低过冷度冰蓄冷溶液的实验研究及理论分析

摘要

冰蓄冷中央空调能够有效地实现“削峰填谷”的目的，成为目前空调技术发展的主要方向之一。但是由于水在结冰时存在过冷度，使得能耗增大，如何减小或消除过冷度对于冰蓄冷中央空调的推广使用十分重要。本文首先对冰蓄冷中央空调的发展历史及国内外的研究现状进行了综述，并在此基础上对蓄冷溶液结冰时过冷度的问题进行了理论分析和实验研究。　　加成核添加剂(非均匀成核)的方式由于实用有效而成为目前工程实际应用的主要方式，而成核剂的探寻及性能的研究则主要靠实验手段。在理论指导下，本文对成核添加剂质量含量的大小、载冷剂温度的高低、容器容积的大小和容器材质对过冷度的影响作了较为系统的实验研究。得出成核添加剂的制量含量增加，过冷度减小；载冷剂温度降低，过冷度增加；容器表面粗糙度增加，过冷度降低；容器容积增加，过冷度降低的结论。　　本文对环状结冰和形成较为均一的冰水混合物的结冰两种结冰方式结合实验进行了理论分析。通过建立数学模型和数值计算，从理论上得出了以环状结冰方式的结冰过程在完全结冰时间上要长得多；实验结果验证了这一结论。　　对低过冷度冰蓄冷溶液用于工程实际时的节能效益进行了分析，载冷剂温度的提高使制冷主机具有明显节能的效果；对成核添加剂作了进一步实验探索，河砂可能是一种很好的成核添加剂。

目录

文摘

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第一章绪论

第一节研究的背景及意义

第二节冰蓄冷中央空调发展的历史及现状

第三节储冷空调系统的基本原理及分类

第四节冰球式蓄冷空调的现状及存在的问题

第五节本文研究的任务和目的

第二章结冰过程的理论分析

第一节贮热相变材料的分类及过冷问题的解决方法

第二节结晶与相变动力学

第三节球内结冰过程的理论模型及求解

第四节本章小结

第三章低过冷度冰蓄冷溶液的实验研究

第一节概述

第二节实验装置介绍

第三节各种因素对过冷度的影响

第四节完全结冰实验及工程应用分析

第五节成核添加剂的进一步探索

第六节节能效益分析

第七节本章小结

第四章结论

参考文献

致谢