[發(fā)明專利]一種二氧化碳水合物漿蓄冷釋冷中央空調(diào)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310178031.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN103245020A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝應(yīng)明;謝振興;范興龍;楊遲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F24F5/00
• 分類號(hào): F24F5/00
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型的二氧化碳（下文都以CO₂表示）水合物漿蓄冷空調(diào)裝置。特別是涉及一種采用CO₂水合物漿作為蓄冷劑和載冷劑的制冷機(jī)技術(shù)，屬于制冷工程和化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)工作和生活環(huán)境提出了更高的要求。許多商場(chǎng)、賓館、寫字樓、民用住宅都設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)，導(dǎo)致我國電力需求增長非常迅速，尤其是一天內(nèi)用電高峰與低谷差距在不斷拉大，電網(wǎng)運(yùn)行的不均勻情況日趨嚴(yán)重，極大地影響了發(fā)電的成本和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。蓄冷空調(diào)技術(shù)是一種非常有效的“移峰填谷”技術(shù)，一般采用冰或冰漿作為載冷劑。冰或冰漿生成溫度一般在0℃以下，導(dǎo)致制冰過程中，制冷系統(tǒng)效率低下，并不節(jié)能。而且，當(dāng)冰或冰漿作為蓄冷劑時(shí)，由于其相變溫度(0℃)遠(yuǎn)低于中央空調(diào)的冷凍水溫(7℃)，因此必須單獨(dú)配蓄冷專用冷凍機(jī)組才能滿足要求，這就增加了一次投資，而且其能效比(COP)比普通空調(diào)低25%左右。尋找一種相變溫度和冷凍水溫度相近的蓄冷介質(zhì)，和空調(diào)用冷凍機(jī)組結(jié)合，這將能大大減少企業(yè)的一次投資和運(yùn)行成本，并且提高蓄冷的能效比，從而真正達(dá)到節(jié)能和合理利用能源的目的，本發(fā)明的一種二氧化碳水合物漿蓄冷釋冷中央空調(diào)裝置可以滿足這方面的要求。

CO₂水合物漿是新一代兩相蓄冷介質(zhì)，它是由一些細(xì)小的CO₂水合物微粒懸浮于水中而形成的一種類似冰漿的固液兩相懸浮液，在5～12℃溫度范圍內(nèi)具有很高的熱量密度，在零度以上的溫度就可以生成，與常規(guī)空調(diào)兼容性好，蓄冷效率高，換熱效率高，化學(xué)穩(wěn)定性好，而且具有很好的抽吸和運(yùn)輸性質(zhì)。空調(diào)系統(tǒng)若使用CO₂水合物漿作為蓄冷劑和載冷劑具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）CO₂和水都是非常環(huán)保和廉價(jià)的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境非常友好；2）具有很高的蓄冷密度，固相比率為10%的CO₂水合物漿，，其熱量密度是冷卻水的2-3倍；3）CO₂水合物在零度以上生成，可以采用常規(guī)冷水機(jī)組制備，比冰蓄冷節(jié)能約40%；4）CO₂水合物漿流動(dòng)性好，可以作為載冷劑直接輸送到室內(nèi)冷風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)盤管中放冷，放冷速度快，可以快速響應(yīng)冷負(fù)荷的變化。

本發(fā)明采用壓縮式制冷循環(huán)來制備CO₂水合物漿。由于CO₂的臨界溫度只有31℃，所以夏季制備CO₂水合物漿時(shí)，宜采用跨臨界循環(huán)的方式，排熱過程在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行，沒有相變的產(chǎn)生。CO₂制冷循環(huán)的壓縮比要比常規(guī)工質(zhì)制冷循環(huán)的低，其容積效率可維持在較高的水平，高的容積制冷量使設(shè)備更緊湊；高的流體密度使壓縮機(jī)進(jìn)一步小型化，連接管道變細(xì)。

在已有專利號(hào)為201110415274.3名稱為《一種具有制冷功能的水合物蓄冷系統(tǒng)》的專利中，公開了一種以水合物為蓄冷介質(zhì)的蓄冷裝置。裝置中，高壓氣瓶提供驅(qū)動(dòng)力和水合物生成所需的高壓條件，低壓氣瓶可以回收過量的氣體和水合物分解后的氣體。其裝置充分利用了水合物及其分解形成的高壓氣體的潛熱，具有高效，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便等特點(diǎn)，但缺點(diǎn)是蓄冷裝置受到高壓氣瓶和低壓氣瓶的影響，不能長時(shí)間運(yùn)行，因?yàn)楫?dāng)高壓氣瓶的壓力降低時(shí)，提供不了足夠的驅(qū)動(dòng)能量和水合物生成所需壓力；專利號(hào)為200820056062.4名稱為《一種氣體水合物蓄冷/儲(chǔ)氣的可視化裝置》的專利中，公開了一種具有蓄冷功能的可視化裝置。該裝置采用攪拌和恒溫水浴的方法來減少水合物生成的時(shí)間，驅(qū)動(dòng)能源也是一個(gè)高壓氣瓶，因此該裝置不能長時(shí)間運(yùn)行，并且該裝置缺少釋冷裝置只起到蓄冷作用，水合物反應(yīng)釜尺寸小，蓄冷量較小，不能滿足較大空間的冷量要求；專利號(hào)為201210137361名稱為《一種CO₂水合物漿循環(huán)蓄冷釋冷型的汽車空調(diào)裝置》的專利中，公開了一種基于CO₂水合物漿的蓄冷釋冷汽車空調(diào)裝置，其采用了兩個(gè)水合反應(yīng)釜來同時(shí)進(jìn)行蓄冷和釋冷的過程，同時(shí)采用了節(jié)流閥來對(duì)CO₂進(jìn)行降溫降壓。該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，需要進(jìn)一步優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種CO₂水合物漿蓄冷釋冷中央空調(diào)裝置，其中，采用膨脹機(jī)替換節(jié)流閥，降低了能耗，大大提高了制冷效率；且通過只采用一個(gè)水合物反應(yīng)釜來進(jìn)行蓄冷和釋冷的過程，使用時(shí)既可以在不同的時(shí)間段分別進(jìn)行蓄冷和釋冷的過程，也可以同時(shí)進(jìn)行蓄冷釋冷的過程，適合在中央空調(diào)中使用，減少了裝置的體積，也降低了制造成本。