冰蓄冷空调过冷成核研究
浅析冰蓄冷空调技术
浅析冰蓄冷空调技术目前，大多数国家普遍对具备区域性制度这类冷空调供冷站进行研发，对冰蓄冷处于低温状态下的送风空调系统以及新类型蓄冷空调机组等设备进行研究。
下文以此项技术的各方面因素为基础，对其展开全方位的分析、探讨工作。
标签：冰蓄冷空调；潜热蓄冷；技术探讨蓄冷空调这项技术不只能够十分优质、高效地将峰值到谷值这一时间内的用电情况进行转移，还可以充分优化城市当中峰值时间内的供电平衡，降低新建电站的实际数量、进行输电以及配电操作时出现的损耗数量。
一、原理介绍保存电网本身处于谷值时间内的这部分能源，若是在大量使用电力能源的峰值时间内，把之前保存的这部分冷能全部释放，让其达到峰值阶段需要承担的负荷标准。
现在，因为所有国家普遍大力对空调项目当中的蓄冷部分进行研究，因此，导致蓄冷的方式相对偏多。
若是根据对冷能进行保存的方式进行划分，就能够将其划分成显热以及潜热两种形式的蓄冷。
蓄冰空调系统的制冷机组与蓄冰装置可以有多种组成，基本上可以分为串联系统和并联系统两种。
运行策略是指蓄冷系统以设计循环周期的负荷及其特点为基础，对系统以蓄冷容量、释冷供冷或以释冷连同制冷机组共同供冷作出最优的运行安排考虑，一般可归纳为全部蓄冷策略和部分蓄冷策略，其工作运行工况也不相同，包括机组制冰工况、制冰同时供冷工况、单制冷机供冷工况、单融冰供冷工况以及制冷机与融冰同时供冷工况，针对不同的负荷情况，选用更优的运行工况以及运行主机选择控制，关系到整个系统的运行经济及合理性。
二、优劣势介绍（一）优势介绍1.科学采用能量，让城市当中的日常用电负荷达到平衡，不让发电厂后期实施的扩容投资工作出现浪费。
空调内部使用的蓄冷系统日常开展运行工作期间支出的资金，因为电力机构在用电峰值以及估值时间内，电价不同的方式，与正常时间段内的空调系统进行比较普遍偏低，如果分时状态下的电价差值越大，则其最终得到的效益就越高。
对于制冷使用机组当中的实际用电的时间进行转移，发挥出对用电峰值阶段的用电负荷进行转移这一作用。
小型家用冰蓄冷空调优化运行试验研究
（ ａｈ ｎ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｈｕｚ ｏ ｇＵｎｖ ｒ ｔ ｆ ｉ ｃ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ） ｉ Ｓ ｅ ａ
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的成 核 添 加 剂 对 于小 型冰 蓄冷 空 调 系统 节 能 有 重 要 的 影 响 。 关 键 词 冰 蓄冷 成 核 添 加 剂 能 耗 试 验 研 究
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受 到用 户欢迎 ¨ 。 Ｊ
家用冰蓄冷中央空调的设计和试验研究的开题报告
家用冰蓄冷中央空调的设计和试验研究的开题报告一、选题背景随着全球经济的发展和城市化进程的加速，人民生活水平逐步提高，空调的普及率也越来越高。
在炎热的夏季，空调成为了人们工作、学习、生活中必不可少的设备。
但是，空调的使用也给能源消耗带来了巨大压力，对环境造成了一定的影响。
因此，在能源节约、环保的背景下，如何研究开发一种节能环保的家用中央空调系统，成为了值得探讨和开发的重要课题。
本文拟研究一种家用冰蓄冷中央空调系统的设计和试验，旨在寻求一种节能的空调使用方式。
二、研究目的本文旨在研究一种冰蓄冷中央空调系统的设计和试验，通过对其能耗、运行稳定性、环保性等方面进行测试和评估，全面掌握该系统的使用效益和适应性，为其在大规模使用中做好充分准备。
三、研究内容1、冰蓄冷空调系统的基本原理及设计方法；2、冰蓄冷空调系统的关键技术，如冰蓄热材料的选择、蓄冰槽的设计和制作等；3、冰蓄冷空调系统的能效分析和评估；4、冰蓄冷空调系统的试验和数据分析。
四、研究方法1、文献调研法：通过查阅相关文献，了解与冰蓄冷空调系统相关的理论和实践，为研究提供基础支撑。
2、实验研究法：通过对冰蓄冷空调系统的搭建和试验，运用多种物理实验手段对系统性能进行评估和检验。
3、分析比较法：对冰蓄冷空调系统与传统空调系统的能效、环保等性能比较分析，找出冰蓄冷空调系统的优缺点和存在问题，为提高系统性能和实际应用提供参考依据。
五、研究意义本文采用家用冰蓄冷空调系统的设计和试验方法，旨在提高空调能效，减轻环境压力，探寻一种节能环保的空调使用方式。
研究成果对于推广该技术、促进绿色环保发展具有一定的现实意义。
六、预期结果通过本研究，预期可以得到以下结果：1、深刻理解冰蓄冷系统的基本原理和实现方法；2、通过对实际建设及测试，分析冰蓄冷系统的性能、可靠性等，并且比较它与传统空调系统，为冰蓄冷系统的普及和大规模应用提供了参考；3、发现和解决冰蓄冷系统中存在的问题，为该系统的高效、可靠运行做足准备。
家用空调中冰蓄冷的应用及实验研究.
