JP4449248B2 - Method for producing hydrate slurry - Google Patents

Method for producing hydrate slurry Download PDF

Info

Publication number
JP4449248B2
JP4449248B2 JP2001137169A JP2001137169A JP4449248B2 JP 4449248 B2 JP4449248 B2 JP 4449248B2 JP 2001137169 A JP2001137169 A JP 2001137169A JP 2001137169 A JP2001137169 A JP 2001137169A JP 4449248 B2 JP4449248 B2 JP 4449248B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrate
hydrate slurry
aqueous solution
slurry
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001137169A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002333167A5 (en
JP2002333167A (en
Inventor
繁則 松本
英雅 生越
信吾 高雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2001137169A priority Critical patent/JP4449248B2/en
Publication of JP2002333167A publication Critical patent/JP2002333167A/en
Publication of JP2002333167A5 publication Critical patent/JP2002333167A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4449248B2 publication Critical patent/JP4449248B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蓄熱式冷房空調システムや産業用の冷熱利用システムにおいて、冷熱を搬送するために使用される水和物スラリの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からビルの空調や地域冷暖房においては、冷熱媒体として使用する氷スラリ、水和物スラリまたは冷水等を、夜間電力を利用して製造する。そして、これらの冷熱媒体を貯蔵タンクに貯蔵しておき、翌日の昼間に取り出して使用するようにしている。
【０００３】
図２は、上述した水和物スラリを冷熱媒体として使用した空調システムの一例を示す図であるが、夜間貯蔵タンク２１内に貯蔵されている水和剤を溶解させた水溶液２２をスラリ製造熱交換器２３に送り、冷凍機器２４から送られてくる４℃程度の冷水２５と熱交換させてスラリ２６を製造し、前記貯蔵タンク２１に貯蔵する。したがって、貯蔵タンク２１内には水溶液２２と水和物スラリ２６が同時に収容されている状態になっており、夜間は水和物スラリ２６の占める割合が大きくなる。
【０００４】
貯蔵タンク２１に貯蔵された水和物スラリ２６は、翌日の昼間にはバルブ２７が開かれ、貯蔵タンク２１と空調機２８や室内機２９間に配管された水和物スラリ供給配管３０を通って、空調機２８や室内機２９に送られ、室内の空気と熱交換され再び水溶液２２となる。そして、水溶液２２は水溶液戻し配管３１を通って貯蔵タンク２１に戻される。貯蔵タンク２１内に貯蔵された水溶液２２は、夜間再びスラリ製造熱交換器２３に送られ、水和物スラリ２６が生成される。
【０００５】
このように冷熱媒体として利用される水和物スラリは、例えばテトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｎ−ブチルフォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサルフォニウム塩等の水溶液を貯蔵タンクと熱交換器の間を循環させながら冷却して製造される。
【０００６】
上記したような水溶液から製造される水和物スラリ中には、水和数の異なる水和物が２種類生成されていることが分かっており、例えば２種類の水和物が生成される場合には、水和数が小さく生成温度の低い方の水和物を第一水和物、水和数が大きく生成温度の高い方の水和物を第二水和物と定義し、それぞれの水和物が含まれる水和物スラリを第一水和物スラリおよび第二水和物スラリと定義する。
【０００７】
図３は、水和剤としてテトラｎ−ブチルアンモニウム塩（ＴＢＡＢ）を使用した場合の、水溶液の濃度（ｗｔ％）と生成される水和物スラリの温度との関係を示すグラフである。以下、このグラフにおける水溶液の濃度と生成される水和物スラリの温度との関係を示す曲線を、水和物生成曲線と呼ぶことにする。
【０００８】
水和剤を溶解させた水溶液の濃度を、水和物の水和数と水溶液中の水和剤のモル比とが同じになるように調整すると、水溶液の冷却にともなって水和物スラリ中の水和物が増加しても、水溶液の濃度は一定となる。したがって、水和物スラリ中の水和物の割合が増加しても、水和物スラリの温度は一定に保たれる。
【０００９】
水和剤としてテトラｎ−ブチルアンモニウム塩（ＴＢＡＢ）を使用した場合、水溶液濃度がおよそ４１ｗｔ％において約１１．８℃でほぼ一定となることから、第一水和物の水和数はおよそ２６程度であると推定される。
【００１０】
水溶液濃度が４１ｗｔ％より低い場合、水溶液と水和物の混合物である水和物スラリ中の水和物の増加にともなって、スラリ中の水溶液濃度が低下するので、水和物スラリの温度は水和物生成曲線に沿って低下する。
【００１１】
水溶液濃度が１８％程度以下においては、第一水和物が第二水和物に転移するので、水和物スラリの温度は曲線Ａに沿って低下する。しかしながら、水溶液濃度が１８％程度以下になっても、第一水和物が第二水和物に転移しない場合もあり、そのときには水和物スラリの温度は、曲線Ａよりも温度が低くなる曲線Ｂに沿って低下する。
