CN112344636A - 一种用于制冷设备的保温壁 - Google Patents

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宋军
徐梁
王蕊蕊
周航
赵伟龙
郝晓茹
陈小砖
盛伟
邓乐
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明提供一种用于制冷设备的保温壁，从内到外依次包括制冷设备内层、内部注有生成液与二氧化碳气体的水合物夹层、保温层、制冷设备外层；其中，水合物夹层位于制冷设备内层与保温层之间，且水合物夹层中生成的水合物是晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物。本发明所述一种用于制冷设备的保温壁具有结构简单、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

一种用于制冷设备的保温壁
技术领域
本发明涉及制冷技术，特别是涉及一种用于制冷设备的保温壁。
背景技术
在日常生活中，人们常利用冰柜等制冷设备储存食物、药品等物质，这给人们生活带来了极大的便利。但是，如果发生断电，那么制冷设备中存储的物质就有可能变质。
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，其并未应用于冰箱、冰柜、冷库等制冷设备中。
由此可见，在现有技术中，二氧化碳作为制冷剂并未应用于制冷设备、制冷设备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制冷设备的保温壁。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种用于制冷设备的保温壁，从内到外依次包括：制冷设备内层、内部注有生成液与二氧化碳气体的水合物夹层、保温层、制冷设备外层；其中，水合物夹层位于制冷设备内层与保温层之间，且水合物夹层中生成的水合物是晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物。
综上所述，本发明所述一种用于制冷设备的保温壁中，水合物夹层本质上为二氧化碳水合物反应器，能在不同条件下生成或分解二氧化碳水合物。当制冷设备正常运行时，制冷设备内部为低温环境，且水合物夹层中由于注入了二氧化碳而保持一定的压力，这就使得生成液与二氧化碳气体发生反应，生成晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物。从而，固态二氧化碳水合物进行蓄冷。当制冷设备断电后，固态二氧化碳水合物逐渐吸热，分解为生成液与二氧化碳气体。此时，由于在保温层的作用下，制冷设备与外部隔绝热量转换；故固态二氧化碳水合物分解释放的冷量保证了制冷设备内部在一定时间内依然能够维持低温环境。由于生成液与二氧化碳气体中并不含有污染环境的物质、生成液与二氧化碳气体的水合反应过程中无污染物质产生，且生成液与二氧化碳气体被密闭于水合物夹层中，故本发明所述一种用于制冷设备的保温壁在制冷设备断电后的冷量延续过程中，以及在制冷设备正常工作过程中，均没有污染环境。另外，发明所述一种用于制冷设备的保温壁由内到外依次包括制冷设备内层、水合物夹层、保温层、制冷设备外层这四层结构，其结构比较简单，成本也比较低。
附图说明
图1为本发明所述一种用于制冷设备的保温壁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制冷设备的保温壁的总体组成结构示意图。如图1所示，本发明所述一种用于制冷设备的保温壁，从内到外，依次包括制冷设备内层1、内部注有生成液与二氧化碳气体的水合物夹层2、保温层3、制冷设备外层4；其中，水合物夹层2位于制冷设备内层1与保温层3之间，且水合物夹层中生成的水合物是晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物。
这里，晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物是SII型二氧化碳水合物。
实际应用中，制冷设备内层1、保温层3、制冷设备外层4均为制冷设备中现有的结构，此处不再赘述。
总之，本发明所述一种用于制冷设备的保温壁中，水合物夹层本质上为二氧化碳水合物反应器，能在不同条件下生成或分解二氧化碳水合物。当制冷设备正常运行时，制冷设备内部为低温环境，且水合物夹层中由于注入了二氧化碳而保持一定的压力，这就使得生成液与二氧化碳气体发生反应，生成晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物。从而，固态二氧化碳水合物进行蓄冷。当制冷设备断电后，固态二氧化碳水合物逐渐吸热，分解为生成液与二氧化碳气体。此时，由于在保温层的作用下，制冷设备与外部隔绝热量转换；故固态二氧化碳水合物分解释放的冷量保证了制冷设备内部在一定时间内依然能够维持低温环境。由于生成液与二氧化碳气体中并不含有污染环境的物质、生成液与二氧化碳气体的水合反应过程中无污染物质产生，且生成液与二氧化碳气体被密闭于水合物夹层中，故本发明所述一种用于制冷设备的保温壁在制冷设备断电后的冷量延续过程中，以及在制冷设备正常工作过程中，均没有污染环境。另外，发明所述一种用于制冷设备的保温壁由内到外依次包括制冷设备内层、水合物夹层、保温层、制冷设备外层这四层结构，其结构比较简单，成本也比较低。
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95％～99.5％，季铵盐类热力学添加剂在所述生成液的质量浓度为0.5％～5％。这里，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，水合物夹层2中的二氧化碳气体的压力为1～3兆帕。
实际应用中，水合物夹层中生成二氧化碳水合物需要满足较高的气压条件。为了降低二氧化碳水合物生成所需的气压条件，在水中添加了四丁基溴化铵、四丁基溴化铵、四丁基氟化铵等季铵盐类热力学添加剂；同时，季铵盐类热力学添加剂能够有效控制二氧化碳水合物的相平衡温度，使二氧化碳气体成为了高效蓄冷且快速响应热负荷变化的优质蓄冷材料。
本发明中，水合物夹层2内的相平衡温度为-15℃～-5℃。也就是说，当制冷设备断电后，如果制冷设备内部的环境温度高于相平衡温度时，固态二氧化碳水合物逐渐吸热，使得制冷设备内部的环境温度维持在相平衡温度以下。
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)

1.一种用于制冷设备的保温壁，从内到外依次包括制冷设备内层、保温层、制冷设备外层，其特征在于，所述保温壁还包括：内部注有生成液与二氧化碳气体的水合物夹层；其中，水合物夹层位于制冷设备内层与保温层之间，且水合物夹层中生成的水合物是晶胞结构式为8(51262).16(512).136H2O的固态二氧化碳水合物。
2.根据权利要求1所述的用于制冷设备的保温壁，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95％～99.5％，季铵盐类热力学添加剂在所述生成液的质量浓度为0.5％～5％。
3.根据权利要求1所述的用于制冷设备的保温壁，其特征在于，所述水合物夹层中，二氧化碳气体的压力为1～3兆帕。
4.根据权利要求2所述的用于制冷设备的保温壁，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。
5.根据权利要求1～4任一项所述的用于制冷设备的保温壁，其特征在于，所述水合物夹层内的二氧化碳水合物相平衡温度为-15℃～-5℃。
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