相变蓄冷剂按化学成分可分为无机相变蓄冷剂、有机相变蓄冷剂及复合相变蓄冷剂。不同类型的相变蓄冷剂在潜热、导热系数、过冷度及成本方面差异较大,其优缺点也各有侧重。今天主要为大家介绍一下无机相变蓄冷剂的优缺点。
无机相变蓄冷剂一般包括水合盐、冰、氧气、、干冰等其他无机材料,主要依靠材料的固-液、固-固等相态变化储存冷量,是应用较早的蓄冷介质。
冰是最常见的无机相变蓄冷剂,相变温度0℃,具有相变潜热大,高达334J/g,来源广泛,天然环保、成本极低等优点。但冰的过冷度较大,且相变时体积发生会膨胀,可能导致蓄冷板胀裂,需预留膨胀空间。目前市场上0℃左右的蓄冷剂基本以冰为主,但厂家可能会添加成核剂和增稠剂等添加剂来改善其过冷度及相变体积较大等问题。
水合盐相变蓄冷剂是目前市场上应用最多的蓄冷剂。水合盐相变蓄冷剂具有相变潜热大,通常在200J/g以上,导热系数高、单位体积蓄冷量大、价格低廉、材料来源广泛、安全性高及毒性低等优点。水合盐相变蓄冷剂可通过调整水和盐种类和浓度来调控相变温度,相变温度可在-80℃~0℃范围内进行调控,可适配不同场景的蓄冷需求。但水合盐相变蓄冷剂存在过冷度较大、多次循环后易出现相分离等现象,需通过添加成核剂及放相分离剂来改善。另外,水合盐蓄冷剂长期使用会导致金属腐蚀,可在金属表面增加一层防腐涂层来防止蓄冷材料腐蚀金属,不过此方法会增加使用成本。
干冰在超低温蓄冷领域(-80℃~-50℃)应用最为广泛。干冰相变温度为-78.5℃,主要通过升华吸收环境热量实现控温。干冰具有蓄冷密度大、无毒、无污染、无泄漏风险及化学稳定性强等优点。但干冰也具有成本较高,存在操作风险等缺点。
氧气通常是在深冷领域(-100℃以下)使用的蓄冷剂,通过液态氧汽化吸收热量维持低温。氧气因其来源广泛、性能温度且环保污染等优势在深冷领域具有不可替代的地位。但氧气同时也具有运输困难等缺点。
中国专业载冷剂的开创者,冰河冷媒的起点便锚定行业痛点。早在上世纪90年代,香港科技大学陈国华教授携团队与朝阳光达化工联合研发,成功攻克传统载冷剂(盐水、乙二醇)腐蚀设备、温域狭窄、效能低下的三大难题,推出国内首款环保型高效载冷剂,并斩获中国发明专利 。30年来,冰河集团深耕细分领域,建成辽宁省液态传热介质实验室,与大连理工大学等高校深度合作,累计取得8项发明专利、5项实用新型专利,从“M3超膜防锈技术”到“Modify2000复合改性”技术,持续引领行业技术革新 。
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