【００１２】
すなわち、第一水和物のみが生成される水溶液濃度から冷却を始めた場合、第二水和物が生成される水溶液濃度と温度の領域に入った後も、図４のグラフに示すように、第一水和物の生成曲線に沿って水和物スラリの温度が低下し、水和物の生成にともなって水溶液の濃度も低下する。さらに冷却を継続すると第二水和物が生成され始め、同時に水和物スラリの温度が上昇する特性があることが分かっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水和物スラリを冷熱媒体として、前述したようなビルの空調や地域冷暖房システムに使用する場合には、次のような問題点がある。
【００１４】
前述したように、水和物スラリを製造するときには、水和物スラリ貯蔵タンクに貯蔵された水溶液を、スラリ製造熱交換器に送って冷却して、水和物を含んだ水和物スラリを製造する。そして、製造された水和物スラリは、前記水和物スラリ貯蔵タンクに戻される。
【００１５】
水和物スラリ中の水溶液の濃度が１８ｗｔ％以下においても、第一水和物のスラリが存在し、第一水和物よりも高い温度で生成される第二水和物に転移せずに過冷却状態で存在すると、冷凍機から熱交換器に送られてくる４℃程度の冷水との温度差が小さくなるため、冷熱利用システムにおいて必要とする冷熱を蓄熱するためには、熱交換器の伝熱面積を大きくしなければならない。
【００１６】
さらに、過冷却状態の第一水和物スラリから第二水和物スラリに転移するときに、粘性が増大して流動性が低下する現象が見られ、熱交換器に水溶液を供給するポンプの動力が増大する。
【００１７】
したがって、第一水和物が過冷却状態で存在しないようにして、水和物スラリを製造する方法があれば、上記のような問題を解消できるのであるが、そのような水和物スラリの製造方法は確立されていない。
【００１８】
この発明は、従来技術の上述のような問題点を解消するためになされたものであり、水和物が過冷却状態で存在しないようにして水和物スラリを製造することのできる水和物スラリの製造方法を提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る水和物スラリの製造方法は、貯蔵タンクに貯蔵された水和剤を溶解させた水溶液を熱交換器により冷却して、水和数の異なる２種類以上の水和物を生成する水和物スラリの製造方法において、前記熱交換器により冷却された前記水溶液が、水溶液のままの状態であるか、水和数の少ない水和物を含む水和物スラリに変化しているかまたは水和数の大きい水和物を含む水和物スラリに変化しているかを判断し、水溶液のままの状態であるか、または水和数の少ない水和物を含む水和物スラリであると判断したときには、前記貯蔵タンクにこれを戻さず、水和数の大きい水和物を含む水和物スラリに変化していると判断したときは、前記貯蔵タンクにこれを戻すことを特徴とするものである。
【００２０】
（２）また、本発明に係る水和物スラリの製造方法は、貯蔵タンクに貯蔵された水和剤を溶解させた水溶液を熱交換器により冷却して、水和数の異なる２種類以上の水和物を生成する水和物スラリの製造方法において、水和物スラリの製造開始に先立ち、前記貯蔵タンクに一定量以上の水和数のより大きい水和物を含む水和物スラリと前記水溶液とを混合し、前記熱交換器により冷却することにより、水和数のより大きい水和物を含む水和物スラリを製造することを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態 】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の水和物スラリの製造方法の第一の実施の形態を適用する水和物スラリ製造装置の構成図である。
【００２２】
この水和物スラリ製造装置は、水和物スラリおよび水和物スラリを製造する水溶液を貯蔵する蓄熱槽１と、蓄熱槽１内の水溶液を冷却して水和物スラリを製造する水和物スラリ製造熱交換器２および３と、蓄熱槽１内の水溶液を水和物スラリ製造熱交換器２および３に水溶液供給配管４を通して供給する水溶液供給ポンプ５と、水和物スラリ製造熱交換器２および３において冷却する冷水を製造する冷凍機６と、冷凍機６で製造した冷水を水和物スラリ製造熱交換器２および３に供給する冷水供給ポンプ７と、水和物スラリ製造熱交換器２および３において製造された水和物スラリ（以下製造物というを蓄熱槽１に戻すための水和物スラリ戻し配管８の途中に設けた製造物状態検出部９とから構成されている。
【００２３】
この製造装置により本発明の水和物スラリ製造方法に基づいて水和物スラリを製造するときには、次のようにして行う。蓄熱槽１内の水溶液が水溶液供給配管４を通して水溶液供給ポンプ５により、水和物スラリ製造熱交換器２および３に供給される。水和物スラリ製造熱交換器２および３には、冷凍機６で造られた冷水が冷水供給ポンプ７で供給されており、水溶液は水和物スラリ製造熱交換器２および３において冷水により冷却され、水和物スラリが製造される。
【００２４】
なお、図１中符号１４は水和物スラリを空調機に供給するための水和物スラリ供給配管、符号１５は水和物スラリが空調機において空気と熱交換した後の水溶液を蓄熱槽１に戻すための水溶液戻し配管であるが、この系統の詳細説明は本発明と直接関係がないので省略する。
【００２５】
製造された水和物スラリ（条件によっては水和物スラリが生成されておらず、水溶液のままの状態もある。）は、水和物スラリ戻し配管８の途中に設けた製造物状態検出部９において、製造物の物性、例えば密度を検出する。そして、その測定値を判断手段１０に送り、測定された物性から製造物の状態が水溶液のままの状態であるか、水和数の少ない水和物を含む水和物スラリ（以下、第一水和物スラリという）に変化しているかまたは水和数の大きい水和物を含む水和物スラリ（以下、第二水和物スラリという）に変化しているかのいずれであるかの判断をする。
【００２６】
そして、製造物が水溶液のままの状態であるかまたは第一水和物スラリと判断された場合には、判断手段１０からの指令に基づき、戻し配管８の途中に設けた三方弁１１を作動させ、製造物が蓄熱槽１に戻らずに、戻し配管８と水溶液供給配管４を結ぶバイパス管１２を通って水溶液供給配管４に流れるようにする。
また、同時に、水溶液供給配管４に設けた開閉弁１３を閉じて、蓄熱槽１内の水溶液が水和物スラリ製造熱交換器２および３に供給されないようにする。
