CN202361724U - 高效节能的蓄冷装置 - Google Patents

Abstract

一种高效节能的蓄冷装置，其包括水合物蓄冷槽、换热器、第一储气罐、第二储气罐、蒸发器、降压阀、压力控制阀和二单向阀，所述水合物蓄冷槽为一压力密封容器且内部充有水，其上部分别设有低压气体进口和高压气体排气口，该高压气体排气口经过一单向阀连接所述第一储气罐，该低压气体进口经过另一单向阀连接所述第二储气罐，所述换热器设置于该水合物蓄冷槽周围，该第二储气罐连接所述蒸发器，该蒸发器依次经过所述降压阀和压力控制阀连接所述第一储气罐，所述连接均为管道连接。本实用新型充分利用了水合物及其分解形成的高压气体的潜热，尤其适用于二氧化碳、烃类等制冷工质的蓄冷系统，不仅能提供空调制冷，还能提供冷冻、冷藏制冷。

Description

高效节能的蓄冷装置

技术领域

本实用新型涉及蓄冷系统，具体涉及一种高效节能的蓄冷装置，属于制冷技术领域。

背景技术

随着我国电力供求矛盾逐渐突出，储能技术在中央空调系统中的应用日显迫切。通常采用的蓄冷冷媒(冷媒为在冷冻空调系统中，用以传递热能、产生冷冻效果的工作流体)有：水、冰、共晶盐和气体水合物。所述气体水合物是一种包络状晶体，是外来气体分子被水分子结成的晶体网络坚实地保围在中间而形成的。大多数制冷剂能在5～12℃条件下形成气体水合物。气体水合物作为新一代蓄冷介质，综合性能是最好的：生成热约为302.4～464kJ/kg，其与冰的蓄冷密度334kJ/kg相当；分解温度为5～12℃，与空调机组的运行工况相匹配，蓄冷系统运行时无需改变原空调冷水机组的运行工况。

目前水合物蓄冷装置的放冷循环通常是利用水合物分解时吸收相变潜热而制冷的。放冷系统包括直接接触和间接接触传热方式，通过风机盘管将冷风直接吹入低温空间。现有水合物蓄冷装置中放冷循环仅利用了水合物相变时的汽化潜热，因此，该放冷系统仅适用于空调的运行工况。

气体与水在较低温度与较高压力的条件下，可以形成气体水合物，在一立方米的水内可以吸纳约200倍标准体积的气体。当水合物的温度上升到超过其相平衡温度时，气体水合物就会分解并释放出气体，若此时把该水合物置于密封容器中，则容器内的压力会随着气体的释放而逐渐升高。由于大部分气体的水合物的相平衡曲线在0℃以上存在有一转折点，所以当温度高于该转折点时水合物的相平衡压力会急剧增长。因此，在转折点温度以下以较低的压力促成水合物合成，然后在高于该转折点温度时令之分解并释放气体，则可以获得较高的气体压力，尤其是在常温状态时水合物相平衡压力无限大，水合物几乎无法存在，因而可以获得极高的高压。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有蓄冷装置的不足，提供一种新型的高效节能的蓄冷装置，其利用气体水合物分解时会释放出所吸纳的气体的原理，采取限制气体容积的措施而获得高压气体，并通过高压气体的节流来再次获得冷量。

本实用新型解决其技术问题的技术方案为：

一种高效节能的蓄冷装置，其包括水合物蓄冷槽、换热器、第一储气罐、第二储气罐、蒸发器、降压阀、压力控制阀和二单向阀，所述水合物蓄冷槽为一压力密封容器且内部充有水，其上部分别设有低压气体进口和高压气体排气口，该高压气体排气口经过一单向阀连接所述第一储气罐，该低压气体进口经过另一单向阀连接所述第二储气罐，所述换热器设置于该水合物蓄冷槽周围，该第二储气罐连接所述蒸发器，该蒸发器依次经过所述降压阀和压力控制阀连接所述第一储气罐，所述连接均为管道连接。

本实用新型所述的高效节能的蓄冷装置的第一储气罐为高压储气罐，所述第二储气罐为低压储气罐，该第二储气罐内部设有将其内腔分隔成上下两部分的隔板，该隔板能够沿该第二储气罐内腔保持水平地上下移动，该隔板下方的部分为背压腔，该背压腔中设有能够驱动隔板移动的弹簧；所述换热器为间接接触式高效换热器；所述降压阀为节流阀或者膨胀阀；所述第一储气罐为高压储液罐。

本实用新型提出了一种新的高效节能的蓄冷装置，其利用水合物分解时形成的高压气体，经节流、液化、蒸发再次实现制冷，从而不仅回收了水合物的相变潜热，还回收了高压气体的一部分功，因此整个系统达到了效率更高、更加节能的有益效果。此外，本实用新型的优点还在于由于通过蒸发器的制冷换热系数大，所以所述制冷系统不仅能提供空调制冷，还能提供冷冻、冷藏制冷，制冷温度可根据需要确定。