家用空调中冰蓄冷的应用及实验研究Experimental study on residential ice-storage air conditioningsystem摘要：本文给出一种家用冰蓄冷空调系统的原理、结构和设计方法，并结合清华同方人环设备公司生产的户式空调，进行了相应的实验研究；考查了机组在各种工况下的运行情况，并对家用冰蓄冷空调和常规空调在制冷量、制冷效率COP以及过冷度等方面作以比较，提出设计家用冰蓄冷空调的几点建议。
关键词：家用冰蓄冷空调；蓄冷；取冷；过冷度Abstract Residential ice-storage air conditioning system is introduced with respect to its principle, structure, design and experimental methods. It is also compared with the ordinary residential air conditioning system in refrigerating, volume, energy efficiency and sub-cooling degree etc. Some important suggestions are given to this ice-storage system.Keywords residential, ice-storage air conditioning, sub-cooling degree1 前言冰蓄冷作为一项成熟技术，在大型中央空调系统中的应用越来越广泛，它不仅使电力负荷"削峰填谷"，提高发电设备的年利用率，也保证制冷机组满负荷高效率运行，降低空调系统的运行费用，带来了显著的社会效益和经济效益。
但是，随着人们生活水平的提高和全球气候变暖的影响，小型家用空调器近几年的增长速度是相当惊人的。
浅谈对我国冰蓄冷空调技术的应用与研究
浅谈对我国冰蓄冷空调技术的应用与研究摘要：近年来，随着中国经济的增长，人们生活水平的改善，人们对办公、生活环境也提出了更高的要求。
为了满足要求，各类建筑，尤其是办公大楼，写字楼均安装了中央空调。
然而，常规的中央空调由于能耗较大，增加了成本，造成了不必要的浪费。
为了符合我国政府提出的节能减排政策，蓄能空调应运而生，冰蓄冷空调作为蓄能空调的一种，凭借诸多优点和良好的运行获得了人们的好评。
能源紧张的问题有增无减，已严重威胁到人类的正常生活，因此合理利用能源、最大限度地使用能源已然成为当今社会最被关注的话题。
随着人民群众生活水平一天天的提高，空调已经成为了人们必不可少的一环。
但空调的运行离不开电力的供给，为了既能保证获得冷热风又同时能够最大程度的减少电能的使用，冰蓄冷空调技术应运而生，并作为在用户侧进行电力负荷管理、改善电力负荷昼夜峰谷差不断增加和用电高峰期电力短缺的重要手段之一，得到人们的广泛关注。
关键词：冰蓄冷；空调技术；电力1冰蓄冷的内容及工作原理21世纪以来，节能环保作为人们最为关注的问题，人类苦苦钻研、潜心思考，不断摸索出一些既能缓解能源短缺问题又能满足人们日益增长的美好生活需要的技术手段，而冰蓄冷空调技术将作为这些手段技术当中颇为重要的一项，具有较好的社会效应，经济效益也较好。
在当今这个将节能与环保作为重要关注点的世界，冰蓄冷空调技术将作为我国利用夜间电负荷进行移峰填谷，提高电网用电负荷率和电能的使用效率，节约电价费用及空调运行费用并减少污染物或有害气体的排放量进而保护环境的一项重要的新手段、新技术。
1.1冰蓄冷的内容所谓冰蓄冷空调技术简而言之就是在夜间用电负荷相对较低的用电低谷时间，通过制冷机制冰蓄冷，根据冰蓄冷介质显热或者潜热性质将冷量储存起来，等到白天用电负荷较高的时间即用电高峰期溶冰，将夜间所储存的冷量再释放出来，与冷冻机组共同供冷，满足建筑物内空调高峰负荷或者生产工艺需要的一项新型技术。
冰蓄冷空调蓄冰成核
