中国空调制冷暖通空调在线设计-暖通空调网!

在线空调制冷暖通空调在线设计-暖通空调网

当前位置: 主页 > 工程资料 >

根据相变材料的种类、性质以及温度变化范围的

时间:2010-12-18 13:18来源:未知 作者:admin 点击:
相变蓄热材料的优选 根据相变材料的种类、性质以及温度变化范围的不同,可相应地分成几类。由于本研究是将相变材料封装后应用于火墙壁面,因此应考虑选择化学性质稳定、无腐蚀

相变蓄热材料的优选
根据相变材料的种类、性质以及温度变化范围的不同,可相应地分成几类。由于本研究是将相变材料封装后应用于火墙壁面,因此应考虑选择化学性质稳定、无腐蚀性、不易挥发、发生相变时体积变化小的材料作为优选材料。结合传统火墙壁面温度和室内空气的温度,选择熔点较高,融解热较大的无机固—液相变材料,十二水合磷酸氢二钠(Na2HPO4•12H2O)作为优选材料。虽然其过冷度偏大,但可加入成核剂来减小,再加入一些增稠剂不仅可以改善体系的相分离问题,使结晶环境改善,而且还有利于相变的发生,从而提高体系的蓄热效果,使储存的热量在相变温度下释放更多。
根据相关文献以及相关实验的数据表明应用下面一组配比最为合适。即:
20g Na2HPO4•12H2O +1.0Al2O3+1.0gCMC蓄热体系,此组配比几乎没有过冷现象,相变温度为35.4 ℃,且体系在相变过程中产生少部分Na2HPO4•7H2O,可提高相变温度,大约在44.6℃左右[6]。相变持续时间久,有一较长时间平台,且相变过程较稳定。
2.2 相变材料的封装方式
将相变材料按图6所示,封装于D20的铝塑管中,敷设于砖墙外侧的水泥砂浆中,用扁钢管夹固定。由于火墙壁面的尺寸为1.8m×1.6m,因此假设设置管长为1.5m,管间隔为0.07m,大约需要敷设20根相变材料管。管口用玻璃布耐高温胶带缠绕密封。玻璃布耐高温胶带可长期经受200℃高温,且拉伸强度大、粘结力强,可缓解相变材料在相变过程中产生的膨胀现象。应用水平方式敷设,能够减少相变材料在垂直方向的压力,减小管重心与材料底部的距离,亦有利于减缓相变过程中的膨胀现象。
 
 
图6相变蓄热火墙壁面示意图                 图7 相变蓄热壁面单元示意图
 
3 相变蓄热火墙和传统火墙的对比分析
3.1 得热量计算分析
3.1.1 相变蓄热火墙壁面的焓值计算
对于相变蓄热火墙来说,计算相变材料的焓值是至关重要的,根据其焓值,可以确定在采暖期间相变蓄热火墙壁面所得到的热量大小,以其焓值的变化为基础,通过数值模拟方法得到相变蓄热火墙壁面在不同时刻的温度场变化。计算基础为表1列出的磷酸氢二钠的热物性参数。
 
表1 磷酸氢二钠的热物性参数表
热物性参数 密度(kg/ m3) 比热
(kJ/(kg•k)) 导热系数
(W/(m•k)) 融解热
(kJ/kg)
固态 1520 1.70 0.514 266
液态 1440 1.95 0.476 279.6
 
选择Ts = 35.2℃和 Tl = 44.6℃( 在液体和固体两相间给出温度变化范围)。利用公式计算相变材料的焓值列于表2中。
 H=H’+ C*(T1-T2)
其中:H是相变潜热, 是相变材料的密度,C*是相变材料的比热。
 
表2 磷酸氢二钠的焓值
温度(℃) 15 35 40 80
焓值(J/m3) 2.8×103 3.83×103 4.0176×103 1.034×104

(责任编辑:冲锋)
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
栏目列表
推荐内容