[发明专利]一种基于水合物作用的分体式格栅型制冷供热装置

说明书

本发明涉及一种基于水合物作用的分体式格栅型制冷供热装置，包括制热工段、制冷工段及存放水合物的储存槽，制热工段具有水合物生成器、热能设备，制冷工段具有水合物分解器、冷能设备，储存槽分别管路连通水合物生成器出料口和水合物分解器的进料口，水合物生成器分别管路连接有储气罐和储水罐，水合物生成器通过保温储液罐与热能设备形成回路连接，水合物分解器通过保温储液罐与冷能设备形成回路连接。本发明采用分体式格栅设计，可最大限度增加换热面积，水与二氧化碳气体组成的气体水合物，利用其生成时放热、分解吸热特性，通过循环结构将制冷制热两个工段相连接，实现热能和冷能的充分回收利用，系统自动化程度高，节能环保。

技术领域

本发明涉及制冷供热系统技术领域，尤其是一种基于水合物作用的分体式格栅型制冷供热装置。

背景技术

目前在制冷领域所应用的制冷剂大多采用卤代烃、氨气等，易造成臭氧空洞、气候变暖等环境问题。因此需要有一种环境友好的介质对其进行替代。气体水合物是指气体分子(或易挥发的液体分子)与水分子在一定的温度、压力、气体浓度等特定条件下所生成的笼形结晶化合物，其在生成分解过程分别对应放热、吸热过程。目前对不同种类水合物的研究中，以天然气水合物的研究居多，而CO₂水合物浆体由于其出色的流动性和热物理性能，受到了各行业技术领域的关注。

纯CO₂水合物属于I型水合物，在加入了常用的添加剂，如四氢呋喃(THF)、四丁基溴化铵(TBAB)之后，形成热力学性能更为稳定的II型水合物，使水合物在低压条件下(10bar)就能生成，并可放出大量的热量，同时CO₂水合物能够在零度以上发生相变并且具有较高的分解焓(500kJ/kg)，可替代传统制冷剂氟利昂等，有效缓解全球变暖及对臭氧层产生的破坏。同时CO₂水合物还具有出色的热力学性能，可以减少压缩机功率，提高制冷供热系统的能源利用效率。此外，通过促水合物生成剂，如十二烷基硫酸钠(SDS)、四丁基氟化铵(TBAF)等，降低水合物的相平衡条件，大大缩短水合物反应生成所需的诱导时间，提高制冷供热系统运行效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种应用于温室生产与低温贮藏一体的分体式格栅型冷供热装置，通过利用CO₂水合物生成放热、分解吸热的特性，使浆状水合物、气体和水在系统内部进行循环而实现能量转化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于水合物作用的分体式格栅型制冷供热装置，包括制热工段、制冷工段及存放水合物的储存槽，所述的制热工段具有水合物生成器、热能设备，制冷工段具有水合物分解器、冷能设备，储存槽分别管路连通水合物生成器出料口和水合物分解器的进料口，所述的水合物生成器分别管路连接有储气罐和储水罐，所述的水合物生成器通过保温储液罐与热能设备形成回路连接，水合物分解器通过保温储液罐与冷能设备形成回路连接。

具体说，水合物生成器：具有生成器壳体，生成器壳体内纵向排列有上端开口的换热格栅，所述换热格栅上端之间设有感应分液管，生成器壳体内设有分布于各换热格栅内的换热盘管，换热盘管两端分别与保温储液罐管路连接。

具体说，水合物分解器：具有分解器壳体，分解器壳体内纵向排列有密闭的制冷格栅，制冷格栅上端连接有浆料注入管，分解器壳体下端连接有圆台形的负压腔体，制冷格栅底部与负压腔体之间设有可开闭的闸板，所述的制冷格栅内设有制冷盘管，浆料注入管与储存槽之间的管路上设有膨胀阀。

所述的水合物分解器与水合物生成器之间设有气液分离器，负压腔体内的气液混合物输入气液分离器内，气液分离器的气、液出口分别与水合物生成器管路连接。

所述的水合物生成器通向储存槽的管路上设有第一水合物循环泵，储存槽通向水合物分解器的管路上设有第二水合物循环泵。