CN109458866A - 一种自然冷能采集储存装置 - Google Patents

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陈善地
陈思益
石本洋
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CHONGQING TIANRUI CHEMICAL ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd
CHONGQING SHUDONG TIANYI AIR COOLER Co Ltd
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CHONGQING TIANRUI CHEMICAL ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd
CHONGQING SHUDONG TIANYI AIR COOLER Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及可再生能源利用技术领域，具体为一种自然冷能采集储存装置，主要包括自然冷能收集器、冷能储存器、循环管路及管道泵，自然冷能收集器包括风机、换热盘管和构架，冷能储存器包括储冷换热盘管、冰水槽和搅拌装置。自然冷能收集器利用气温变化收集空气中的自然冷能，然后通过载冷剂直接输出冷能或者把冷能输送到冷能储存器，冷能储存器把冷能以制冰的方式储存，再以融冰的形式释放冷能，最终通过载冷剂输出冷能。

Description

一种自然冷能采集储存装置
技术领域
本发明涉及可再生能源利用技术领域，具体为一种自然冷能采集储存装置。
背景技术
我国的能源主要来自于不可再生的煤、石油、天然气等石化燃料，这些能源随着人口的增长及工业的快速发展导致对能源的需求日益增长而逐渐枯竭。同时这些能源也对我们赖以生存的环境造成了不可逆转的污染。人们日趋对太阳能、风能、潮汐能等可持续再生、高效的清洁能源越来越重视，对寻求新的能源和对能源的回收利用显得越来越重要了。
自然冷能是一种可再生、无污染、分布广泛的清洁能源，在当今能源领域占据重要地位。但是目前对自然冷能的利用确是相对较少，在广袤的北方有长达4-7个月的低温天气，若将这几个月的自然冷能有效的利用起来，将降低对能源的消耗和对空气的污染，也积极响应了国家提倡的节能减排的课题。
目前在日常生活、工业上的制冷多采用气体压缩式制冷，气体经过压缩、冷却、节流膨胀等，通过这种方式得到低温介质。在工业上若采用这种方式制冷存在以下几个不足：能耗大、运行成本高、在运行过程中产生的废水、废气等对环境有一定的影响，本发明针对这些不足提出了一种自然冷能采集储存的装置。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明的目的在于提供一种空气自然冷能采集储存的装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种自然冷能采集储存装置，包括自然冷能收集器、冷能储存器、循环管路、管道泵及阀门，所述自然冷能收集器由风机、换热盘管和构架组成，所述冷能储存器由储冷换热盘管、冰水槽和搅拌器组成，所述循环管路、管道泵及阀门用于输送以制冷剂为载体的冷能。
本方案的技术效果是：当气温较低时，自然界中存在大量的空气冷能，自然冷能采集储存装置就是采集自然空气冷能并加以利用、存储的设备。其中自然冷能收集器利用气温变化收集自然空气冷能，通过载冷剂直接输出冷能或者把冷能输送到冷能储存器；而冷能储存器则把冷能通过盘管换热以相变的方式进行储存，需要时再以相变的形式释放冷能，并通过载冷剂输出冷能。
进一步的，所述储冷换热盘管置于冰水槽中，冷能储存器的蓄冷和释冷可通过一组储冷换热盘管完成，也可以通过两组或者多组储冷换热盘管分别完成。本方案的技术效果是：储冷换热盘管置于冰水槽中用以进行蓄冷和释冷换热。蓄冷和释冷可通过一组储冷换热盘管完成，在达到相同的换热效果下减少了换热面积，但相应的管道布置及工艺控制更复杂；蓄冷和释冷通过两组储冷换热盘管分别完成时，换热面积多一倍以上，但控制更简单，控制精度更高。
进一步的，所述自然冷能收集器中的换热盘管设有翅片。本方案的技术效果是：换热盘管增加翅片可以加强换热，提高自然冷能收集器的采能能力。
进一步的，所述循环管路设有载冷剂补充装置。本方案的技术效果是：补充整个制冷剂循环过程中的损耗，并保证系统压力的稳定。
进一步的，冷能储存器设有搅拌器，搅拌方式为液体搅拌或气体搅拌。本方案的技术效果是：冷能储存器加装搅拌器后可以快速均匀溶化纳米级可溶材料，同时可以对沉积的盐化物进行快速搅拌，使其再次溶解。
进一步的，所述冷能储存器中的冰水凝结温度为+5℃～-20℃可调。本方案的技术效果是：通过对水中添加不同的介质，实现冰点温度可调，从而满足不同的制冷需求。
本发明具有以下优点：