冰蓄冷空调蓄冰成核章学来;孟祥来;赵群志;李春蕾【摘要】Experiment on different depth of water tank supercooling degree was carried out. The results show that the supercooling degree of the upper water in ice storage tank is higher. In order to reduce the supercooling degree of the water and energy consumption of the chiller, different nucleation additives are tested and it is found that adding nano-copper oxide can reduce the supercooling degree and improve the ice storage efficiency. Appropriate mass fraction of copper oxide nanoparticles is obtained under a certain quality dispersant. When the ice-making temperature is-5℃,0.10% mass fraction copper oxide suspension is at the top. Supercooling degree of water is also associated with the temperature difference of heat transfer medium. The higher the difference in temperature is, the smaller the supercooling degree.%在对内融冰式蓄冰槽内不同水层的水进行过冷度测试中发现上层水的过冷度较大。
冰蓄冷空调探讨管理论文
冰蓄冷空调探讨管理论文随着气候变化和人们生活水平的提高，空调成为了人们必不可少的家电之一。
但是传统的空调使用方式在节能、环保等方面存在着一定的不足。
因此，人们开始通过新技术、新方式来提高空调的能效和环保性能，其中，冰蓄冷空调越来越受到人们的关注和青睐。
一、冰蓄冷空调的基本原理冰蓄冷空调是一种基于冰蓄冷技术的空调系统。
其基本原理是利用低峰电时段，利用电力公司离峰电价进行制冷，并将制冷时储存的冰块作为冷媒在高峰电时段使用，从而节约电能，达到节能目的。
二、冰蓄冷空调的优点冰蓄冷空调相比传统空调有以下优点：1.节约能源：冰蓄冷空调的使用可以根据电力公司提供的离峰电价供电，并在高峰时段使用储存的冷媒。
因此，这种空调系统可以大幅节约用电量，降低能源浪费。
2.环保：冰蓄冷空调利用负荷平移的技术，实现了能源的无损转化。
同时由于使用过程中少用化学冷剂，因此可以减少环境污染和空气污染。
3.使用寿命长：冰蓄冷空调的制冷系统部分运行时间短，因此整个系统使用寿命也比传统空调更长。
三、冰蓄冷空调的管理及应用技巧从实践应用来看，冰蓄冷空调的管理应该从以下几个方面入手：1.合理使用：在日常使用过程中，要尽量减少空调的使用，尽量使用自然通风等方式来保证室内空气质量。
同时，要在充电和制冷时选择低峰电时段进行，并利用自动调节系统来合理分配制冷系统运行时间。
2.定期维护：冰蓄冷空调系统使用寿命较长，但是也需要定期维护及检修。
特别是在储藏式冰蓄冷系统中，会存在一定的结霜现象，需要定期对系统的冰箱、热交换器进行结霜及清洁作业。
3.加强系统监测：冰蓄冷空调是一种集成整个建筑物的空调系统，对于像这样的大型系统，特别是需要时刻保持其正常运行的系统，应该加强监测和系统诊断能力，及时发现并解决潜在问题。
四、冰蓄冷空调的现状和前景冰蓄冷空调的应用范围较广，在大型建筑、商业等领域的使用尤为广泛。
根据有关数据，在某些商业创建中，冰蓄冷空调可以节约电力总量达到40%左右。
低温相变蓄冷纳米流体成核过冷度的实验研究
型的传热 冷 却 工 质 ， 于纳 米 颗 粒 尺 寸 小 ， 由 比表 面