【００２７】
このようにすると、水和物スラリ製造熱交換器２および３を出た製造物は、戻し配管８→製造物状態検出部９→バイパス管１２→水溶液供給配管４→水溶液供給ポンプ５→水和物スラリ製造熱交換器２および３→戻し配管８という閉鎖回路を循環するようになる。このように循環する製造物の物性は、再び前記製造物状態検出部９において検出され、検出された物性値に基づいて製造物が前述したようにどのような状態であるかの判断が判断手段１０で判断される。
【００２８】
そして、製造物が第二水和物スラリに変化していると判断された場合には、判断手段１０からの指令に基づき、戻し配管８の途中に設けた三方弁１１を作動させ、製造物が蓄熱槽１に戻るようにする。また、同時に、水溶液供給配管４に設けた開閉弁１３を開いて、蓄熱槽１内の水溶液が水和物スラリ製造熱交換器２および３に供給されるようにする。
【００２９】
そして、再び水和物スラリ製造熱交換器２および３を出た製造物の状態を判断して、上述したような処理を繰り返す。
上記のような運転を１回または複数回繰り返すことで、蓄熱槽１には一定量以上の第二水和物を含む水和物スラリが貯蔵される。これらの水和物スラリは、第一水和物から第二水和物への転移を促進する核となり、第二水和物スラリを早期に効率良く製造することができる。
【００３０】
なお、図１においては、三方弁１１が戻し配管８の途中に、開閉弁１３が水溶液供給配管４の途中に設けられているが、三方弁１１を水溶液供給配管４の途中に、開閉弁１３を戻し配管８の途中に設けても良い。
【００３１】
製造物状態検出部９において使用する計器は、製造物の物性から製造物が水溶液のままか、第一水和物スラリか、または第二水和物スラリかが判断できる物性を検出できるものであればよい。第一水和物と第二水和物とは、生成温度、密度、同一温度における水和物スラリの固相分率・熱密度、水和物の粒度等が異なるので、密度計、質量密度計、電磁流量計、温度計、導電率計、静電容量計、差圧計、熱量計、固相分率計、粘度計、電力計、液位計、音波計、粒度分布計、屈折率計、圧力計等を単独または組み合わせて使用することにより、検出した製造物である水和物の種類を判断することができる。
【００３２】
この水和物スラリの製造方法に用いられる水和数の異なる水和物を生成させる水溶液は、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｎ−ブチルフォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサルフォニウム塩等の水溶液のいずれかの水溶液である。
【００３３】
次に、本発明の水和物スラリの製造方法の第二の実施の形態を説明する。第一の実施の形態に基づいて製造された蓄熱槽１内の第二水和物スラリは、翌日の昼間水和物スラリ供給配管１４を通って空調機に送られ、水溶液となって水溶液戻し配管に１５より蓄熱槽１に貯蔵され、夜間電力を利用して再び水和物スラリが製造される。
【００３４】
第二の実施の形態においては、蓄熱槽１に貯蔵した第二水和物スラリを、昼間全量使用しないで一定量残しておく。水和物スラリ製造開始前の蓄熱槽１には、空調機から戻ってきた水溶液と残留した第二水和物スラリとが層別された状態で貯蔵されている。そして、水和物スラリ製造開始に当たっては、層別された水溶液と第二水和物スラリとを混合して、水溶液中に第二水和物スラリが均等に分散されている状態、あるいは第二水和物スラリが混合の過程で融解した状態にする。
【００３５】
このように混合した水溶液あるいは第二水和物スラリを、水和物スラリ製造熱交換器２および３に送り冷却する。このようにすると、混合した水溶液あるいは第二水和物スラリが核となって、水溶液から新たな第二水和物スラリが生成され、第一水和物スラリの生成が阻止される。したがって、この実施の形態の場合には、第一の実施の形態のように、第二水和物スラリが生成される迄、製造物を水和物スラリ製造熱交換器２および３を含む閉鎖回路で循環させる必要はなく、製造された水和物スラリを、直ちに蓄熱槽１に戻してもよい。
【００３６】
なお、水溶液と混合する第二水和物スラリは、第二水和物スラリを専用に製造する設備を設け、そこで製造したものを蓄熱槽１で混合してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
この発明により、水和物スラリ中に過冷却された水和物が存在しないとともに、水和物スラリの流動性が低下することもないので、水和物スラリ製造熱交換器をコンパクトにできるとともに、水溶液を供給するための動力も低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水和物スラリの製造方法の第一の実施の形態を適用する水和物スラリ製造装置の構成図である。
【図２】水和物スラリを冷熱媒体として使用した空調システムの一例を示す図である。
【図３】水溶液濃度と水和物スラリ生成温度との関係を示すグラフである。
【図４】水和物スラリの経時的な温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 蓄熱槽
２、３水和物スラリ製造熱交換器
４水溶液供給配管
５水溶液供給ポンプ
６冷凍機
７冷水供給ポンプ
８水和物スラリ戻し配管
９製造物状態検出部
１０ 判断手段
１１ 三方弁
１２ バイパス管
１３ 開閉弁
１４ 水和物スラリ供給配管
１５ 水溶液戻し配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a hydrate slurry used for conveying cold heat in a regenerative cooling air conditioning system or an industrial cold utilization system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in building air conditioning and district air conditioning, ice slurry, hydrate slurry, cold water, etc. used as a cooling medium are manufactured using nighttime power. And these cold-heating media are stored in a storage tank, taken out in the daytime of the next day, and used.
