＷＥＥＮ８０和ＳＰＡＮ２０对蓄、放冷过程的影响。     

制冷剂R1234yf水合物的试验研究

蓄冷技术是为了面对能源紧张匮乏的形势而兴起的一门新型节能优化技术。由于环保等一系列原因,研究新型蓄冷工质尤为重要,新一代制冷剂R1234yf因其环保特性及良好的系统性能而受到广泛关注。本文采用图像法在反应釜内通过控制反应体系温度对R1234yf水合物进行了相平衡测试,并与R134a水合物的蓄冷特性进行比较分析。结果表明:R1234yf比R134a的蓄冷速率快、诱导时间短、蓄冷特性强;设定温度在5~10℃范围内,R1234yf水合物的相变压力略高于R134a水合物的相变压力;R1234yf水合物生成驱动力的绝对值随反应体系压力升高和温度降低而增大。     

HCFC-141b水合物静态生成促进技术的试验研究

制冷剂水合物是一种理想的蓄冷工质,但存在诱导时间长、生长速度缓慢、随机性大的问题。为实现静态条件下水合物的快速稳定生成,试验研究了铜丝、表面活性剂T80、Span80和助表面活性剂正丁醇(n-BA)对HCFC-141b制冷剂水合物的生成促进作用。T80、Span80、n-BA和铜丝共同作用促进了HCFC-141b水合物在静态系统中快速形成,水合物形成平均诱导时间约为8.6min,克服水合物形成随机性大的问题。水合物形成重复性好,生成的水合物密实。     

采用压缩式制冷循环的R134a水合物蓄冷释冷特性试验研究

采用一种基于压缩式制冷循环的R134a水合物蓄冷装置和释冷装置,试验研究了反应釜内初始压力为150～250 kPa时R134a水合物蓄冷和释冷特性,并通过试验数据计算水合物生成量、蓄冷量、平均蓄冷速率、释冷量、释冷速率、有效释冷率等。结果表明:初始充注压力越高,系统的蓄冷和释冷特性越好;蓄冷部分,初始压力为250 kPa时,总蓄冷量最大(753.59 kJ),与150 kPa初始压力相比增长了26.8%,水合物蓄冷量占比最大(38%),水合物生成质量最高(888.27 g);释冷部分,初始压力为250 kPa时,平均释冷速率最小(306.5 W),总释冷量最大(436.73 kJ),有效释冷量最大(81.01 kJ),水合物释冷率和总释冷率最小(63.48%,58.25%),有效释冷率最大(48.97%)。     

蓄冷工质球内对称凝固问题的边界元理论及实验研究

针对一种自行开发的新型混合有机蓄冷工质,建立了描述凝固过程的数学模型,并应用边界元方法给出适用于凝固过程的解,最终得到了在不同Ｓｔｅ数时球内对称凝固的规律并在实验中得到了验证,为进一步优化这类蓄冷系统提供了理论依据。     

CO_2水合物浆固相分数的计算及其对流动特性的影响

CO2水合物浆做为一种新型的两相载冷剂,具有较高的相变潜热和合适的相变温度,在蓄冷领域有良好的发展前景。而明确水合物浆的物性参数及其计算方法是对其进行高效安全应用的基础。本文对CO2在水合物存在下的溶解度特性及其流变特性等计算方法进行了分析探讨,建立了CO2水合物浆固相分数的理论计算模型,并试验研究了不同固相分数下CO2水合物浆的流动特性,结果发现流速0.6～0.65m/s为流动特性的转折区域。在低流速时,CO2水合物浆的流变指数小于1,且随着固相分数的增大而减小。研究结果可为CO2水合物浆蓄冷技术的发展应用提供理论指导。     

动态冰蓄冷技术的优势与应用

第三代冰蓄冷技术日渐成熟,人们对能源使用的控制也越来越苛刻。作为在电能消耗中占比较大的制冷设备,蓄冷技术能够有效地减少其能源消耗。本文论述了动态冰蓄冷技术相对于静态冰蓄冷技术所有的各方面优势,并简要分析了该技术的发展前景。     

武汉市某办公楼地源热泵-相变蓄冷系统的优化配置

相变蓄冷技术和地源热泵技术的结合既能实现节能,又能实现电力上的移峰填谷。本文介绍了武汉某办公楼地源热泵系统+相变蓄冷系统的优化设计,并对不同蓄冷比率下的系统稳定性和经济性进行分析,最终确定地源热泵与相变蓄冷的联合运行模式及最佳蓄冷率。     

吸附蓄冷技术的研究与开发

介绍了固体吸附制冷应用于蓄冷工程的技术特点，并对现有的蓄冷技术进行了比较，展望了吸附蓄冷技术在家用中央空调和冷藏运输方面的应用前景。     

前瞻与实用完美结合主义者——对话上海理工大学能源与动力工程学院教授吴兆林

在业内,提起<热泵技术及应用>、<冰蓄冷技术>、<新工质热力性能图表>、<家用中央空调实用技术>等书籍,几乎无人不晓.这些专业且实用书籍给行业的发展带来了划时代的意义.经过多次邀约,在一个春暖花开的日子,我们有幸采访了系列丛书作者之一,上海理工大学能源与动力工程学院吴兆林教授.     

