二元冰蓄冷系統(tǒng)添加劑的研究.pdf

1、中國已經(jīng)成為世界上第二大能源消費國，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電力需求發(fā)生了一系列新變化，用電高峰負荷增長很快，電網(wǎng)負荷率逐年下降，峰谷差逐年拉大。其中空調(diào)的用電量占總用電量增長的60％以上。在這種能源背景下，一些地區(qū)開始推行冰蓄冷技術(shù)。 常見的冰蓄冷方式根據(jù)制冰方式的不同主要分為靜態(tài)制冰和動態(tài)制冰。本文研究的是動態(tài)制冰中的冰晶式，又稱為二元冰蓄冷。與利用顯熱的蓄水系統(tǒng)相比，二元冰具有較大的單位體

2、積冷量，二元冰系統(tǒng)中工質(zhì)具有較低的工質(zhì)流動速度從而降低了泵送能源的消耗；可以實現(xiàn)比較緊湊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而減小管路的管徑。與常規(guī)的蓄冰系統(tǒng)相比，二元冰具有良好的流動性和較快的融化速度，可以大大提高冷卻速度。但在制備和存儲二元冰時，如果不使用合適的添加劑，則冰粒間會相互搭接聚集，使其良好的流動性這一特點無法體現(xiàn)。 本文從水分子的結(jié)構(gòu)出發(fā)，闡述了冰的結(jié)晶原理以及表面活性劑原理，并選擇了幾種代表性物質(zhì)進行了實驗研究。結(jié)果表明，單純的醇類

3、有機化合物由于含有羥基(-OH)，可以防止冰晶的聚集，但分子較小，如果濃度較低，則作用有限。提高濃度雖然作用明顯，但結(jié)冰溫度會急劇下降，這對制冷系統(tǒng)的效率又是不利的。單純的表面活性劑吐溫-80和十二烷基硫酸鈉在很低濃度時能有效地阻止冰晶的長大，并防止冰粒粘附在容器壁上。但由于它的兩親性質(zhì)(親水又親油)，使得載冷劑通過疏水基的連接而溶入到水相內(nèi)，形成穩(wěn)定的乳狀液，這樣將導(dǎo)致蒸發(fā)冷凝器內(nèi)發(fā)生冰堵。采用表面活性劑+醇類有機化合物的復(fù)配溶液有效