CN1746581A - 一种水合物高温蓄冷冰球 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水合物高温蓄冷冰球，以代替传统的冰球式蓄冷空调中以水为介质的蓄冷冰球。所述高温蓄冷冰球，包括球形外壳1，所述球形外壳1中封装四丁基溴化铵的水溶液，水溶液中添加适量的晶体成核剂，四丁基溴化铵在所述水溶液中的质量浓度为16.8％～40.5％(kg/kg)，相应的生成水合物的相变温度为7℃～11.8℃。本发明水合物高温蓄冷冰球能够大幅度提升蓄冷空调在蓄冷模式下的制冷系数(COP)，从而达到显著节能的目的。

Description

一种水合物高温蓄冷冰球
技术领域
本发明涉及一种利用水合物作为蓄冷介质的高温蓄冷冰球。
技术背景
随着各种空调用户的逐年增加，空调机组的电力消耗在电网中占有越来越大的比重。普通空调白天开启、夜间停机的使用特点又加剧了电网昼夜之间的峰谷负荷差值。为了削峰平谷，提高电网的负荷率，蓄冷空调应运而生。蓄冷空调的基本原理就是利用夜间富余的低谷电力开动制冷机，把冷量通过蓄冷介质储存起来，到白天再释放冷量供空调使用，以避免或减少在白天用电高峰时期使用电力。
蓄冷空调依蓄冷方式的不同可以分为相变蓄冷和非相变蓄冷两种形式，前者如各种冰蓄冷、水合物蓄冷等，后者如水蓄冷等。因为相变蓄冷是利用蓄冷介质的相变潜热来存储冷量，所以蓄冷密度大，占地空间小，这种方式已经成为蓄冷空调的首选。目前，相变蓄冷空调几乎都采用冰蓄冷，即以冰作为冷量储存的介质。冰蓄冷空调按蓄冰形式的不同可以分为盘管式和冰球式两大类型。盘管式属于一种开放系统，制冰和融冰都在开放式的蓄冰槽中进行，蓄冰槽的占地面积一般较大，冷量损失也较大，同时开放式的水环境对金属盘管还有一定的腐蚀性。冰球式蓄冷系统则属于一种封装式系统，水被封装在一个一个的小球形(也可以是其它形状)塑料壳，也就是冰球内，制冰和融冰都在这个密闭的冰球内进行，大量的冰球致密的堆积在一个封闭的蓄冷罐内形成一个紧凑封闭的蓄冷系统。由于冰球蓄冷结构紧凑全封闭的冰球最大限度的减少了水质的污染和对设备的腐蚀性，因此冰球蓄冷是一种非常适用的蓄冷方式。
由于水的冰点为0℃，制冰时还需要一定的过冷度，因此冰蓄冷的制冷机蒸发温度必须降低到-2℃～-5℃才能制出冰来。这样低的蒸发温度使得冰蓄冷空调在蓄冷时的制冷系数(COP)非常低，约为相同条件下的冷水空调的60％。这样使得冰蓄冷空调机组的综合能耗要比非蓄冷的冷水机组能耗高至少30％。虽然有利于电网的移峰平谷，合理利用电力能源，但却增大了能源消耗，这就是目前的各类冰蓄冷空调所面临的问题。
本发明正是基于以上问题，提出一种用水合物代替冰作为新的蓄冷介质的蓄冷冰球，这种水合物冰球的相变温度(冰点)远高于水的冰点，同时也有比较理想的相变潜热，因此用以代替传统的冰球将为冰蓄冷空调带来大幅度的节能效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水合物高温蓄冷冰球，以代替传统的冰球式蓄冷空调中以水为介质的蓄冷冰球。这种水合物高温蓄冷冰球能够大幅度提升蓄冷空调在蓄冷模式下的制冷系数(COP)，从而达到显著节能的目的。
本发明的水合物高温蓄冷冰球包括两个部分，其一是冰球内封装的制造固态水合物的水溶液，其二是封装所述水溶液的球形外壳。
