一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷设备系统，包括反应釜、水箱、二氧化碳水合物浆储槽、二氧化碳供气瓶、制冷机及蓄冷设备。本实用新型专利技术的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统工作时，一次性注入二氧化碳和水即可连续循环制备二氧化碳水合物浆，操作简单，适用性强，蓄冷设备的投资和运行成本大大降低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统。
技术介绍
近年来，随着国民经济的发展和人类生活水平的提高，对电能的需求出现前所未有的高峰，且出现了巨大的昼夜需求不平衡，这对国家的电力系统造成了极大的影响；另一方面，由于人类对化石能源过度的依赖，化石能源的燃烧将会排出CO2等温室气体，导致全球温度提高，海平面上升等问题。CO2水合物浆是利用各种工业过程中产生的CO2气体，通过结晶的方式形成的一种固液悬浮液，是一种新型的两相载冷剂。CO2水合物浆不仅拥有较高的相变潜热，优良的流动特性和传热特性，而且制备CO2水合物浆的方法简便可行。因此，把CO2水合物浆做为两相载冷剂应用于制冷空调行业，不仅可以对用电负荷进行削峰填谷，而且可以缓解CO2的过度排放带来的温室效应。关于新型的两相蓄冷材料以及其制备装置和方法，现有的技术有“一种过冷液体冰浆连续制取装置”(专利号:201010246147)，该专利技术公开了一种过冷液体冰浆连续制取装置，包括制冷循环系统和过冷水液体循环系统。通过各设备和组件的配合使用，可以实现制冷剂热气融冰，消除冰堵带来的管道堵塞的影响，最终达到冰浆的连续制取的目的。“一种共晶盐蓄冷材料”(专利号:200810204632)，该专利技术提供了一种用十水硫酸钠、氯化钠、十水硼酸钠和硅胶等按照一定的比例混合而成的一种共晶盐蓄冷材料。其相变温度为8.47°C，过冷度为2.41°C，相变潜热为136.07^182.73kJ/kg。“一种相变材料微胶囊及其制备方法”(专利号:200910070903)，该专利技术涉及一种相变材料微胶囊及其制备方法。上述专利技术中，冰浆的 制取需要制冷系统的温度达到冰点以下，导致机组效率低下；共晶盐蓄冷密度低，且在长期的使用过程中容易出现老化现象，另外，共晶盐对管道有腐蚀性；微胶囊同样存在着传热效率低下，相变潜热小等缺点。
技术实现思路
本技术的目的为了解决上述的蓄冷设备中蓄冷材料使用过程中的蓄冷密度低、效率低下及对蓄冷设备具有腐蚀性等技术问题而提供一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷设备系统。本技术的技术方案一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统，其结构示意图如图1所示，包括反应釜13、水箱1、二氧化碳水合物浆储槽4、二氧化碳供气瓶10、制冷机15及蓄冷设备6 ；所述的反应釜13上部设有进水管、二氧化碳水合物浆回流管、底部设有二氧化碳水合物浆出口管、二氧化碳供气管；其中进水管通过供水阀门2与水箱I连接；所述的二氧化碳供气管依次通过开关阀门12、减压阀11与二氧化碳供气瓶10相连；反应釜13上的二氧化碳水合物浆回流管与二氧化碳水合物浆储槽4的近顶部的侧面通过高压水泵3相连；反应釜13上的二氧化碳水合物浆出口管与二氧化碳水合物浆储槽4的近底部的侧面通过管道相连，以保证反应釜内生成的二氧化碳水合物浆冷却后进入到二氧化碳水合物浆储槽4中，且通过高压泵3可以形成二氧化碳水合物浆储槽4、与反应釜13内的二氧化碳水合物浆的循环，以达到要冷却的温度；进一步，二氧化碳水合物浆储槽4的上部设有回流口、下部设有二氧化碳水合物浆排放口，其中下面的二氧化碳水合物浆排放口通过阀门7和泵8与蓄冷设备6的入口连接，控制进入蓄冷设备6的二氧化碳水合物浆的流量，以满足不同负荷下冷量的输送要求，二氧化碳水合物浆储槽4上部的回流口通过阀门5经管道与蓄冷设备6的出口相连，阀门5可防止二氧化碳水合物浆储槽4中高压侧的二氧化碳水合物浆倒灌至蓄冷设备6中；同时在二氧化碳水合物浆储槽4的回流口、二氧化碳水合物浆排放口之间通过管道还并联一阀门9，当蓄冷设备6所需负荷较小时，流经蓄冷设备6的水合物浆只有部分分解，剩余部分没有完全分解的二氧化碳水合物浆可通过阀门9再次进入蓄冷设备6以达到水合物浆冷量的充分利用，即以形成二氧化碳水合物浆在蓄冷设备6中的连续循环供应，并根据蓄冷设备6负荷变化的情况实现能量调节。所述的反应釜13设有夹套，夹套上设有冷却水进、出水管；所述的反应釜13夹套上的冷却水的进、出水管分别与制冷机15的进出口连接，通过制冷机15将夹套中的介质冷却，以实现对反应釜13的降温控制；进一步，本技术的优选实施例中所述的反应釜13开有可视化窗口 14 ；所述的蓄冷设备为蓄冷空调。上述的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统的工作路线，具体包括如下步骤:(I)、打开供水阀门2将水箱中的水放入反应釜13，开启制冷机16将反应釜13内的水冷却至f 5°C，开启高压泵3和阀门9，在反应前将二氧化碳水合物浆储槽4通有占总容积为70 80%的水；(2)、关闭阀门2，调节减压阀11使二氧化碳供气瓶10出口处压力为2 4MPa，二氧化碳气体经供气阀门12进入反应釜13，维持反应釜13温度1 5°C，绝对压力2 4MPa，二氧化碳与水进行反应生成二氧化碳水合物浆；(3)、待反应釜13、二氧化碳水合物浆储槽4中的水完全反应，反应釜13内部压力保持2 4MPa，即实现了二氧化碳水合物浆的制备；(4 )、关闭阀门9、11、12，开启阀门5、7和高压泵8给房间中蓄冷设备6供应二氧化碳水合物衆。