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相变蓄冷材料的合成及性能研究

广州化工 2006年第5期34卷 37-39页

作者：蔡勤生马鹏超陶加法中国南方机车车辆工业集团公司武昌车辆厂武汉430062

研究了不同无机盐对单一无机盐水溶液最低共熔点的影响,结果表明:添加无机盐可降低单一无机盐水溶液的最低共熔点;添加5％无机盐Kx可以使10．9％KNO3水溶液的最低共熔点从-2．5℃下降到-5．4℃,其相变潜热为307．16 kJ／kg,从而开发出... 详细信息

研究了不同无机盐对单一无机盐水溶液最低共熔点的影响,结果表明:添加无机盐可降低单一无机盐水溶液的最低共熔点;添加5％无机盐Kx可以使10．9％KNO3水溶液的最低共熔点从-2．5℃下降到-5．4℃,其相变潜热为307．16 kJ／kg,从而开发出一种新的铁路冷藏车相变蓄冷材料。

关键词：相变蓄冷材料冷藏车最低共熔点

冷藏陈列柜用相变蓄冷材料的制备及其蓄释冷特性研究

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冷藏陈列柜用相变蓄冷材料的制备及其蓄释冷特性研究

作者：邱雪君哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

随着我国国民生活水平的提升,人们对高品质冷冻冷藏食品的需求逐年攀升,食品冷链技术得到了广泛的应用,冷冻冷藏设备的能耗也随之逐年增长。然而立式敞开式冷藏陈列柜作为食品冷链的终端低温储存装置,因其具有展示、销售和低温储存食品... 详细信息

随着我国国民生活水平的提升,人们对高品质冷冻冷藏食品的需求逐年攀升,食品冷链技术得到了广泛的应用,冷冻冷藏设备的能耗也随之逐年增长。然而立式敞开式冷藏陈列柜作为食品冷链的终端低温储存装置,因其具有展示、销售和低温储存食品的三重作用,而受到越来越多的关注。立式敞开式冷藏陈列柜为了便于销售及顾客获取食品,具有大面积敞口的结构特点,目前普遍存在柜内温度分布不均、能耗过大等问题。因此本文将相变蓄冷材料应用于冷藏陈列柜中,筛选出最佳制备工艺,制备出适合冷藏陈列柜工况的相变材料,利用其相变特性可在一定时间内取代制冷系统,待压缩机停机之后将储存的冷量释放出来,维持柜内低温环境,延缓柜内温度波动,延长压缩机停机时间,可达到降低压缩机启停频率的作用,进一步达到节能的目的,同时也为冷藏陈列柜的发展与应用提供了思路。本文主要工作和研究成果如下:(1)利用步冷曲线法初步确定相变温度适合冷藏陈列柜用的相变蓄冷材料,然后对初选材料进行差式扫描量热法测试,筛选出相变潜热值高的相变蓄冷材料初样TP-4,实验结果表明:TP-4的相变温度为2.2℃,相变潜热为294.4J/g。(2)鉴于其过冷度大以及在使用中容易出现相分离的问题,对初样TP-4进行改性研究。通过添加成核剂来降低其过冷度,采用聚丙烯酸钠(PAAS)改善相变材料相分离的问题。最终制备出性能优异、相变温度适宜的相变蓄冷材料TP-41,并对其进行了热物性测试。(3)将制备好的相变蓄冷材料TP-41应用于冷藏陈列柜中,建立了蓄冷型冷藏陈列柜的数学、物理模型。利用FLUENT模拟研究在空载、负载条件下相变蓄冷材料对柜内温度分布的影响,探究了压缩机启停对PCM液相体积分数的影响,并分析了相变材料的蓄冷及释冷过程,以及研究蓄冷板对压缩机启停频率的影响。结果表明:相变蓄冷材料的加入改善了柜内及食品包的温度均匀性,并且可使冷藏陈列柜压缩机开机时间减小了11.6%,融霜时间延长了 89.3%,压缩机的启停次数减小了 53.3%。(4)设计搭建蓄冷型冷藏陈列柜的实验平台,对相变蓄冷材料在冷藏陈列柜中的应用进行实验验证,分析了实验与模拟误差的合理性,验证了模型的有效性。通过实验研究了 PCM对送、回风温度、各层柜温及M包温度变化的影响;对冷藏陈列柜的耗电量进行了测量,对比分析了能效指数的变化。结果表明蓄冷型冷藏陈列柜可节电4.3%,热卷吸系数减小了 22.1%,能效等级也由2级变为1级。

关键词：冷藏陈列柜相变蓄冷材料温度分布性能分析

磁场对低温相变蓄冷材料过冷度和结晶过程影响的实验研究

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磁场对低温相变蓄冷材料过冷度和结晶过程影响的实验研究

作者：方金升山东大学

学位级别：硕士

在当前能源紧缺的大环境下,相变蓄冷材料的节能效果得到了广泛的重视,在未来的能源战略中占据着十分重要的地位。无机盐水溶液作为一类较有应用前景的相变蓄冷材料,在其相变形成盐水合物时往往存在较大的过冷度,降低了整个蓄冷系统的效... 详细信息

