[发明专利]水合物浆制造方法、制造装置以及水合物蓄热式空调系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水合物浆制造方法、水合物浆制造装置，以及一种水合物蓄按热式空调系统，该水合物蓄热式空调系统可在蓄热槽内生成水合物实现冷热能蓄存的蓄冷运行和利用蓄热槽内水合物的冷热能的冷热利用供冷运行之间进行切换。

背景技术

一直以来所使用的蓄热式空调系统的制冷剂回路可在利用夜间电力生成蓄热材料实现冷热能蓄存的蓄冷运行和将蓄存在这些蓄热材料中的冷热能用于白天供冷的冷热利用供冷运行之间进行切换。在这种蓄热式空调系统中，具有压缩机和热源侧热交换器的热源单元和具有利用侧热交换器的利用单元，通过蓄热材料制造装置连接在一起。而且，蓄热材料制造装置具有用于装填蓄热材料的蓄热槽、以及使蓄热槽内的蓄热材料与制冷剂进行热交换的蓄热式热交换器。

这种蓄热式空调系统中，有使用水或冰作为蓄热材料，利用夜间电力储存冷水或冰，再通过这些冷水、冰实现白天时段的供冷的水蓄热空调系统和冰蓄热空调系统。

可是，用水蓄热时，由于水的显热密度为4.2kJ/kg·K，为达到规定的蓄热量，必须增大蓄热材料制造装置的容量以加大蓄热材料的循環量。

而用冰蓄热时，由于可利用冰-水的潜热，与利用水的显热的水蓄热时相比，能够减小蓄热材料制造装置的容量。但在冰蓄热系统中，由于制冰所需的运行温度较低，会导致系统整体的效率下降。而且，由于冰是固态，无法以固体状态在空调系统内进行输送，其冷热能最终只能转化为低温冷水的显热方能加以利用。

因此，使用能够在高于冰的温度下生成、蓄热密度较高的四丁基溴化铵(TBAB)水合物浆作为蓄热材料的蓄热装置应运而生。

根据对现有技术的检索，对TBAB水溶液进行冷却时会生成潜热量、密度及其它物性不同的两种水合物，即水合度约为26的水合物(以下简称第1水合物)和水合度约为36或更高的水合物(以下简称第2水合物)，见中国专利文献号CN4304848(专利文献1)，图1为表示第1、第2水合物中水溶液浓度与生成温度之间关系的平衡线图，其中，三角形标记的连接曲线表示的是第1水合物浆的特性，圆黒标记的连接曲线表示的是水合数约为36的第2水合物浆的特性。例如，将初期TBAB水溶液浓度为25wt％的水溶液，冷却至10℃左右时会生成第1水合物，继续进行冷却，随着第1水合物生成量的増加，水合物周围的水溶液的浓度呈下降趋势。一旦冷却至8℃以下，则会生成第2水合物。而且，根据专利文献1的描述，冷却至6℃左右，第1水合物浆的储存热量为约58.5KJ/kg，而第2水合物浆的储存热量则为约112.9KJ/kg，与第1水合物相比，第2水合物作为蓄热或冷热输送介质更为理想，因此，从一开始就只生成第2水合物为佳。

但是，例如将初期浓度为11％的TBAB水溶液从过冷却度较大的状态下进行冷却时，如图14所示，约1小时后TBAB水溶液的过冷状态被解除，生成第1水合物，大约再经过1小时后第1水合物的过冷状态被解除生成第2水合物。如上所述，从过冷状态对TBAB水溶液进行冷却时，首先会生成第1水合物，要得到目标生成物即第2水合物需要更多的时间，从而会导致蓄热时的电力消耗增多且生成效率会下降。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种在冷却含有四丁基溴化铵的水溶液时，生成具备良好的蓄热性能、冷热输送介质性能的只含第2水合物浆的蓄热材料。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种在冷却含有四丁基溴化铵的水溶液时，生成具备良好的蓄热性能、冷热输送介质性能的只含第2水合物浆的蓄热材料。

一种水合物浆的制造方法，该方法是：冷却含有四丁基溴化铵的水溶液，其特征在于，将冷却温度设定为高于水合数较小的第1水合物的凝固点温度、低于水合数较大的第2水合物的凝固点温度，通过解除过冷状态，生成仅含高潜热量第2水合物的水合物浆；

所述第1水合物的水合度约为26的水合物，所述第2水合物水合度约为36或更高的水合物。

所述的水合物浆制造方法，包括以下步骤：将蓄热式热交换器通过制冷剂回路连接至冷热源；通过所述蓄热式热交换器冷却含有四丁基溴化铵的水溶液；在水溶液温度处在高于第1水合物的生成温度、低于第2水合物的生成温度的温度范围时，启动过冷却解除装置，直接生成只含有高潜热量第2水合物的水合物浆。

一种水合物浆的制造装置，该装置为用于制造只含有四丁基溴化铵第2水合物浆的水合物浆制造装置，其特征在于，包括：

蓄热槽，用于容纳四丁基溴化铵水合物；

冷热源，具有制冷剂回路；