蓄冷材料应用于潜艇空调的数值模拟

采用有限元分析方法对冰和某型高温相变材料蓄冷球进行了蓄释冷过程模拟仿真,探讨了两种材料蓄冷球在蓄冷和释冷过程中蓄冷量和蓄释冷时间的变化规律,并对两种材料的蓄释冷性能进行了分析比较.研究表明:高温相变材料蓄冷周期短、蓄冷量大,制冷机组节能效果好,能较好地满足潜艇蓄冷空调要求,有利于提高潜艇的隐蔽性和水下续航力.     

导热塑料盘管蓄冰槽外融冰取冷动态特性实验

在名义蓄冷量为63．3kW的导热塑料盘管蓄冰槽实验台上研究了外融冰取冷的动态过程，在给定取冷强度下，分别考察了取冷进出口模式、鼓气扰动、初始蓄冰量、取冷水流量变化等因素对蓄冰槽融冰性能的影响，为设计同时具有高蓄冰率和低出水温度的蓄冰槽提供厂参考。     

XLG系列蓄冷式干机的研制

蓄冷式冷干机在气量、气体状态与环境条件变化时，能稳定提供符合标准露点的干压缩空气。     

蓄冷技术应用于常规潜艇的方案设计

针对潜艇水下航行时空调能耗高影响其水下续航力的特点，进行了蓄冷技术应用于潜艇空调的研究；通过对制冷机蓄冷量、蓄冷装置容积等的计算，进行了改装方案的初步设计。分析了冰蓄冷技术应用于潜艇空调的可能性，计算表明通过对现有常规潜艇空捌的局部改造可将蓄冷技术应用于潜艇以减少水下空调能耗，从而提高潜艇续航力。     

平板蓄冷器研究及其在空调中的应用

分析了平板蓄冷器的蓄冷过程，绘制了蓄冷剂、栽冷剂在蓄冷过程中温度随时间变化的曲线，从而总结了蓄冷规律。并对其在中央空调中的应用作了探讨，这在中央空调节能、稳定运行工况、减少用电高峰期电网压力方面有重要意义。     

肋片布置对相变蓄冷用冷藏车蓄冷板充冷过程的影响

为量化充冷管道外添加肋片对采用相变蓄冷技术的城市冷链配送小型冷藏车用蓄冷板充/补冷过程的影响，以相变材料（PCM）RT5 HC作为蓄冷介质，对PCM凝固过程进行计算，分析充冷管道上肋片数量、肋片形状、肋片厚度及相邻管道上肋片布置方式对充冷时间及蓄冷效率的影响。结果表明，充冷管道上设置肋片，蓄冷板充冷过程中液态和部分凝固的PCM被分隔为多个小区域，小区域内自然对流得到强化，同时相界面延长，传热面增大，冷量传递加快；与充冷管道上无肋片的蓄冷板相比，设置肋片使充冷时间大大降低，蓄冷效率ε得到极大的提升，而蓄冷量略有降低；当肋片数量由4条依次增加至6,8条时，对应的ε及肋片效率εf增长速率升高，而由8条增加至10条时，ε及εf增长速率下降；对比肋片截面形状，矩形肋片效率最高，为3.19；肋片厚度t增大对蓄冷效率的提升作用较小；相邻充冷管道上不同肋片布置方式对充冷过程影响较小。研究结果为蓄冷板内充冷管道设计提供参考。     

冰蓄冷技术在空调系统中的应用前景分析

随着现代化程度和人民生活水平的不断提高,人们对空调带来的舒适性的依赖性越来越强。随着空调用户的增加,由于夏季空调用电带来的用电负荷峰谷不平衡性的问题越来越严重。蓄冷空调由于其改善峰谷的作用越来越受到国内外的关注。主要介绍了蓄冷空调系统中常见的儿种蓄冷方式,重点探讨了冰蓄冷技术及其在空调系统中的应用,进而分析冰蓄冷空调的应用前景。     

复合相变材料与金属协同作用下的水合物生成研究

制冷剂水合物蓄冷可调节能量供需、移峰填谷,但存在两相溶解度低、结晶成核时间长等问题。基于复合相变材料步冷曲线和金属强化传热理论,选取相变温度稍高于HCFC-141b的脂肪烃类低共熔有机物正癸酸/十二醇复合相变材料以及具有高表面自由能的金属铜,在其协同作用下优化HCFC-141b水合物成核区、提高水合相变速率。结果表明,正癸酸/十二醇复合相变材料相变温度为11.1℃、过冷度为3.0℃;其水合体系在静态条件下极易快速分层,需改进搅拌方式实现分段乳化,且由于晶体颗粒可为水合物提供更多成核点,水合物生成诱导时间(纯水体系230 min)缩短至100.2 min;在铜丝的协同作用下进一步增强两相传热,诱导时间最低可达23.3 min,且体系稳定性高、水合物密实,复合相变材料最佳质量浓度为3%。     

双级蓄冷系统研究

首次提出了一种双级蓄冷系统,该系统可在蓄冷工况和供冷工况两种工况下运行,在蓄冷工况下可同时在蓄冷水池和蓄冰槽内蓄冷。分析显示该系统具有较好的节能潜力,节能率超过10%。