在当前能源紧缺的大环境下,相变蓄冷材料的节能效果得到了广泛的重视,在未来的能源战略中占据着十分重要的地位。无机盐水溶液作为一类较有应用前景的相变蓄冷材料,在其相变形成盐水合物时往往存在较大的过冷度,降低了整个蓄冷系统的效率。为了降低相变材料的过冷度,提高蓄冷系统的效率,人们寻找各种外界条件促进晶核的形成和晶体的生长,如添加成核剂、冷指法、应用物理场（超声场、电磁场、磁场）等。目前,磁场对无机盐水溶液的研究还比较少,其作用效果和作用机理也没有比较统一的结论,开展这一方面的研究有助于为这一领域的基础研究提供实验数据,为工程设计提供参考。本文将系统研究在不同强度的恒定磁场、静磁场和交变磁场作用下低温蓄冷材料的过冷度和结晶过程。材料相变过程需要在一个稳定的可视化环境中进行,本文自行设计搭建完成了实验台,实验台运行良好,所得实验数据详实可靠。应用实验台做了自然水、去离子水、5%的NaCl溶液、7%的KCl溶液、5%的NH4Cl溶液等五种工质在不同磁场作用下的冷却相变和结晶过程。实验结果表明,磁场对水和无机盐水溶液的影响效果是有差异的,磁场对于它们的结晶温度和结晶时间的影响不大;磁场的作用会增大水的过冷度、缩短过冷时问,而对无机盐水溶液会减小其过冷度、缩短过冷时间,磁场强度越大,这种作用效果越明显;磁场对水和无机盐水溶液的结晶过程的影响也不同,对前者会增大其晶体粒径,使得冰晶更加蓬松,更加容易融化,对后者会促进其晶体的生长,增加晶体生成量和晶体粒径的长大;此外,磁场也会对金属阳离子溶液的环状结冰起到一定的抑制作用。这些区别是由于磁场对水和无机盐水溶液的作用机理不同而造成的。不同类型的磁场对于上述影响的作用效果也不同,磁铁恒定磁场和直流静磁场的作用效果只和其强度相关,而在相同的强度下,交变磁场的作用效果最为明显,这是由于交变磁场的磁作用力的大小和方向是反复变化的,能够对溶液内部的氢键和离子作用力进行反复切割,施加持续的磁力效果。

关键词：磁场相变蓄冷材料过冷度结晶

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多元有机相变蓄冷材料的热物性研究

多元有机相变蓄冷材料的热物性研究

作者：郭宁宁重庆大学

学位级别：硕士

随着峰谷电价比的加大,用户侧采用蓄冷技术将大大减少其设备运行费用,降低用电成本,提高企业效益。另一方面,采用蓄冷技术移峰填谷,有利于提高电网负荷率,有利于电网的安全经济运行。夏季冷库、食品、低温物流等行业耗电量巨大,研究应... 详细信息

随着峰谷电价比的加大,用户侧采用蓄冷技术将大大减少其设备运行费用,降低用电成本,提高企业效益。另一方面,采用蓄冷技术移峰填谷,有利于提高电网负荷率,有利于电网的安全经济运行。夏季冷库、食品、低温物流等行业耗电量巨大,研究应用于这几种行业的相变材料具有较大的实用意义。本文对一些二元及三元混合物进行了筛选试验,找到了适用于低温领域的温度范围在0℃～-40℃之间的几种有机盐相变蓄冷材料,具有相变性能稳定,无相分离,无过冷,相变潜热较大等优点,可以在低温领域应用。运用DSC绘相图的方法寻找物质的共晶点,由于无机物的过冷及相分离现象严重影响了蓄冷系统的经济运行,且有机类材料具有温度可调的优点,本文主要针对有机物进行了筛选及复合。通过实验得到了乙二醇、水与甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠、乳酸钠的三元混合物,丙三醇、水与甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠、乳酸钠的三元混合物以及甲酸钠与水的二元混合物这几种材料的共晶浓度及相应的相变温度、相变潜热、比热。导热系数是决定相变材料是否可用的重要物性。本文根据瞬态点热源法制作了一台液体导热系数测试仪器,测试方法精度高、简单快捷,对筛选出的有机盐相变材料进行热物性测试,标定物质的结果与文献中的标准值对比发现测量数据误差控制在10%左右,仪器可靠性得到验证,以后此仪器还可用于测量其他液体材料的导热系数。利用FLUENT对相变温度为-14℃的三种相变材料进行蓄冷球数值模拟,得到凝固过程中不同时刻蓄冷体内蓄冷材料的温度场及固液相比例,通过比较,选择蓄放冷时间较短的一种材料作为以后实际应用的相变材料。