大， 具有许多独特的性能＿， ｌ 研究人员开始探索将纳 Ｊ 米材料 技术应 用于 强化传 热领域 。Ｌｅ和 Ｃ ｏ Ｊ ｅ ｈｉ
等 人 已尝试 用纳 米悬 浮液和微 型热 交换器 构 成高 ３ ］ 效冷却 系统 ，以解 决某些 特殊 场合 散 热 问题 。纳米 流体 目前研究 最 多的是 其 导 热 系数 的量 测 ， 而对 于 其 运用 于低温 相变 蓄 冷方 面 的 研究 尚未 看 到报 道 。
Ｂｃ２Ｈ ０ ａ ｌ ２ 纳米流体。对 Ｂａ２ － ａ 水溶 液和纳米流体 同步进行 蓄冷实验 ， 实验 表明 ： 加入纳米 Ｔ 粉体后 ， 可大 幅度降低 Ｂａ２ ａ 水溶液 的结 晶成核过冷度 ， 并且纳米流体 的起始成核时间 ￣Ｂ Ｃ 水溶液提前 ， ａ１ ２ 结晶结束所花 时问也要大大少于 Ｂｃ２ 溶液 。最后对纳米粒子影响基液 的结 晶机理进行 了分析 。 ａｌ 水 关键词 热工学 ；纳米 流体 ； 相变蓄冷 ； 过冷度 ；Ｔ ｉ
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冰蓄冷空调过冷成核研究
方贵银
(中国科学技术大学 合肥 230061)
对冰蓄冷空调中的水过冷成核机理进行了理论和实验研究,筛选出较好的成核剂,使得水的过冷度减小直至消除,这对提高冰蓄冷空调系统的效率极为有利。
关键词:冰蓄冷空调 过冷 成核剂
1 前 言
自80年代蓄冷空调系统再度兴起以来,冰蓄冷空调系统逐渐成为蓄冷系统的主流,各种类型的蓄冰系统相继开发出来,由早期的制冷剂冰盘管式发展到载冷剂冰盘式以及其他如全冻结式、制冰滑落式、冰泥式、容器式、冰球式等各种不同的蓄冰类型。
冰是一种廉价易得的高潜热蓄冷介质。
冰蓄冷空调系统具有如下优点:①蓄冷密度高,蓄冷槽空间小。
②蓄冷槽散热损失少。
③冰蓄冷系统可提供低温冷冻水,减少了泵的动力,节省了管路费用。
④冰蓄冷系统的冷风供应可减小风扇功率,降低风扇噪音。
⑤节省管道施工费和管道空间。
⑥降温速度快,除湿能力强,提高了空调品质。
但冰蓄冷系统也有其缺点,主机容量减少,效率下降,主机在蓄冰过程中载冷剂(乙二醇溶液)出口温度常常要求低于-6℃～-8℃,这时制冷机的蒸发压力和温度均下降,和一般水蓄冷空调主机出水温度7℃相比,主机容量只有60%左右。
冰蓄冷空调主机载冷剂出口温度要求较低的原因是水凝固成冰时存在5℃～6℃的过冷度(亦即水开始结冰时温度为-5℃～-6℃),直至冰晶核开始形成后才回升到0℃凝固成冰。
实践证明加入适当的添加剂可改善其成核特性,能减小水的过冷度,可提高空调主机蓄冰时的蒸发温度,使主机效率得以提高。
2 水的过冷和成核机理
冰晶的成核过程主要由热力学条件决定,而冰晶的生长过程主要由动力学条件决定。
在等温等压条件下,固液两相体系的平衡条件是:
G L(T f)=G S(T f)(1)这里,G L(T f)和G S(T f)分别为在冰点T f 下液相和固相的吉布斯函数。
若要产生液相向固相转变(即结冰)的自发过程,必须使液体过冷到某一低于T f的温度T o,过冷度∃T=T f-T o,应有:
G L(T o)>G S(T o)(2)
形成冰晶的相变驱动力:
∃G(T o)=G L(T o)-G S(T o)(3)
对上式可作如下近似简化:
∃G(T o)=∃H(T o)-T o∃S(T o)
≈∃H(T f)-(T f-∃T)∃S(T f)
=∃T・∃S(T f)
=L f∃T T f(4)式中,H、S和L f分别表示焓、熵和冰的融解热。
当水处于过冷态(亚稳态)时,可能以
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低温与特气 1999 1
两种型式形成冰晶核心,即均匀成核和非均匀成核。
均匀成核是指在一个体系内各处的成核几率均相等,由于热起伏(或热涨落)可能使原子或分子一时聚集成为新相集团(又称新相的胚芽),若胚芽大于临界尺寸r 3则成为晶核。
图1
表示形成冰相胚芽和晶核过