[0003]
FIG. 2 is a diagram showing an example of an air conditioning system using the above-described hydrate slurry as a cooling medium. An aqueous solution 22 in which a wettable powder stored in a night storage tank 21 is dissolved is used for heat for slurry production. A slurry 26 is produced by exchanging heat with cold water 25 of about 4 ° C. sent from the refrigeration equipment 24 to the exchanger 23, and stored in the storage tank 21. Accordingly, the aqueous solution 22 and the hydrate slurry 26 are accommodated in the storage tank 21 at the same time, and the proportion of the hydrate slurry 26 increases at night.
[0004]
The hydrate slurry 26 stored in the storage tank 21 is opened through the hydrate slurry supply pipe 30, which is piped between the storage tank 21 and the air conditioner 28 or indoor unit 29, during the daytime of the next day. Then, it is sent to the air conditioner 28 and the indoor unit 29 and exchanges heat with the indoor air to become the aqueous solution 22 again. Then, the aqueous solution 22 is returned to the storage tank 21 through the aqueous solution return pipe 31. The aqueous solution 22 stored in the storage tank 21 is sent again to the slurry production heat exchanger 23 at night, and a hydrate slurry 26 is generated.
[0005]
The hydrate slurry used as a cooling medium in this way is, for example, an aqueous solution of tetra n-butylammonium salt, tetraiso-amylammonium salt, tetran-butylphosphonium salt, triiso-amylsulfonium salt, etc. It is manufactured by cooling while circulating between the storage tank and the heat exchanger.
[0006]
It is known that two types of hydrates having different hydration numbers are produced in the hydrate slurry produced from the aqueous solution as described above, for example, when two types of hydrates are produced. The hydrate with the lower hydration number and lower formation temperature is defined as the first hydrate, and the hydrate with the higher hydration number and higher formation temperature is defined as the second hydrate. The hydrate slurry containing the hydrate is defined as the first hydrate slurry and the second hydrate slurry.
[0007]
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the concentration (wt%) of the aqueous solution and the temperature of the hydrate slurry produced when tetra n-butylammonium salt (TBAB) is used as the wettable powder. Hereinafter, the curve indicating the relationship between the concentration of the aqueous solution and the temperature of the hydrate slurry generated in this graph will be referred to as a hydrate generation curve.