总之，本实用新型充分利用了水合物及其分解形成的高压气体的潜热，具有高效、节能的优点，尤其适用于二氧化碳、烃类等自然制冷工质的蓄冷系统。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

现结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1本实用新型的示意图。图示高效节能的蓄冷装置包括水合物蓄冷槽1、换热器2、第一储气罐6、第二储气罐3、蒸发器4、降压阀5、压力控制阀7以及二单向阀8和9。所述水合物蓄冷槽1为一压力密封容器，内部充有水，其上部分别设有低压气体进口和高压气体排气口，该高压气体排气口经过一单向阀8连接所述第一储气罐6，该低压气体进口经过另一单向阀9连接所述第二储气罐3。所述换热器2设置于该水合物蓄冷槽1周围，其可以是间接接触式高效换热器或者其它任何形式的高效换热器；该换热器2在蓄冷阶段通入来自主制冷系统的载冷体，在放冷阶段通入来自热空间的载热体，以对水合物蓄冷槽1进行加热或降温。所述第一储气罐6为高压储气罐，用于储存高压制冷剂气体，其也可以是储液罐。所述第二储气罐3为低压储气罐，用于储存低压制冷剂气体，其还与所述蒸发器4连接；该第二储气罐3的内部设有水平的隔板3-1，该隔板3-1将第二储气罐3的内腔分隔成上下两部分，其下方的部分为背压腔3-2，该隔板3-1能够沿该第二储气罐3的内腔保持水平地上下移动，所述背压腔3-2中设有弹簧3-3，该弹簧3-3能够驱动该隔板3-1上下移动。所述蒸发器4用于制冷剂液体在其内蒸发制冷，其依次经过所述降压阀5和压力控制阀连7接所述第一储气罐6。所述降压阀5可以是节流阀，也可以是膨胀阀。所述压力控制阀7能够通过调解流量来控制第一储气罐6中的压力以维持平衡。上述各构件之间的连接均为管道连接。

本实用新型所述高效节能的蓄冷装置的基本工作过程如下：首先在该系统中充入低压制冷剂气体，并将系统封闭。在蓄冷阶段，换热器2中通入冷载体，使水合物蓄冷槽1降温，水合物开始形成。随着水合物的形成，气体被水合物吸收，水合物蓄冷槽1内的气体压力有所降低，单向阀9打开，第二储气罐3开始供气，此时由背压腔3-2中的弹簧3-3来控制隔板3-1的移动以保持第二储气罐3中的压力稳定。在此阶段中，压力控制阀7和单向阀8均处于关闭状态。

在放冷阶段，换热器2中通入热载体，使水合物蓄冷槽1升温，水合物开始分解，释放出的气体使水合物蓄冷槽1内的压力开始上升，单向阀8被打开，气体进入第一储气罐6并积聚，随着水合物的不断分解，第一储气罐6中的压力不断升高，当达到预定压力时，压力控制阀7打开，气体或液体进入降压阀5中降压、降温；此时通过调解压力控制阀7的流量来控制第一储气罐6中的压力平衡；制冷剂液体进入蒸发器4中蒸发制冷后，回到第二储气罐3中；通过背压腔3-2中的弹簧3-3控制隔板3-1的移动来保持第二储气罐3中的压力稍低于蒸发压力。

本实用新型并不仅限于上述实施方式，在本实用新型的范围内，做出的任何非实质变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效节能的蓄冷装置，其特征在于：所述蓄冷装置包括水合物蓄冷槽、换热器、第一储气罐、第二储气罐、蒸发器、降压阀、压力控制阀和二单向阀，所述水合物蓄冷槽为一压力密封容器且内部充有水，其上部分别设有低压气体进口和高压气体排气口，该高压气体排气口经过一单向阀连接所述第一储气罐，该低压气体进口经过另一单向阀连接所述第二储气罐，所述换热器设置于该水合物蓄冷槽周围，该第二储气罐连接所述蒸发器，该蒸发器依次经过所述降压阀和压力控制阀连接所述第一储气罐，所述连接均为管道连接。

2.根据权利要求1所述的高效节能的蓄冷装置，其特征在于：所述第一储气罐为高压储气罐，所述第二储气罐为低压储气罐。

3.根据权利要求2所述的高效节能的蓄冷装置，其特征在于：所述第二储气罐内部设有将其内腔分隔成上下两部分的隔板，该隔板能够沿该第二储气罐内腔保持水平地上下移动，该隔板下方的部分为背压腔，该背压腔中设有能够驱动隔板移动的弹簧。

4.根据权利要求3所述的高效节能的蓄冷装置，其特征在于：所述换热器为间接接触式高效换热器。

5.根据权利要求3所述的高效节能的蓄冷装置，其特征在于：所述降压阀为节流阀或者膨胀阀。

6.根据权利要求3所述的高效节能的蓄冷装置，其特征在于：所述第一储气罐为高压储液罐。

Images