[發明專利]一種基于水合物作用的分體式格柵型制冷供熱裝置

有效

• 申請號: 202110451163.1
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113175767B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 周詩崠;張雪艷;俞韓俊;呂曉方;李恩田;董亮
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B41/40;F25B49/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發明涉及一種基于水合物作用的分體式格柵型制冷供熱裝置，包括制熱工段、制冷工段及存放水合物的儲存槽，制熱工段具有水合物生成器、熱能設備，制冷工段具有水合物分解器、冷能設備，儲存槽分別管路連通水合物生成器出料口和水合物分解器的進料口，水合物生成器分別管路連接有儲氣罐和儲水罐，水合物生成器通過保溫儲液罐與熱能設備形成回路連接，水合物分解器通過保溫儲液罐與冷能設備形成回路連接。本發明采用分體式格柵設計，可最大限度增加換熱面積，水與二氧化碳氣體組成的氣體水合物，利用其生成時放熱、分解吸熱特性，通過循環結構將制冷制熱兩個工段相連接，實現熱能和冷能的充分回收利用，系統自動化程度高，節能環保。

技術領域

本發明涉及制冷供熱系統技術領域，尤其是一種基于水合物作用的分體式格柵型制冷供熱裝置。

背景技術

目前在制冷領域所應用的制冷劑大多采用鹵代烴、氨氣等，易造成臭氧空洞、氣候變暖等環境問題。因此需要有一種環境友好的介質對其進行替代。氣體水合物是指氣體分子(或易揮發的液體分子)與水分子在一定的溫度、壓力、氣體濃度等特定條件下所生成的籠形結晶化合物，其在生成分解過程分別對應放熱、吸熱過程。目前對不同種類水合物的研究中，以天然氣水合物的研究居多，而CO₂水合物漿體由于其出色的流動性和熱物理性能，受到了各行業技術領域的關注。

純CO₂水合物屬于I型水合物，在加入了常用的添加劑，如四氫呋喃(THF)、四丁基溴化銨(TBAB)之后，形成熱力學性能更為穩定的II型水合物，使水合物在低壓條件下(10bar)就能生成，并可放出大量的熱量，同時CO₂水合物能夠在零度以上發生相變并且具有較高的分解焓(500kJ/kg)，可替代傳統制冷劑氟利昂等，有效緩解全球變暖及對臭氧層產生的破壞。同時CO₂水合物還具有出色的熱力學性能，可以減少壓縮機功率，提高制冷供熱系統的能源利用效率。此外，通過促水合物生成劑，如十二烷基硫酸鈉(SDS)、四丁基氟化銨(TBAF)等，降低水合物的相平衡條件，大大縮短水合物反應生成所需的誘導時間，提高制冷供熱系統運行效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本發明提供一種應用于溫室生產與低溫貯藏一體的分體式格柵型冷供熱裝置，通過利用CO₂水合物生成放熱、分解吸熱的特性，使漿狀水合物、氣體和水在系統內部進行循環而實現能量轉化。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于水合物作用的分體式格柵型制冷供熱裝置，包括制熱工段、制冷工段及存放水合物的儲存槽，所述的制熱工段具有水合物生成器、熱能設備，制冷工段具有水合物分解器、冷能設備，儲存槽分別管路連通水合物生成器出料口和水合物分解器的進料口，所述的水合物生成器分別管路連接有儲氣罐和儲水罐，所述的水合物生成器通過保溫儲液罐與熱能設備形成回路連接，水合物分解器通過保溫儲液罐與冷能設備形成回路連接。

具體說，水合物生成器：具有生成器殼體，生成器殼體內縱向排列有上端開口的換熱格柵，所述換熱格柵上端之間設有感應分液管，生成器殼體內設有分布于各換熱格柵內的換熱盤管，換熱盤管兩端分別與保溫儲液罐管路連接。

具體說，水合物分解器：具有分解器殼體，分解器殼體內縱向排列有密閉的制冷格柵，制冷格柵上端連接有漿料注入管，分解器殼體下端連接有圓臺形的負壓腔體，制冷格柵底部與負壓腔體之間設有可開閉的閘板，所述的制冷格柵內設有制冷盤管，漿料注入管與儲存槽之間的管路上設有膨脹閥。

所述的水合物分解器與水合物生成器之間設有氣液分離器，負壓腔體內的氣液混合物輸入氣液分離器內，氣液分離器的氣、液出口分別與水合物生成器管路連接。

所述的水合物生成器通向儲存槽的管路上設有第一水合物循環泵，儲存槽通向水合物分解器的管路上設有第二水合物循環泵。