[0008]
When the concentration of the aqueous solution in which the wettable powder is dissolved is adjusted so that the hydration number of the hydrate is equal to the molar ratio of the wettable powder in the aqueous solution, Even if the hydrate increases, the concentration of the aqueous solution becomes constant. Therefore, the temperature of the hydrate slurry is kept constant even if the proportion of hydrate in the hydrate slurry is increased.
[0009]
When tetra n-butylammonium salt (TBAB) is used as a wettable agent, the hydrate number of the first hydrate is about 26 because the aqueous solution concentration is almost constant at about 11.8 ° C. at about 41 wt%. It is estimated that it is about.
[0010]
When the concentration of the aqueous solution is lower than 41 wt%, the concentration of the aqueous solution in the slurry decreases as the hydrate in the hydrate slurry, which is a mixture of the aqueous solution and the hydrate, increases. Decreases along the hydrate formation curve.
[0011]
When the aqueous solution concentration is about 18% or less, the first hydrate is transferred to the second hydrate, so that the temperature of the hydrate slurry decreases along the curve A. However, even if the aqueous solution concentration is about 18% or less, the first hydrate may not be transferred to the second hydrate. At that time, the temperature of the hydrate slurry is lower than the curve A. Decrease along curve B.
[0012]
That is, when cooling is started from the concentration of the aqueous solution in which only the first hydrate is generated, as shown in the graph of FIG. 4 even after entering the region of the concentration and temperature of the aqueous solution in which the second hydrate is generated. The temperature of the hydrate slurry decreases along the generation curve of the first hydrate, and the concentration of the aqueous solution also decreases with the formation of the hydrate. It has been found that if the cooling is further continued, a second hydrate begins to be formed, and at the same time the temperature of the hydrate slurry increases.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the hydrate slurry is used as a cooling medium for a building air conditioning or a district cooling / heating system as described above, there are the following problems.
[0014]
As described above, when producing a hydrate slurry, the aqueous solution stored in the hydrate slurry storage tank is sent to a slurry production heat exchanger to be cooled, and the hydrate slurry containing the hydrate is removed. To manufacture. The produced hydrate slurry is returned to the hydrate slurry storage tank.
[0015]
Even when the concentration of the aqueous solution in the hydrate slurry is 18 wt% or less, the slurry of the first hydrate exists and does not transfer to the second hydrate produced at a higher temperature than the first hydrate. If it exists in the supercooled state, the temperature difference from the chilled water of about 4 ° C. sent from the refrigerator to the heat exchanger becomes small. Therefore, in order to store the cold energy required in the cold energy utilization system, the heat exchanger The heat transfer area must be increased.
[0016]
In addition, when the transition from the supercooled first hydrate slurry to the second hydrate slurry occurs, a phenomenon in which viscosity increases and fluidity decreases is observed. Power increases.
[0017]
Therefore, if there is a method for producing a hydrate slurry so that the first hydrate does not exist in a supercooled state, the above problems can be solved. A manufacturing method has not been established.
[0018]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and a hydrate that can produce a hydrate slurry in a state where the hydrate does not exist in a supercooled state. It aims at providing the manufacturing method of a slurry.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
(1) The method of producing the hydrate slurry according to the invention, an aqueous solution prepared by dissolving wettable powder stored in the storage tank is cooled by a heat exchanger, two or more kinds of hydrated with different hydration number the method of manufacturing a hydrate slurry that generates an object, the aqueous solution which has been cooled by the heat exchanger, or a remain of the aqueous solution, to hydrate slurry containing less hydrates of the hydration number determining whether the changes in the hydrate slurry comprising or greater hydrate hydration number has changed, hydrated including status as or less hydrate hydration number, remains of the aqueous solution when it is determined that the object slurry, without returning it to the storage tank, when it is determined that the change in the hydrate slurry containing large hydrate hydration number, this said storage tank It is characterized by returning.
[0020]
(2) A method of manufacturing a hydrate slurry according to the present invention, an aqueous solution prepared by dissolving wettable powder stored in the storage tank is cooled by a heat exchanger, the number of different two or more kinds of hydrated the method of manufacturing a hydrate slurry that generates a hydrate, prior to the start of production of the hydrate slurry and hydrate slurry containing larger hydrate of a certain amount or more of the number of hydrates in the storage tank and mixing the aqueous solution, by further cooling to the heat exchanger, it is characterized in that to produce the hydrate slurry containing larger hydrate hydration number.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a hydrate slurry manufacturing apparatus to which the first embodiment of the hydrate slurry manufacturing method of the present invention is applied.