上述的二氧化碳水合物浆流经蓄冷设备6后将热量带走，环境温度降低，同时二氧化碳水合物浆吸收热量，其中一部分未分解的二氧化碳水合物浆返回二氧化碳水合物浆储槽4底部，另一部分二氧化碳水合物浆分解成二氧化碳气体和水，位于二氧化碳水合物浆储槽4上部通过泵3的输送进入反应釜13，由于制冷机15始终处于工作状态，反应釜13温度保持f 5°C不变，因此进入反应釜13的二氧化碳气体和水始终进行反应，连续循环生成二氧化碳水合物浆，以供应蓄冷设备6的应用。上述的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统可应用于家用空调或中央空调领域。本技术的有益效果本技术的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统，由于采用了 CO2水合物浆作为蓄冷介质，其相变过程中的潜热远远大于显热，所以在相同条件下，潜热输送介质的输送热量密度比显热输送介质大得多。理论计算，如利用温度差为5 12°C时，5.6°C冷冻水的冷量输送密度约为29.26MJ/m3，水合物浆的潜热密度约为117.04MJ/m3，为冷冻水的4倍。因此采用高热流密度的输送介质二氧化碳水合物浆，可减少输送泵的能耗以及管道尺寸，大大降低系统投资和运行费用。进一步，本技术的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统工作过程中高压泵始终处于运行状态，加快了气相在液相中的溶解，使系统提前进入水合物浆快速反应阶段，缩短了整个反应的时间，水合物浆生产率大大提高。进一步，本技术的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统工作时，一次性注入二氧化碳和水即可连续循环制备二氧化碳水合物浆，操作简单，适用性强。进一步，本技术的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统由于反应釜中装有可视化的窗口，其工作时可实时观测二氧化碳水合物浆生成及流动状况，直观性强。进一步，本技术的一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统，由于采用二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质，可对用电负荷进行削峰填谷，且对环境无污染。附图说明图1、一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统，其特征在于包括反应釜（13）、水箱（1）、二氧化碳水合物浆储槽（4）、二氧化碳供气瓶（10）、制冷机（15）及蓄冷设备（6）；所述的反应釜（13）上部设有进水管、二氧化碳水合物浆回收管、底部设有二氧化碳水合物浆出口管、二氧化碳供气管；所述的反应釜（13）上的进水管通过阀门（2）与水箱（1）连接；所述的反应釜（13）上的二氧化碳供气管依次通过开关阀门（12）、减压阀（11）与二氧化碳供气瓶相连；所述的反应釜（13）上的二氧化碳水合物浆回流管与二氧化碳水合物浆储槽（4）的近顶部的侧面通过高压水泵（3）相连；所述的反应釜（13）上的二氧化碳水合物浆出口管与二氧化碳水合物浆储槽（4）的近底部的侧面通过管道相连；二氧化碳水合物浆储槽（4）的另一侧面的上部设有回流口、下部设有二氧化碳水合物浆排放口，其中下面的二氧化碳水合物浆排口通过阀门（7）和泵（8）与蓄冷设备（6）的入口连接，上面的回流口通过管道阀门（5）与蓄冷设备（6）的出口相连；同时在回流口、二氧化碳水合物浆排放口之间通过管道还并联一阀门（9），所述的反应釜（13）设有夹套，夹套上设有冷却水进、出水管；所述的冷却水的进出水管分别与制冷机（15）连接，通过制冷机（15）将夹套中的介质冷却，以实现对反应釜（13）的降温控制。...

【技术特征摘要】
1.一种以二氧化碳水合物浆作为蓄冷介质的蓄冷空调系统，其特征在于包括反应釜(13)、水箱(I)、二氧化碳水合物浆储槽(4)、二氧化碳供气瓶(10)、制冷机(15)及蓄冷设备(6)； 所述的反应釜(13)上部设有进水管、二氧化碳水合物浆回收管、底部设有二氧化碳水合物浆出口管、二氧化碳供气管； 所述的反应釜(13)上的进水管通过阀门(2)与水箱(I)连接； 所述的反应釜(13)上的二氧化碳供气管依次通过开关阀门(12)、减压阀(11)与二氧化碳供气瓶相连； 所述的反应釜(13)上的二氧化碳水合物浆回流管与二氧化碳水合物浆储槽(4)的近顶部的侧面通过高压水泵(3)相连； 所述的反应釜(13)上的二氧化碳水合物浆出口管与二氧化碳水合物浆储槽(4)的近底部的侧面通过管道相连； 二氧化碳水合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘妮，戴海凤，王玉强，徐小娇，由龙涛，余宏毅，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海;31