一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统技术方案

一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统，包括供气系统，水合物法蓄冷系统，供冷系统和制冷机组辅助系统。LNG气化过程中释放的巨大冷能在供气系统中依次被去离子和居民楼的回水冷媒分级利用。吸收的LNG冷能在水合物法蓄冷系统中得到蓄积，蓄冷系统可将水合物和去离子水分离，可实现变速率蓄冷。供冷系统中的冷媒依次与LNG和水合物浆换热，通过循环泵加压送给冷库和居民楼用户，当降温后的冷媒达不到冷能需求端的要求时或供冷系统不能稳定供冷时制冷机组辅助系统开启，分液阀的开度根据冷能需求端的温度调节，经降温的二次冷媒与一次冷媒在混合器中混合，满足需求端的冷能需求。本系统具有节能、可持续稳定供冷的优势，具有商业化应用的价值。有商业化应用的价值。有商业化应用的价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统


[0001]本专利技术属于水合物应用研究领域，涉及到一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统。

技术介绍

[0002]如今的夏季降温方式主要通过制冷循环实现，压缩机是主要的耗能设备，通过室外机散热器向环境输出热量，但是其优点是可持续性供冷。降低压缩的能耗，减少向环境散热非常必要。我国是一个能源短缺的国家，每年都要进口大量的LNG(液化天然气)。LNG运输中的热力学状态为常压下
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162℃，一般通过天然气管网进行输送，该变化过程中存在大量的冷能。二氧化碳水合物是由水和CO2在低温高压下生成，二氧化碳和水都是对环境无污染的物质。通过改变水合物存在的温度和压力或者两者同时改变可以使得水合物分解，分解过程可以释放大量的冷能。CO2水合物蓄冷密度大，纯态的CO2水合物的蓄冷密度为500KJ/Kg，大于冰的333KJ/Kg。因此，本专利技术是以LNG冷能为基础，将水合物应用和传统制冷系统相耦合，降低传统供冷系统的能耗以及二氧化碳的减排，提高能源的利用率。
[0003]本专利技术拟提供一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统，目的是降低传统供冷系统的能耗，减少冷凝器向空气中的余热排放，利用LNG冷能降低传统制冷系统的运行成本，同时减少向大气中CO2的排放量，最终达到节能减排的目标。