所述水溶液为四丁基溴化铵(化学分子式为(C4H9)4NBr)的水溶液，水溶液中还添加了适量的晶体成核剂。四丁基溴化铵在所述水溶液中的质量浓度为16.8％～40.5％(kg/kg)，相应的生成水合物的相变温度为7℃～11.8℃，生成水合物的相变温度与四丁基溴化铵在所述水溶液中的质量浓度成一一对应的关系，例如，质量浓度为20％(kg/kg)时，相变温度是8.5℃；质量浓度为25％(kg/kg)时，相变温度是10℃；质量浓度为35％(kg/kg)时，相变温度是11.3℃。固态水合物的相变潜热为193kJ/kg。
上述水合物的制备过程是四丁基溴化铵和晶体成核剂充分溶解于水的过程，首先把水温加热到30-35℃后注入搅拌器内，按比例要求加入四丁基溴化铵和晶体成核剂，搅拌至溶液均匀(约2小时)，静置2小时后再搅拌30min，然后可以灌装进冰球内，在灌装的同时保持连续搅拌。
所述球形外壳由聚合物如高密度聚乙烯(硬质PE)制成，球形外壳的外径为50mm～100mm，球形外壳的壁厚为1mm～2mm。球形外壳上有一封装口，待所述水溶液灌注完毕后封装口通过超声波焊接法密封。
所述水合物高温蓄冷冰球内四丁基溴化铵水溶液的充注体积占球形外壳内部总容积的88～92％，以防止固体水合物生成后因体积发生变化而破坏球形外壳。
本发明的水合物高温蓄冷冰球在蓄冷时的相变温度依据四丁基溴化铵水溶液浓度的不同可以在7℃～11.8℃之间随意变动，加上由四丁基溴化铵水溶液生成固态水合物时所需要的1℃～3℃的过冷度，利用所述水合物高温蓄冷冰球蓄冷时，制冷机的蒸发温度可以提高到4℃～9℃。这样的蒸发温度远高于普通冰球蓄冷，制冷系数(COP)当然也就远高于普通冰球蓄冷机组，并且达到甚至超过冷水机组。因此，利用本发明的水合物高温蓄冷冰球代替传统的冰蓄冷冰球，将为冰球式蓄冷空调机组带来大幅度的能耗削减。另一方面，因为上述水合物的相变温度远高于0℃，所以在蓄冷和释冷时与冰球交换热量的载冷剂用普通冷水即可，而无须采用传统冰球式蓄冷空调所必须的价格昂贵的乙二醇溶液等不冻液。此外，水合物高温蓄冷冰球中的四丁基溴化铵水溶液被封装在球形外壳中，与环境完全隔绝，有效的防止了其可能对设备造成的化学腐蚀，同时封装式的冰球蓄冷方式更加节省药剂用量。
附图说明
图1是本发明的高温水合物蓄冷冰球外形示意图；
图2是图1的剖面图。
附图标记说明
1、球形外壳，2、密封口，3、四丁基溴化铵水溶液
具体实施方式
本发明的水合物高温蓄冷冰球包括由高密度聚乙烯制成的密封球形外壳和封装在球形外壳内的四丁基溴化铵水溶液，如图1和图2所示。下面以40.5％质量浓度的四丁基溴化铵水溶液为例说明水合物高温蓄冷冰球的具体实施方式。
首先制备出质量浓度为40.5％的四丁基溴化铵水溶液，并加入适量的晶体成核剂以降低水合物生成的过冷度，然后从密封口把上述四丁基溴化铵水溶液注入到冰球的球形外壳内，冰球内上述溶液充注量占冰球总容积的90％。上述球形冰球外径为75mm，壁厚1.5mm。溶液充注完成后用超声波焊接法把密封口密封，这样即形成一个完整的水合物高温蓄冷冰球。
水合物高温蓄冷冰球在蓄冷空调中的使用方法类似普通冰球蓄冷空调，大量的上述冰球紧凑的堆积在封闭蓄冷罐中，在冰球与冰球之间的接触空隙中流过载冷剂，即可实现水合物高温蓄冷冰球的蓄冷和释冷过程。只不过因为上述水合物高温蓄冷冰球的理论相变温度为11.8℃(决定于水溶液浓度)，这个温度远高于0℃，所以冷却和融化水合物高温蓄冷冰球的载冷剂采用普通冷水即可，无须使用不冻液。