[0022]
The hydrate slurry manufacturing apparatus includes a heat storage tank 1 for storing a hydrate slurry and an aqueous solution for manufacturing the hydrate slurry, and a hydrate for manufacturing a hydrate slurry by cooling the aqueous solution in the heat storage tank 1. Slurry production heat exchangers 2 and 3, an aqueous solution supply pump 5 for supplying the aqueous solution in the heat storage tank 1 to the hydrate slurry production heat exchangers 2 and 3 through the aqueous solution supply pipe 4, and a hydrate slurry production heat exchanger A refrigerator 6 for producing cold water to be cooled in 2 and 3, a cold water supply pump 7 for supplying the cold water produced by the refrigerator 6 to the hydrate slurry production heat exchangers 2 and 3, and a hydrate slurry production heat exchange It comprises a hydrate slurry produced in the vessels 2 and 3 (hereinafter referred to as a product state detector 9 provided in the middle of a hydrate slurry return pipe 8 for returning the product to the heat storage tank 1).
[0023]
When the hydrate slurry is produced by this production apparatus based on the hydrate slurry production method of the present invention, it is carried out as follows. The aqueous solution in the heat storage tank 1 is supplied to the hydrate slurry manufacturing heat exchangers 2 and 3 by the aqueous solution supply pump 5 through the aqueous solution supply pipe 4. The hydrate slurry production heat exchangers 2 and 3 are supplied with cold water produced by the refrigerator 6 by a cold water supply pump 7, and the aqueous solution is cooled by cold water in the hydrate slurry production heat exchangers 2 and 3. And a hydrate slurry is produced.
[0024]
In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a hydrate slurry supply pipe for supplying hydrate slurry to the air conditioner, and reference numeral 15 denotes an aqueous solution after the hydrate slurry has exchanged heat with air in the air conditioner 1. The detailed description of this system is omitted since it is not directly related to the present invention.
[0025]
The manufactured hydrate slurry (the hydrate slurry is not generated depending on the conditions and may remain in an aqueous solution) is a product state detection unit provided in the middle of the hydrate slurry return pipe 8. In 9, the physical properties of the product, such as density, are detected. Then, the measured value is sent to the judging means 10, and the hydrate slurry containing the hydrate having a low hydration number (hereinafter referred to as the first hydrate slurry) (hereinafter referred to as the first hydrate slurry) from the measured physical properties. Hydrate slurry) or a hydrate slurry containing a hydrate with a high hydration number (hereinafter referred to as a second hydrate slurry). To do.
[0026]
When the product is in an aqueous solution state or is determined to be a first hydrate slurry, the three-way valve 11 provided in the middle of the return pipe 8 is operated based on a command from the determination means 10. The product does not return to the heat storage tank 1 but flows to the aqueous solution supply pipe 4 through the bypass pipe 12 connecting the return pipe 8 and the aqueous solution supply pipe 4.
At the same time, the on-off valve 13 provided in the aqueous solution supply pipe 4 is closed so that the aqueous solution in the heat storage tank 1 is not supplied to the hydrate slurry manufacturing heat exchangers 2 and 3.
[0027]
In this way, the products exiting the hydrate slurry production heat exchangers 2 and 3 are returned to the return pipe 8 → the product state detection unit 9 → the bypass pipe 12 → the aqueous solution supply pipe 4 → the aqueous solution supply pump 5 → hydration. The product slurry production heat exchangers 2 and 3 are circulated through a closed circuit of the return pipe 8. The physical property of the product thus circulated is detected again by the product state detector 9, and the judgment means determines the state of the product as described above based on the detected physical property value. 10 is judged.
[0028]
When it is determined that the product has changed to the second hydrate slurry, the three-way valve 11 provided in the middle of the return pipe 8 is actuated based on the command from the determination means 10, and the product To return to the heat storage tank 1. At the same time, the on-off valve 13 provided in the aqueous solution supply pipe 4 is opened so that the aqueous solution in the heat storage tank 1 is supplied to the hydrate slurry manufacturing heat exchangers 2 and 3.
[0029]
Then, the state of the product leaving the hydrate slurry production heat exchangers 2 and 3 is judged again, and the above-described processing is repeated.
By repeating the above operation once or a plurality of times, the heat storage tank 1 stores a hydrate slurry containing a predetermined amount or more of the second hydrate. These hydrate slurries serve as nuclei that promote the transition from the first hydrate to the second hydrate, and the second hydrate slurry can be produced quickly and efficiently.
[0030]
In FIG. 1, the three-way valve 11 is provided in the middle of the return pipe 8, and the on-off valve 13 is provided in the middle of the aqueous solution supply pipe 4, but the three-way valve 11 is provided in the middle of the aqueous solution supply pipe 4. May be provided in the middle of the return pipe 8.