(1)低温冷源从环境中获取，降低了投资、运行成本；
(2)实现了对自然冷能的收集和储存的功能；
(3)能够向服务载体提供充足、温度精确的方案；
附图说明
图1为本发明的设备结构图；
图2为本发明的工艺流程图1；
图3为本发明的工艺流程图2；
图4为本发明的工艺流程图3；
图5为本发明的工艺流程图4；
图6为本发明的工艺流程图5；
图7为本发明的工艺流程图6；
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：自然冷能收集器8、冷能储存器9、构架1、换热盘管2、风机3、储冷换热盘管4、冰水槽5、搅拌器6、载冷剂补充装置7，开关阀K2、K4、K5、K6、 K7、K8，调节阀K1、K3，水泵P1、水泵P2。
如图1所示，各设备部件、管道、阀门撬装在一起，组成一种自然冷能采集储存的装置。
具体实施方案一：冷能储存器的蓄冷和释冷可通过一组储冷换热盘管完成，有以下5 种工作工况。
工况1、直冷+释冷
如图2，该工况为直冷+释冷，载冷剂仅在粗线部分管道内流动。
载冷剂经过开关阀K4，进入自然冷能收集器8，与自然冷空气进行换热，换热后的载冷剂经过调节阀K3，与经过调节阀K1的流量可控载冷剂混合，混合后的载冷剂经过水泵2流向服务载体。当自然冷能收集器8提供的冷量不足时，经过开关阀K4的部分载冷剂经过开关阀K6进入冷能储存器9，与换热盘管4外的冰进行换热，换热后的载冷剂经过开关阀 K2，与经过调节阀K1和K3的流量可控载冷剂混合，混合后的载冷剂再经过水泵2流向服务载体。
工况2、直冷+蓄冷
如图3，该工况为直冷+蓄冷，载冷剂仅在粗线部分管道内流动。
载冷剂经过开关阀K4，进入自然冷能收集器8，与自然冷空气进行换热，换热后的载冷剂经过调节阀K3，与经过调节阀K1的流量可控载冷剂混合，混合后的载冷剂经过水泵2流向服务载体。当自然冷能收集器8提供的冷量过多时，与自然冷能收集器8换热后的部分载冷剂经过开关阀K7进入冷能储存器9，与换热盘管4外的溶液进行换热并制成冰，换热后的载冷剂经过开关阀K5和水泵1，重新进入自然冷能收集器8，循环制冰。
工况3、全直冷
如图4，该工况为全直冷，载冷剂仅在粗线部分管道内流动。
载冷剂经过开关阀K4，进入自然冷能收集器8，与自然冷空气进行换热，换热后的载冷剂经过调节阀K3，与经过调节阀K1的流量可控载冷剂混合，混合后的载冷剂经过水泵2流向服务载体。
工况4、全蓄冷
如图5，该工况为全蓄冷，载冷剂仅在粗线部分管道内流动。
载冷剂进入自然冷能收集器8，与自然冷空气进行换热，换热后的载冷剂经过开关阀 K7进入冷能储存器9，与换热盘管4外的溶液进行换热并制成冰，换热后的载冷剂经过开关阀K5和水泵1，重新进入自然冷能收集器8，循环制冰。
工况5、全释冷
如图6，该工况为全释冷，载冷剂仅在粗线部分管道内流动。
载冷剂经过开关阀K4和K6进入冷能储存器9，与换热盘管4外的冰进行换热，换热后的载冷剂经过开关阀K2，与经过调节阀K1的流量可控载冷剂混合，混合后的载冷剂再经过水泵2流向服务载体。
具体实施方案二：冷能储存器的蓄冷和释冷通过两组或多组储冷换热盘管完成，工作工况如下。
工况：蓄冷+释冷(同时)
如图7，该工况为蓄冷+释冷(同时)，载冷剂仅在粗线部分管道内流动。
载冷剂进入自然冷能收集器8，与自然冷空气进行换热，换热后的载冷剂经过开关阀 K7进入冷能储存器9，与换热盘管4外的溶液进行换热并制成冰，换热后的载冷剂经过开关阀K5和水泵1，重新进入自然冷能收集器8，循环制冰。与此同时，载冷剂经过开关阀K4 进入冷能储存器9，与换热盘管4外的冰进行换热，换热后的载冷剂经过开关阀K2，与经过调节阀K1的流量可控载冷剂混合，混合后的载冷剂再经过水泵2流向服务载体。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种自然冷能采集储存装置，其特征在于：包括自然冷能收集器、冷能储存器、循环管路、管道泵及阀门，所述自然冷能收集器由风机、换热盘管和构架组成，所述冷能储存器由储冷换热盘管、冰水槽和搅拌器组成，所述循环管路、管道泵及阀门用于输送以制冷剂为载体的冷能。
2.根据权利要求1所述的一种自然冷能采集储存装置，其特征在于：所述储冷换热盘管置于冰水槽中，冷能储存器的蓄冷和释冷可通过一组储冷换热盘管完成，也可以通过两组或多组储冷换热盘管分别完成。
3.根据权利要求1所述的一种自然冷能采集储存装置，其特征在于：所述自然冷能收集器中的换热盘管设有翅片。
4.根据权利要求1所述的一种自然冷能采集储存装置，其特征在于：所述循环管路设有载冷剂补充装置。
5.根据权利要求1、2所述的一种自然冷能采集储存装置，其特征在于：冷能储存器设有搅拌器，搅拌方式为液体搅拌或气体搅拌。
6.根据权利要求1、2所述的一种自然冷能采集储存装置，其特征在于：所述冷能储存器中的冰水凝结温度为+5℃～-20℃可调。
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