CN112344635A - 一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统 - Google Patents

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周航
徐梁
宋军
赵伟龙
盛伟
郝晓茹
陈小砖
郑海坤
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Abstract

本发明提供一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，包括：具有蓄冷隔热功能的冷库墙、高压气泵、储气罐、进气干管、进气支管、控制阀；其中，按照上下顺序，具有蓄冷隔热功能的冷库墙被分为3层以上，每层又被分为生成液子层、气体子层；储气罐内存储有二氧化碳气体，生成液子层中注有生成液；每层中的二氧化碳气体与生成液直接接触；在设定气压下，二氧化碳气体与生成液生成固态二氧化碳水合物。储气罐通过高压气泵、控制阀、进气干管、进气支管与各气体子层连通。本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统具有结构简单、成本较低、断电后仍能延续制冷且延续制冷无污染等特点，可广泛应用于制冷领域。

Description

一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统
技术领域
本发明涉及制冷技术，特别是涉及一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统。
背景技术
我们知道，企业生产、人们生活与经营活动的规律导致用电量为白天高、晚上低的规律，故存在白天供电不足、晚上产电过剩的情况。为鼓励大家错时用电，在夜晚用电低谷用电时，电价比较低。随着电商产业的蓬勃发展，经营电商产业的人员越来越多，各类市场也越来越国际化。在食品行业，为了食品保鲜，冷库就显得尤为重要。传统保鲜冷库论白天还是黑夜主要依靠空调制冷，无故电能耗很大。
自20世纪80年代初以来的研究表明，二氧化碳气体水合物是一种性能优良的蓄冷或载冷介质，且具有无污染、蓄冷密度效率高、节能、快速响应热负荷变化等优点。但是，由于二氧化碳水合物的快速生成受限于压力条件，其并未应用于冷库的制冷工艺中。
由此可见，在现有技术中，传统冷库存在电能耗大、二氧化碳作为制冷剂并未应用于冷库、冷库存在断电后无延续制冷措施等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种结构简单、成本较低、断电后仍能延续制冷且延续制冷无污染的用于冷库墙的蓄冷隔热系统。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，包括：具有蓄冷隔热功能的冷库墙、高压气泵、储气罐、进气干管、进气支管、控制阀；其中，按照从上往下或者从下往上的顺序，具有蓄冷隔热功能的冷库墙被分为3层以上；具有蓄冷隔热功能的冷库墙的每层又被分为生成液子层、气体子层，且气体子层位于生层液子层之上；储气罐内存储有二氧化碳气体；生成液子层中注有生成液，气体子层中通入二氧化碳气体，二氧化碳气体与生成液直接接触；在设定气压下，二氧化碳气体与生成液生成晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物；
储气罐连通高压气泵进气端，高压气泵出气端通过控制阀与进气干管连通；进气干管上分布有3路以上的进气支管；进气支管的路数与具有蓄冷隔热功能的冷库墙的分层数相同，且一一对应；各路进气支管与对应的具有蓄冷隔热功能的冷库墙的各气体子层连通。
综上所述，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统中，注有生成液与二氧化碳气体的具有蓄冷隔热功能的冷库墙的每个分层均为一个水合物反应器。在夜间用电低谷时，冷库采用传统的制冷机组进行制冷工作，使得冷库内部环境保持在低温状态；同时，每个水合物反应器进行水合反应：储气罐中的二氧化碳通过控制阀、高压气泵、进气干管、进气支管进入各气体子层，当各分层中的气压达到设定气压时，生成液与二氧化碳发生水合反应，生成晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物，该水合反应过程吸收冷量，固态二氧化碳水合物储存冷量。在白天用电高峰时，制冷机组降频运行或者完全停机，此时，随着冷库内部环境温度的上升，每个水合反应器进行分解反应：固态二氧化碳水合物吸热缓慢分解为生成液与气体二氧化碳，气体二氧化碳通过进气支管、进气干管、高压气泵、控制阀回流进储气罐中；这里，分解反应为吸热反应，通过吸收冷库环境中的热量，使得冷库内部环境在一定时间内仍然能处于低温状态。由此可见，根据现行电能使用和收费标准，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统能较大程度地节约能源。进一步地，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统中，具有蓄冷功能的冷库墙隔绝了冷库内外热量的交换，故其还具有隔热功能。另外，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统还具有结构简单、成本低、无污染的特点。
附图说明
图1为本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统的总体组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统的总体组成结构示意图。如图1所示，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，包括：具有蓄冷隔热功能的冷库墙、高压气泵4、储气罐3、进气干管6、进气支管5、控制阀7；其中，按照从上往下或者从下往上的顺序，具有蓄冷隔热功能的冷库墙被分为3层以上；具有蓄冷隔热功能的冷库墙的每层又被分为生成液子层1、气体子层2，且气体子层2位于生层液子层1之上；储气罐3内存储有二氧化碳气体；生成液子层1中注有生成液，气体子层2中通入二氧化碳气体，二氧化碳气体与生成液直接接触；在设定气压下，二氧化碳气体与生成液生成晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物；