技术实现思路

[0004]本专利技术拟提供一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统，目的是降低传统供冷系统的能耗，减少冷凝器向空气中的余热排放，同时减少CO2向大气中的排放量，最终达到节能减排的目标。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统，包括LNG供冷系统、水合物法蓄冷系统、冷媒供冷系统、制冷机组辅助系统和控制系统；
[0007]所述的LNG供冷系统包括LNG储罐1、旋拧阀2、LNG高压泵3、一级气化室4
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1和二级气化室4
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2，LNG储罐1、LNG高压泵3、一级气化室4
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1、二级气化室4
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2依次连接，LNG储罐1和LNG高压泵3的管路上设置有旋拧阀2，旋拧阀2控制从LNG储罐1进入LNG高压泵3的LNG量，加压后的LNG依次在一级气化室4
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1、二级气化室4
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2中气化，一级气化室4
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1内的冷能传递给去离子水，吸收冷能的去离子水进入反应釜7中，去离子水由水合物浆加压泵16实现循环；一级气化室4
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1内释放冷能后的LNG进入到二级气化室4
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2中，二级气化室4
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2内的冷能传递给从居民楼流出的循环冷媒水，降温后的循环冷媒水进入换热器23；从二级气化室4
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2出来的LNG直接进入官网；
[0008]所述的水合物法蓄冷系统包括水合物生成促进剂5、溶液泵6、反应釜7、CO2储罐8、出气阀9、电动机10、变速器11、搅拌器12、水合物筛13、去离子水控制阀14、水合物浆控制阀15、水合物浆加压泵16、第一控制阀17、第二控制阀18、气体分离器19、干燥器20、CO2气体压
缩机21和去离子水总控制阀22，CO2储罐8通过出气阀9与反应釜7连接，调节出气阀9的开度控制进入反应釜7中二氧化碳的量；水合物生成促进剂5由溶液泵6加压注入反应釜7中；电动机10经变速器11将动力传递给搅拌器12，搅拌器12位于反应釜7内，在搅拌器12和水合物生成促进剂5的作用下，使生成的水合物分布更加均匀；反应釜7内设置水合物筛13，水合物筛13用于将反应釜7内的水合物和低温去离子水分开；反应釜7底部设置有去离子水和水合物浆的出口，二者的管路上分别设置有去离子水控制阀14、水合物浆控制阀15，二者分别控制反应釜7内去离子和水合物浆流出量，二者的管路均连接水合物浆加压泵16，过水合物浆加压泵16后分两路，一路通过第一控制阀17连接换热器23水合物浆进口，水合物浆加压泵16将水合物浆进行加压通过第一控制阀17控制进入换热器23，将冷能释放给循环冷媒水的水合物浆；另一路依次连接第二控制阀18、气液分离器19，第二控制阀18控制进入气液分离器19的去离子水量；过气液分离器19分两路，一路依次连接去离子水总控制阀22、一级气化室4
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1，另一路依次连接气体干燥器20、CO2气体压缩机21和CO2储罐8；气液分离器19的气液混合物进口与换热器23的水合物浆出口相连通；气液分离器19将CO2气体和去离子水分开，去离子水经去离子水总控制阀22进入一级气化室4
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1，CO2气体依次经过干燥器20和CO2气体压缩机21的干燥和压缩后进入CO2储罐8储存；启动水合物浆加压泵16，只打开去离子水控制阀14、第二控制阀18与去离子水总控制阀22实现完全蓄冷；启动水合物浆加压泵16，打开第一控制阀17、水合物浆控制阀15与去离子水控制阀14配合开启可实现供冷和蓄冷同步进行；
[0009]所述的供冷系统包括二级气化室4
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2、换热器23、循环泵24、分液阀25、混合器30、风机盘管31、居民楼和循环泵32，居民楼循环冷媒出水管、二级气化室4
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2、换热器23、循环泵24依次连接，过循环泵24分两路，一路依次连接分液阀25、蒸发器26和混合器30，另一路直接连接混合器30，两路在混合器30汇合，混合器30出口、冷库中风机盘管31、循环泵32、居民楼循环冷媒水进水管、居民楼供冷端、居民楼循环冷媒出水管依次连接；经居民楼冷媒出水管流出的冷媒水进入二级气化室4
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2吸收冷能，之后进入换热器23吸收水合物浆释放的冷能，换热完成后进入循环泵24加压，经混合器30进入冷库中的风机盘管31将冷能释放给冷库，换热完成后经循环泵32加压送入居民楼供冷端释放冷能，换热完成后经居民楼循环冷媒出水管进入二级气化室4
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2，完成循环；当水合物蓄集的冷能不足以满足需求端时启动制冷机组辅助系统，根据循环泵24出口端冷媒水的温度和冷能需求端的温度，调节分液阀25开度，控制进入蒸发器26吸收冷能的冷媒水量，换热完成后冷媒水与未进入分液阀25的冷媒水在混合器30中进行混合，混合完成后进入冷库供冷端，满足需求端的冷量需求；
[0010]所述的制冷机组辅助系统包括依次相连的成环的蒸发器26、压缩机27、冷凝器28和节流阀29，节流后的低温低压制冷剂在蒸发器26中将冷能释放给经分液阀25进入蒸发器的冷媒水，换热后产生的低压高温制冷剂蒸汽进入压缩机27压缩，产生的高温高压制冷剂蒸汽进入冷凝器28进行冷凝散热，产生的低温高压的制冷剂进入节流阀29节流，产生低温低压的制冷剂进入蒸发器26，完成循环；
[0011]所述的控制系统用于基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统的协作运行，根据LNG冷能供给情况和冷能需求端的需求情况，控制各阀门、各种泵和制冷机组辅助系统之间的协调的开启的以及泵转速和压缩机转速的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统，其特征在于，该基于LNG冷能的水合物法蓄冷及供冷系统包括LNG供冷系统、水合物法蓄冷系统、冷媒供冷系统、制冷机组辅助系统和控制系统；所述的LNG供冷系统包括LNG储罐(1)、旋拧阀(2)、LNG高压泵(3)、一级气化室(4
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1)和二级气化室(4
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2)，LNG储罐(1)、LNG高压泵(3)、一级气化室(4
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1)、二级气化室(4
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2)依次连接，LNG储罐(1)和LNG高压泵(3)的管路上设置有旋拧阀(2)，旋拧阀(2)控制从LNG储罐(1)进入LNG高压泵(3)的LNG量，加压后的LNG依次在一级气化室(4
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1)、二级气化室(4
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2)中气化，一级气化室(4
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1)内的冷能传递给去离子水，吸收冷能的去离子水进入反应釜(7)中，去离子水由水合物浆加压泵(16)实现循环；一级气化室(4
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1)内释放冷能后的LNG进入到二级气化室(4
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2)中，二级气化室(4
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2)内的冷能传递给从居民楼流出的循环冷媒水，降温后的循环冷媒水进入换热器(23)；从二级气化室(4
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2)出来的LNG直接进入官网；所述的水合物法蓄冷系统包括水合物生成促进剂(5)、溶液泵(6)、反应釜(7)、CO2储罐(8)、出气阀(9)、电动机(10)、变速器(11)、搅拌器(12)、水合物筛(13)、去离子水控制阀(14)、水合物浆控制阀(15)、水合物浆加压泵(16)、第一控制阀(17)、第二控制阀(18)、气体分离器(19)、干燥器(20)、CO2气体压缩机(21)和去离子水总控制阀(22)，CO2储罐(8)通过出气阀(9)与反应釜(7)连接，调节出气阀(9)的开度控制进入反应釜(7)中二氧化碳的量；水合物生成促进剂(5)由溶液泵(6)加压注入反应釜(7)中；电动机(10)经变速器(11)将动力传递给搅拌器(12)，搅拌器(12)位于反应釜(7)内，在搅拌器(12)和水合物生成促进剂(5)的作用下，使生成的水合物分布更加均匀；反应釜(7)内设置水合物筛(13)，水合物筛(13)用于将反应釜(7)内的水合物和低温去离子水分开；反应釜(7)底部设置有去离子水和水合物浆的出口，二者的管路上分别设置有去离子水控制阀(14)、水合物浆控制阀(15)，二者分别控制反应釜(7)内去离子和水合物浆流出量，二者的管路均连接水合物浆加压泵(16)，过水合物浆加压泵(16)后分两路，一路通过第一控制阀(17)连接换热器(23)水合物浆进口，水合物浆加压泵(16)将水合物浆进行加压通过第一控制阀(17)控制进入换热器(23)，将冷能释放给循环冷媒水的水合物浆；另一路依次连接第二控制阀(18)、气液分离器(19)，第二控制阀(18)控制进入气液分离器(19)的去离子水量；过气液分离器(19)分两路，一路依次连接去离子水总控制阀(22)、一级气化室(4
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1)，另一路依次连接气体干燥器(20)、CO2气体压缩机(21)和CO2储罐(8)；气液分离器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永臣，杨明军，庞清栋，陈兵兵，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：