[0031]
The instrument used in the product state detection unit 9 can detect a physical property from which the product can be determined whether it is an aqueous solution, a first hydrate slurry, or a second hydrate slurry. I just need it. Since the first hydrate and the second hydrate are different in formation temperature, density, solid fraction / heat density of hydrate slurry at the same temperature, particle size of hydrate, etc., density meter, mass density Meter, electromagnetic flow meter, thermometer, conductivity meter, capacitance meter, differential pressure meter, calorimeter, solid phase fraction meter, viscometer, power meter, liquid level meter, sonic meter, particle size distribution meter, refractometer By using a pressure gauge or the like alone or in combination, the type of hydrate that is the detected product can be determined.
[0032]
Aqueous solutions for producing hydrates having different hydration numbers used in the method for producing hydrate slurry are tetra n-butylammonium salt, tetraiso-amylammonium salt, tetra n-butylphosphonium salt, triiso. -Any aqueous solution of an amylsulfonium salt or the like.
[0033]
Next, a second embodiment of the method for producing a hydrate slurry of the present invention will be described. The second hydrate slurry in the heat storage tank 1 manufactured based on the first embodiment is sent to the air conditioner through the daytime hydrate slurry supply pipe 14 on the next day to be converted into an aqueous solution. It is stored in the heat storage tank 1 from 15 in the pipe, and the hydrate slurry is produced again using the nighttime power.
[0034]
In the second embodiment, a certain amount of the second hydrate slurry stored in the heat storage tank 1 is left without being used in the daytime. In the heat storage tank 1 before the start of hydrate slurry production, the aqueous solution returned from the air conditioner and the remaining second hydrate slurry are stored in a layered state. In starting the hydrate slurry production, the layered aqueous solution and the second hydrate slurry are mixed, and the second hydrate slurry is evenly dispersed in the aqueous solution, or the second hydrate slurry is mixed. The hydrate slurry is melted during the mixing process.
[0035]
The mixed aqueous solution or second hydrate slurry is sent to the hydrate slurry production heat exchangers 2 and 3 and cooled. In this way, the mixed aqueous solution or the second hydrate slurry serves as a nucleus, and a new second hydrate slurry is generated from the aqueous solution, thereby preventing the generation of the first hydrate slurry. Thus, in this embodiment, as in the first embodiment, the product is closed including the hydrate slurry manufacturing heat exchangers 2 and 3 until a second hydrate slurry is produced. There is no need to circulate in the circuit, and the produced hydrate slurry may be immediately returned to the heat storage tank 1.
[0036]
In addition, the 2nd hydrate slurry mixed with aqueous solution may provide the equipment which manufactures a 2nd hydrate slurry exclusively, and what was manufactured there may be mixed with the thermal storage tank 1. FIG.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is no hydrated supercooled hydrate in the hydrate slurry, and the fluidity of the hydrate slurry is not lowered, so that the heat exchanger for producing the hydrate slurry can be made compact. The power for supplying the aqueous solution can also be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a hydrate slurry manufacturing apparatus to which a first embodiment of a method for manufacturing a hydrate slurry of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an air conditioning system using a hydrate slurry as a cooling medium.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between aqueous solution concentration and hydrate slurry formation temperature.
FIG. 4 is a graph showing temperature change of a hydrate slurry with time.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat storage tank 2, Trihydrate slurry manufacture heat exchanger 4 Aqueous solution supply piping 5 Aqueous solution supply pump 6 Refrigerator 7 Cold water supply pump 8 Hydrate slurry return piping 9 Product state detection part 10 Judgment means 11 Three-way valve 12 Bypass Pipe 13 On-off valve 14 Hydrate slurry supply pipe 15 Aqueous solution return pipe

Claims (2)