关键词：相变蓄冷材料有机盐 DSC 导热系数低温蓄冷

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新型低温相变蓄冷材料的热物性及应用研究

新型低温相变蓄冷材料的热物性及应用研究

作者：唐娟重庆大学

学位级别：硕士

可利用电网低谷电实现电网“移峰填谷”的制冷设备及相应的蓄冷技术成为近年来蓄能领域的国际性热门课题,而目前蓄冷技术的研究和应用主要集中在空调领域,国内外对0℃以下的低温相变蓄冷材料及其应用的研究还比较少。但在食品、化工、... 详细信息

可利用电网低谷电实现电网“移峰填谷”的制冷设备及相应的蓄冷技术成为近年来蓄能领域的国际性热门课题,而目前蓄冷技术的研究和应用主要集中在空调领域,国内外对0℃以下的低温相变蓄冷材料及其应用的研究还比较少。但在食品、化工、低温物流、医药、啤酒等众多行业,对于0℃～-60℃温度范围的蓄冷有着巨大的需求。因此,进行低温相变蓄冷材料的基础研究,测定其基本的热物理性质,对于以后低温蓄冷技术的大规模应用,显得尤为重要。本文围绕研制出相变温度为0℃～-60℃,相变潜热大的低温相变蓄冷材料系列,为蓄冷材料在低温贮存、冷藏运输、工业冷源等领域的应用提供基础数据,并试图将其应用到冷库领域。在实验研究中,探索出利用DSC绘相图寻找共晶浓度、共晶温度的方法,测得甲酸钠、苯甲酸钠、乙酸钾、乙酸钠等有机盐溶液的共晶浓度、共晶温度、相变潜热,同时对其比热进行了测量。在上述研究基础上,对低温相变蓄冷材料的相变潜热、比热、导热系数、密度,蓄冷材料的价格等方面进行一级模糊数学综合分析,对其进行综合评价,筛选出综合性能指数大,即相变温度为0℃～-60℃,具有高相变潜热值的有机、无机蓄冷材料。利用FLUENT软件对间接蓄冷(蓄冷球)和直接蒸发式蓄冷(螺旋盘管)进行数值模拟研究,得到凝固过程中不同时刻蓄冷体内蓄冷材料的温度场及固液相比例。通过比较,直接蒸发式螺旋盘管换热效率高,在相同时间内蓄冷能力强,适合用于冷库蓄冷。研究低温相变蓄冷材料在冷库蓄冷的方案,将综合性能指数较高的22%wt的MgCl溶液作为相变蓄冷材料,运用到肉食品冷库低温间蓄冷中,在原冷库运行模式的基础上建立了相应的蓄冷系统,系统采用了按电功率需求限制进行蓄冷策略,和部分蓄冷运行方式,并通过经济分析,得到投资回收期约为2年左右。

关键词：相变蓄冷材料有机盐 DSC 综合性能指数数值模拟冷库蓄冷

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相变蓄冷材料及其在冷库中应用的研究进展

食品与机械 2021年第7期37卷 227-232页

作者：孙锦涛谢晶上海海洋大学食品学院上海201306 冷链装备性能测试与节能评价公共服务平台上海201306 食品科学与工程国家级实验教学示范中心〔上海海洋大学〕上海201306

采用文献综述及实际案例相结合的方法,分析了相变材料的特点、蓄冷冷库制冷的原理,以及在实际应用中如何充分发挥各自的优点以达到理想的效果。

关键词：蓄冷技术相变蓄冷材料冷库蓄冷冷库蓄冷板

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铁路冷藏车相变蓄冷材料的研制

制冷 2006年第3期25卷 10-14页

作者：袁军蔡勤生陶加法艾军武汉化工学院化工与制药学院武汉430073 中国南方机车车辆工业集团公司武昌车辆厂武汉430062

通过研究添加剂对水合盐最低共熔点的影响,研制出一种-10^-12℃相变蓄冷材料的组成为:10·5%NS、5%硝酸钾、0·01%苯骈三氮唑、0·1%硫酸铜、0·1%植酸和0·01%钼酸钠,其相变潜热为303·6kJ/kg,可以满足铁路冷藏车对相变蓄冷材料设计要求。

关键词：相变蓄冷材料冷藏车相变温度

欧盟能源相关产品(ErP)指令框架下空调用相变蓄冷材料生态效能提升研究

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检验检疫学刊 2014年第5期24卷 63-67页

作者：彭莉戴学伟倪奕麟周振宇上海出入境检验检疫局上海200135

以白色家电代表空调为例,从ErP指令对空调产品的相关规定、ErP指令的执行方法、空调用相变蓄冷材料原理介绍及材料改进前后能效比较研究等几方面进行详细阐述,证实了纳米相变蓄冷材料具有广阔的利用前景,是实现家电产业转型升级的捷径... 详细信息

以白色家电代表空调为例,从ErP指令对空调产品的相关规定、ErP指令的执行方法、空调用相变蓄冷材料原理介绍及材料改进前后能效比较研究等几方面进行详细阐述,证实了纳米相变蓄冷材料具有广阔的利用前景,是实现家电产业转型升级的捷径之一。

关键词： ErP指令空调相变蓄冷材料生态效能

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与水蓄冷结合的相变蓄冷材料的制备

与水蓄冷结合的相变蓄冷材料的制备