图1 稳定的晶核区与不稳定的胚芽区程中所需的形成能的变化规律,在临界尺寸
r 3
处出现峰值,若液相分子热起伏聚集成的
冰相集团尺寸大于r 3,则结冰过程就成为自发过程。
当水的过冷度增加时,偏离平衡态的程度增加;冰晶核的临界尺寸r 3及其形成能就剧烈降低,如图2所示,这样就极大地提高了形成冰晶核的几率。
图2 形成冰晶核的临界尺寸r 3
与过冷度的关系
非均匀成核,又称异相成核,是指水在尘埃、容器表面及其它异相表面等处形成晶核。
对于均匀成核,要求有较大的过冷度。
对于非均匀成核,所要求的过冷度比均匀成核要小得多,对于体积较大的水,一般均具有
异相成核的条件。
由于异相成核能减少水的过冷度,因此人们努力寻找能使水中形成异相晶核的成核剂。
虽然从理论上也可分析何种材料能作为成核剂,但目前主要途径还是直接通过试验摸索,它往往比理论分析更易成功。
3 试验与结果
311 试验系统
试验系统包括测温、定温系统。
测温系统由U J 33型电位差计、长图记录仪、铜-康铜热电偶、冰瓶、塑料试管等构成。
为了测定0℃以下的温度,在系统中串接了U J 33型电位差计,以便于记录水的过冷度变化。
定
温系统是将某一浓度的乙二醇溶液盛装在一定容积的塑料杯内,
将其放入冰箱冷冻室内冻结凝固,试验时将其取出,放入一保温桶内,利用其相变融解时温度恒定的特点来进行一定环境温度下(-5℃、-7℃、-10℃等)水的过冷度试验。
图3为其试验系统图。
图3 试验系统图
11软木塞;
21试管;31试样;41热电偶;
51保温杯;61乙二醇;71冰瓶;81电位差计; 91长图记录仪。
312 试验结果
成核剂的选择受多种因素限制,要求价低、无毒、高效。
我们一共进行了30多种物质筛选,最后找到了最有希望能使水的过冷度减小直至消除的两种成核剂。
成核剂A 加入水中后,可使水在-10℃以下的环境温度下没有过冷度,但在-5℃～-6℃的环境温
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度下,又使水的过冷度为315℃(亦即水在-315℃时才开始结冰)。
这主要是由于环境温度愈低,在试管的内壁面处最易先形成冰晶,水后来结冰凝固形成了晶核。
因冰蓄冷空调蓄冷时载冷剂温度一般为-5℃～-6℃,故成核剂A 还没有完全解决水的过冷
度问题。
在水中加入成核剂B 后,在-5℃～-6℃环境温度下,可使水的过冷度得以消除,使水开始在0℃结冰,这样可使蓄冰主机的效率得以提高。
图4 添加成核剂A 后水的过冷度
图4、5分别为成核剂A 、B 在环境温度
-5℃～-6℃时水的过冷度测试结果,每种成核剂都进行了30次以上的冻结融解循环试验。
成核剂B 之所以能使水的过冷度得以消除,主要是采取一种新方法使其呈悬浮状态存在于水中,这样使它成为一种人工晶核,而且不改变水分子结构及其热力学性能。
另外,成核剂B 的用量有一最佳量,经过大量反复试验,成核剂B 在水中的含量一般为0105%,它能有效地起成核作用。
图5 添加成核剂B 后水的过冷度
4 结 论
11同一种成核剂在不同的环境温度下,
其过冷度也不一样。
环境温度愈低,其过冷度愈小。
21由试验可知,成核剂B 在蓄冰温度(-5℃～-6℃)范围内,能使水的过冷度消除,这从根本上解决了水的结冰过冷问题,从
而使蓄冰主机效率得以提高。
31成核剂B 的用量有一最佳量,过少不能达到成核目的,过多在水中形成沉积物,由试验可知其在水中的含量为0105%。
参考文献
1 Geo rge A L ane .
Phase Change M aterials fo r Energy
Sto rage N ucleati on to P revent Supercoo ling .So lar En 2ergy M aterials and So lar Cells ,1992,27
2 阮德水,胡起柱.相变贮热材料的成核作用.新能源,
1988,10
(收稿日期 98-12-17)
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