貯蔵タンクに貯蔵された水和剤を溶解させた水溶液を熱交換器により冷却して、水和数の異なる２種類以上の水和物を生成する水和物スラリの製造方法において、前記熱交換器により冷却された前記水溶液が、水溶液のままの状態であるか、水和数の少ない水和物を含む水和物スラリに変化しているかまたは水和数の大きい水和物を含む水和物スラリに変化しているかを判断し、水溶液のままの状態であるか、または水和数の少ない水和物を含む水和物スラリであると判断したときには、前記貯蔵タンクにこれを戻さず、水和数の大きい水和物を含む水和物スラリに変化していると判断したときは、前記貯蔵タンクにこれを戻すことを特徴とする水和物スラリの製造方法。An aqueous solution prepared by dissolving wettable powder stored in the storage tank is cooled by a heat exchanger, in the manufacturing method of the hydrate slurry that generates two or more kinds of hydrates of different hydration number, said thermal water containing the aqueous solution which is cooled by the exchanger, or a remain of the aqueous solution, whether or large hydrate hydration number is changed to hydrate slurry containing less hydrates of the hydration number determining whether the changes to the hydrate slurry when it is determined that the hydrate slurry containing state as or less hydrate hydration number, remains of the aqueous solution, which the storage tank the not returned, when it is determined that the change in the hydrate slurry containing larger hydrates number hydration method for producing a hydrate slurry and returning it to the storage tank. 貯蔵タンクに貯蔵された水和剤を溶解させた水溶液を熱交換器により冷却して、水和数の異なる２種類以上の水和物を生成する水和物スラリの製造方法において、水和物スラリの製造開始に先立ち、前記貯蔵タンクに一定量以上の水和数のより大きい水和物を含む水和物スラリと前記水溶液とを混合し、前記熱交換器により冷却することにより、水和数のより大きい水和物を含む水和物スラリを製造することを特徴とする水和物スラリの製造方法。An aqueous solution prepared by dissolving wettable powder stored in the storage tank is cooled by a heat exchanger, in the manufacturing method of the hydrate slurry that generates two or more kinds of hydrates of different hydration number, hydrated prior to the start of production of goods slurry, said mixing the said aqueous solution and hydrate slurry containing larger hydrate of a certain amount or more of the number of hydrates in storage tanks, by more cooling to the heat exchanger, method for producing a hydrate slurry, characterized in that to produce the hydrate slurry containing larger hydrate of the number of hydrates.
JP2001137169A 2001-05-08 2001-05-08 Method for producing hydrate slurry Expired - Fee Related JP4449248B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001137169A JP4449248B2 (en) 2001-05-08 2001-05-08 Method for producing hydrate slurry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001137169A JP4449248B2 (en) 2001-05-08 2001-05-08 Method for producing hydrate slurry

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2002333167A JP2002333167A (en) 2002-11-22
JP2002333167A5 JP2002333167A5 (en) 2007-06-14
JP4449248B2 true JP4449248B2 (en) 2010-04-14

Family

ID=18984315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001137169A Expired - Fee Related JP4449248B2 (en) 2001-05-08 2001-05-08 Method for producing hydrate slurry

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4449248B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4905172B2 (en) * 2007-02-14 2012-03-28 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 Thermal storage method and apparatus
CN102798309B (en) * 2012-08-13 2014-09-10 上海交通大学 Hydrate slurry heat storage device and heat storage method as well as hydrate heat storage air-conditioning system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002333167A (en) 2002-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Selvnes et al. Review on cold thermal energy storage applied to refrigeration systems using phase change materials
Cheralathan et al. Performance analysis on industrial refrigeration system integrated with encapsulated PCM‐based cool thermal energy storage system
Omara et al. Improving the performance of air conditioning systems by using phase change materials: a review
Wang et al. Flow and heat transfer behaviors of phase change material slurries in a horizontal circular tube
Zhang et al. Experimental investigation of effects of supercooling on microencapsulated phase-change material (MPCM) slurry thermal storage capacities
JP2014016143A (en) Manufacturing method for hydrate slurry, manufacturing device for hydrate slurry, and hydrate heat storage type air conditioning system
Wang et al. Thermal energy harvest in the discharge of CO2 semi-clathrate hydrate in an emulated cold storage system
JP2009074750A (en) Hot water supply system
JP4449248B2 (en) Method for producing hydrate slurry
JP3407658B2 (en) Hydrate production method and apparatus
JP2001280875A (en) Method for cool storing using mixture slurry of inclusion hydrate and ice and cool storage system
JP4888521B2 (en) Hydrate slurry manufacturing equipment
US20100006255A1 (en) Energy recuperation system
JP4599733B2 (en) Hydrate slurry production equipment
JP2005029591A (en) Method for reducing flow resistance of hydrate slurry for latent heat transportation, hydrate slurry for reduced latent heat transportation and heating and cooling system using the same slurry
JPH11311454A (en) Latent heat storage type heat source system
JP2004085008A (en) Hydrate slurry manufacturing system and its operation method
Boetcher Cool Thermal Energy Storage: Water and Ice to Alternative Phase Change Materials
Lee et al. Melting of ice slurry in a tube‐in‐tube heat exchanger
JP2002060739A (en) Method for transporting cold heat, system therefor and method for operating the same
CN104582921A (en) Device and method for changing the temperature of objects
JP2007132658A (en) Generation suppression method of liquid passage of hydrate slurry
JP3956556B2 (en) Method and apparatus for producing tetra n-butylammonium bromide hydrate heat storage material slurry
JP3475901B2 (en) Hydrate slurry generator with different hydration numbers
Hu et al. Analysis of three ice melting methods in supercooled water ice-making system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070420

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070424

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070427

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees