蓄冷空调能够在用电低谷期将能量储存起来,并在用电高峰期释能,是解决夏季电力供应不足和失衡问题的有效手段.蓄冷空调使用的材料主要为冰或共晶盐,共晶盐材料与冰相比具有更高的相变温度,这使空调系统在储能时具有更高的制冷效率,所以得到了广泛的关注.然而,共晶盐材料在反复使用时会出现相分离现象,使其潜热储存能力下降,虽然研究发现采用增稠剂可以缓解共晶盐材料的相分离现象,但是对于不同增稠剂使用效果并没有系统的研究.所以,研究并筛选出效果最佳的增稠剂是提升共晶盐材料稳定性的重要环节,对提高共晶盐蓄冷空调的工作性能具有重要意义.针对共晶盐蓄冷空调对相变材料稳定性的需求,以十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O)水合盐体系为研究对象,分别添加质量分数为2％的四种增稠剂组成四组样品进行200次冻-熔循环,探索不同增稠剂对体系热物性和稳定性的影响.采用步冷曲线法分析各样品反应过程中温度的变化,采用拍照法观察各样品循环后相分离的情况,采用差示扫描量热法对比各样品在循环过程中潜热的变化,并通过各增稠剂的本身特性与增稠机理等方面分析了产生不同结果的原因,根据比较结果挑选出最适合该体系的增稠剂.实验结果表明:添加了聚丙烯酰胺(PAM)的体系经过循环后产生严重的相分离,同时失去了储能能力,添加羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酸钠(PAAM)和聚阴离子纤维素(PAC)的体系相分离程度依次减轻,潜热值在循环后分别下降24.2％、21.3％和13.1％,可见相分离程度与循环稳定性具有一定的关联,且PAC作为增稠剂使体系具有最佳的稳定性.此外,通过改变PAC的质量分数并进行潜热值测量以探索最合适的添加量.实验结果显示:体系潜热值随着PAC含量的降低而增加,含量过低会使相分离现象重新出现,添加1.5％的PAC能使体系在不产生相分离的情况下具有最大的潜热值138.3 J/g.制备出一种适合蓄冷空调的共晶盐材料体系,即以Na2 SO4·10H2 O为基质,添加16％NH4 Cl+3％硼砂+1.5％PAC+0.5％去离子水,该体系的相变温度为10.3℃,潜热值为142.7 J/g.
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