Claims (5)

1、一种高温蓄冷冰球，包括球形外壳(1)，其特征在于：所述球形外壳(1)中封装四丁基溴化铵的水溶液，水溶液中添加适量的晶体成核剂，四丁基溴化铵在所述水溶液中的质量浓度为16.8％～40.5％(kg/kg)，相应的生成水合物的相变温度为7℃～11.8℃。
2、如权利要求1所述的高温蓄冷冰球，其特征在于：所述四丁基溴化铵水溶液的充注体积占球形外壳内部总容积的88～92％。
3、如权利要求1所述的高温蓄冷冰球，其特征在于：所述球形外壳(1)上有一封装口(2)。
4、如权利要求1所述的高温蓄冷冰球，其特征在于：所述球形外壳(1)由聚合物如高密度聚乙烯(硬质PE)制成。
5、如权利要求1所述的高温蓄冷冰球，其特征在于：所述球形外壳(1)的外径为50mm～100mm，壁厚为1mm～2mm。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305566A (zh) * 2011-06-28 2012-01-04 中国科学院广州能源研究所 一种可自动克服温度不均匀性的相变材料强化换热方法
CN107001920A (zh) * 2014-11-14 2017-08-01 株式会社电装 过冷却解除物质及其制造方法
CN109913179A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 江南大学 一种温度可调节的相变蓄冷材料及其制备方法
CN111171792A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 无锡新祥恒包装科技有限公司 一种低成本高循环2~8℃相变蓄冷剂及其制备方法
JP2020147718A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 パナソニック株式会社 蓄冷材
CN113801636A (zh) * 2020-06-12 2021-12-17 张力 蓄冷材料、制备方法、包括其的蓄冷液及应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6904956B2 (en) * 2002-10-18 2005-06-14 Thomas P. Noel Method and thermally active convection apparatus and method for abstracting heat with circulation intermediate three dimensional-parity heat transfer elements in bi-phase heat exchanging composition
CN2497204Y (zh) * 2001-08-14 2002-06-26 广州贝龙环保热力设备股份有限公司 蓄冰球
CN1560554A (zh) * 2004-02-18 2005-01-05 陈锦标 一种热储能方法和系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102305566A (zh) * 2011-06-28 2012-01-04 中国科学院广州能源研究所 一种可自动克服温度不均匀性的相变材料强化换热方法
CN102305566B (zh) * 2011-06-28 2013-01-23 中国科学院广州能源研究所 一种可自动克服温度不均匀性的相变材料强化换热方法
CN107001920A (zh) * 2014-11-14 2017-08-01 株式会社电装 过冷却解除物质及其制造方法
CN107001920B (zh) * 2014-11-14 2021-03-30 株式会社电装 过冷却解除物质及其制造方法
CN111171792A (zh) * 2018-11-09 2020-05-19 无锡新祥恒包装科技有限公司 一种低成本高循环2~8℃相变蓄冷剂及其制备方法
JP2020147718A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 パナソニック株式会社 蓄冷材
JP7275689B2 (ja) 2019-03-15 2023-05-18 パナソニックホールディングス株式会社 蓄冷材
CN109913179A (zh) * 2019-03-20 2019-06-21 江南大学 一种温度可调节的相变蓄冷材料及其制备方法
CN113801636A (zh) * 2020-06-12 2021-12-17 张力 蓄冷材料、制备方法、包括其的蓄冷液及应用

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