储气罐3连通高压气泵4进气端，高压气泵4出气端通过控制阀7与进气干管6连通；进气干管6上分布有3路以上的进气支管5；进气支管5的路数与具有蓄冷隔热功能的冷库墙的分层数相同，且一一对应；各路进气支管5与对应的具有蓄冷隔热功能的冷库墙的各气体子层2连通。
本发明中，所述设定压力为：1～5兆帕。
实际应用中，高压气泵4能实现的最高压力为30兆帕，且压力可调。
实际应用中，具有蓄冷隔热功能的冷库墙的分层数可根据实际需要具体确定；而且，分层数越多，蓄冷隔热效果越好。本发明中，蓄冷隔热功能的冷库墙的分层能够保证二氧化碳气体与生成液之间具有足够大的接触面，并能有效解决二氧化碳水合物生成后体积膨胀的问题。具有蓄冷隔热功能的冷库墙的壁面采用不锈钢制作，内壁面不进行保温，外壁面按照传统方式进行保温。
实际应用中，蓄冷隔热功能的冷库墙的分层可以分为下面一半为生成液子层，上面一半为气体子层。
总之，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统中，注有生成液与二氧化碳气体的具有蓄冷隔热功能的冷库墙的每个分层均为一个水合物反应器。在夜间用电低谷时，冷库采用传统的制冷机组进行制冷工作，使得冷库内部环境保持在低温状态；同时，每个水合物反应器进行水合反应：储气罐中的二氧化碳通过控制阀、高压气泵、进气干管、进气支管进入各气体子层，当各分层中的气压达到设定气压时，生成液与二氧化碳发生水合反应，生成晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物，该水合反应过程吸收冷量，固态二氧化碳水合物储存冷量。在白天用电高峰时，制冷机组降频运行或者完全停机，此时，随着冷库内部环境温度的上升，每个水合反应器进行分解反应：固态二氧化碳水合物吸热缓慢分解为生成液与气体二氧化碳，气体二氧化碳通过进气支管、进气干管、高压气泵、控制阀回流进储气罐中；这里，分解反应为吸热反应，通过吸收冷库环境中的热量，使得冷库内部环境在一定时间内仍然能处于低温状态。由此可见，根据现行电能使用和收费标准，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统能较大程度地节约能源。进一步地，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统中，具有蓄冷功能的冷库墙隔绝了冷库内外热量的交换，故其还具有隔热功能。另外，本发明所述一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统还具有结构简单、成本低、无污染的特点。
本发明中，所述生成液包括：水、季铵盐类热力学添加剂；其中，水在所述生成液中的质量浓度为90％～95％，季铵盐类热力学添加剂在所述生成液的质量浓度为5％～10％。所述季铵盐类热力学添加剂为：四丁基溴化铵、四丁基溴化铵或四丁基氟化铵。
本发明中，所述固态二氧化碳水合物的相平衡温度为3℃～6℃。也就是说，在夜间用电低谷时，冷库采用传统的制冷机组进行制冷工作，使得冷库内部环境保持在相平衡温度下；同时，储气罐中的二氧化碳通过控制阀、高压气泵、进气干管、进气支管进入各气体子层，生成液与二氧化碳在设定气压下发生水合反应，吸收并存储冷量。在白天用电高峰时，制冷机组降频运行或者完全停机，此时，固态二氧化碳水合物吸热缓慢发生分解反应，且分解为生成液与气体二氧化碳，气体二氧化碳通过进气支管、进气干管、高压气泵、控制阀回流进储气罐中，且通过固态二氧化碳水合物的吸热分解使得冷库内的环境仍然能在一定时间内保持在相平衡温度下。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，其特征在于，所述蓄冷隔热系统包括：具有蓄冷隔热功能的冷库墙、高压气泵、储气罐、进气干管、进气支管、控制阀；其中，按照从上往下或者从下往上的顺序，具有蓄冷隔热功能的冷库墙被分为3层以上；具有蓄冷隔热功能的冷库墙的每层又被分为生成液子层、气体子层，且气体子层位于生层液子层之上；储气罐内存储有二氧化碳气体；生成液子层中注有生成液，气体子层中通入二氧化碳气体，二氧化碳气体与生成液直接接触；在设定气压下，二氧化碳气体与生成液生成晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物；
储气罐连通高压气泵进气端，高压气泵出气端通过控制阀与进气干管连通；进气干管上分布有3路以上的进气支管；进气支管的路数与具有蓄冷隔热功能的冷库墙的分层数相同，且一一对应；各路进气支管与对应的具有蓄冷隔热功能的冷库墙的各气体子层连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，其特征在于，所述生成液包括：水、季铵盐类热力学添加剂；其中，水在所述生成液中的质量浓度为90％～95％，季铵盐类热力学添加剂在所述生成液的质量浓度为5％～10％。
3.根据权利要求2所述的一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，其特征在于，所述季铵盐类热力学添加剂为：四丁基溴化铵、四丁基溴化铵或四丁基氟化铵。
4.根据权利要求1所述的一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，其特征在于，所述设定压力为：1～5兆帕。
5.根据权利要求1所述的一种用于冷库墙的蓄冷隔热系统，其特征在于，所述固态二氧化碳水合物的相平衡温度为3℃～6℃。
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