專利名稱：Tbab漿水分離式動(dòng)態(tài)蓄冰系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及TBAB包絡(luò)化合物漿蓄冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及動(dòng)態(tài)蓄冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
四丁基溴化銨(TBAB)包絡(luò)化合物漿是一種高密度的儲(chǔ)能及潛熱輸送材料，其相變溫度為5-12°C，可以廣泛應(yīng)用于工商業(yè)的大型中央空調(diào)蓄冷系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)蓄冷是指TBAB水溶液在板式換熱器中，被降溫至過(guò)冷狀態(tài)，然后進(jìn)入過(guò)冷卻解除器，解除過(guò)冷狀態(tài)成為漿水混合物。因?yàn)門(mén)BAB水溶液在板式換熱器表面不結(jié)冰不凝固，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)靜態(tài)蓄冰系統(tǒng)冰層厚度不斷增加的現(xiàn)象，換熱效果非常好，所以動(dòng)態(tài)制冰的效率優(yōu)于靜態(tài)制冰。但是，TBAB水溶液在板式換熱器中，被降溫至過(guò)冷狀態(tài)的過(guò)冷度比較小。因而，需要很大的冷水循環(huán)量，才能保證一定的蓄冷量要求。也就是說(shuō)，相應(yīng)泵的功耗也比較大，而且該泵的揚(yáng)程要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管道管徑、長(zhǎng)度和彎頭等來(lái)確定，無(wú)法實(shí)現(xiàn)出廠前配置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種冷水循環(huán)系統(tǒng)，使大流量循環(huán)流程更短，其它流程采
用小流量為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案TBAB漿水分離式動(dòng)態(tài)蓄冰系統(tǒng)，包括有制冷主機(jī)與第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組，兩者通過(guò)不凍液送連接道構(gòu)成冷源循環(huán)，其中不凍液送連接道串聯(lián)不凍液泵，第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組與蓄冰槽通過(guò)第一漿水混合物輸送管、第一連接水管、第一水泵、第一連接水管構(gòu)成制冰循環(huán)；所述第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組包括板式換熱器，第一漿水混合物輸送管、過(guò)冷卻解除器和漿水分離器，漿水分離器另一側(cè)接第二漿水混合物輸送管道后連接到蓄冰槽，第二漿水混合物輸送管道下部一側(cè)與第一連接水管連接， 漿水分離器下部另一側(cè)依次通過(guò)第五連接水管、第四連接水管、止回閥、第二水泵、第三連接水管連接到蓄冰槽。板式換熱器、漿水分離器及第一水泵構(gòu)成相對(duì)封閉系統(tǒng)，被濃縮的TBAB漿水混合物輸送回蓄冰槽，用補(bǔ)水泵從蓄冰槽補(bǔ)充相應(yīng)水量進(jìn)入上述相對(duì)封閉系統(tǒng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是相當(dāng)封閉系統(tǒng)內(nèi)的流量和揚(yáng)程可以確定，出廠前配置水泵；相當(dāng)封閉系統(tǒng)內(nèi)管道短，揚(yáng)程小，所以水泵功耗低。補(bǔ)水量少，補(bǔ)水泵功耗低。例如原系統(tǒng)循環(huán)量Q = 500m3/h,過(guò)冷板換阻力0. 8bar,管道阻力2. Obar, 總揚(yáng)程H = 30m,功率N = 55KW ；采用本發(fā)明系統(tǒng)相對(duì)封閉系統(tǒng)循環(huán)量Q = 500m3/h,阻力 Ibar,總揚(yáng)程H = IOm,功率N = 22KW，補(bǔ)水流量Q = 62. 5m3/h,管道阻力2. Obar,總揚(yáng)程H =22m，功率 N = 5KW。若 1 年運(yùn)行 2240 小時(shí)，則節(jié)省(55-22-5) x2240 = 62720kw. h，節(jié)省 50. 9%。


圖1 現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)態(tài)制冰系統(tǒng)；圖2 為圖1中的第二動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)；圖3 本發(fā)明TBAB漿水分離式動(dòng)態(tài)蓄冰系統(tǒng)；圖4 圖3中的第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組；附圖標(biāo)記說(shuō)明1-制冷主機(jī)；2-不凍液送連接道；3-第二動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組；4-第一漿水混合物輸送管道；5-蓄冰槽；6-第一連接水管；7-第一水泵；8-第二連接水管；9-不凍液泵；10-板式換熱器；11-過(guò)冷卻解除器；12-漿水分離器；13-第二漿水混合物輸送管道；14-第三連接水管；15-第二水泵；16-第四連接水管；17-止回閥；18-第五連接水管； 19-第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例圖1是現(xiàn)有技術(shù)動(dòng)態(tài)制冰系統(tǒng)，制冷主機(jī)1與第二動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組3通過(guò)不凍液送連接道2構(gòu)成冷源循環(huán)，其中不凍液送連接道2串聯(lián)不凍液泵9作為該循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力。第二動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組3與蓄冰槽5通過(guò)第一漿水混合物輸送管4、第一連接水管6、第一水泵7、 第一連接水管8構(gòu)成制冰循環(huán)，其第一水泵7作為該循環(huán)動(dòng)力。參閱圖2所示，為了進(jìn)一步說(shuō)明系統(tǒng)阻力構(gòu)成，將第二動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組3簡(jiǎn)化為板式換熱器10，由TBAB水溶液變成漿水混合物的循環(huán)流程TBAB水溶液從蓄冰槽5流經(jīng)第一連接水管6，經(jīng)過(guò)第一水泵7加壓經(jīng)第二連接水管8進(jìn)入換熱器10被過(guò)冷，過(guò)冷后的溶液在過(guò)冷卻解除器11解除過(guò)冷狀態(tài)，成為T(mén)BAB的漿水混合物，通過(guò)第一輸送管4流回蓄冰槽5。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，考慮要求板式換熱器10、過(guò)冷卻解除器11、第一漿水混合物輸送管4、第一連接水管6、第二連接水管8阻力，選擇第一水泵7揚(yáng)程，第一漿水混合物輸送管4、第一連接水管6、第二連接水管8為同一管徑，第一漿水混合物輸送管4、第一連接水管6、第二連接水管8的長(zhǎng)度與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝位置有關(guān)，通常為30-300米，該部分管道是系統(tǒng)主要流動(dòng)阻力源。參閱圖3所示，包括有制冷主機(jī)1與第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組19，兩者通過(guò)不凍液送連接道2構(gòu)成冷源循環(huán)，其中不凍液送連接道2串聯(lián)不凍液泵9，第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組19與蓄冰槽 5通過(guò)第一漿水混合物輸送管4、第一連接水管6、第一水泵7、第一連接水管8構(gòu)成制冰循環(huán)；第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組19包括板式換熱器10，第一漿水混合物輸送管4上依次安裝有過(guò)冷卻解除器11和漿水分離器12，漿水分離器12另一側(cè)接第二漿水混合物輸送管道13后連接到蓄冰槽5，第二漿水混合物輸送管道13下部一側(cè)與第一連接水管6連接，漿水分離器12 下部另一側(cè)依次通過(guò)第五連接水管18、第四連接水管16、止回閥17、第二水泵15、第三連接水管14連接到蓄冰槽5，第四連接水管16在第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組19的外部，第五連接水管 18在內(nèi)部，兩者需要用法蘭連接。工作過(guò)程是低濃度的漿水混合物(冰質(zhì)量含量約2.5%) 通過(guò)第一漿水混合物輸送管4進(jìn)入漿水分離器12，水被分離從下部流向第一連接水管6，經(jīng)第一水泵7加壓經(jīng)第二連接水管8進(jìn)入換熱器10被過(guò)冷，過(guò)冷溶液在過(guò)冷卻解除器11解除過(guò)冷狀態(tài)，成為T(mén)BAB的漿水混合物。通過(guò)第一漿水混合物輸送管4流入漿水分離器12， 構(gòu)成相對(duì)封閉循環(huán)系統(tǒng)。
TBAB水溶液從蓄冰槽5流經(jīng)第三連接水管14，經(jīng)過(guò)第二水泵15加壓經(jīng)第四連接水管16進(jìn)入第一連接水管6，濃縮后的漿水混合物經(jīng)第二漿水混合物輸送管道13流回蓄冰槽5。第二水泵15出水口安裝止回閥17，防止水倒流。濃縮后的漿水混合物的質(zhì)量含量決定第二水泵15流量設(shè)計(jì)，也決定第三連接水管14、第四連接水管16、第二漿水混合物輸送管道13的管徑，這三個(gè)連接管管徑是相同的。 若管道內(nèi)水流速按照1. 5m/s設(shè)計(jì)，濃縮后的漿水混合物不同濃度與15流量及第三連接水管14、第四連接水管16、第二漿水混合物輸送管道13管徑的變化關(guān)系定義A =濃縮后的漿水混合物冰的含量定義B =水泵b流量/水泵a流量定義C =連接水管d的管徑/連接水管a的管徑
~ Γ^ I-C
5%50%70. 7%
~10%25%50%
~15%16. 7%40. 8%
20%12. 5%35.4%
25%10%31.6%若濃縮后的漿水混合物冰的含量占20%，則連接水管d的管徑是原連接水管a的管徑的35.4%，水泵b流量是水泵a流量的12.5%。連接管徑減小后，材料費(fèi)用、安裝費(fèi)用和安裝空間均減小。這樣設(shè)計(jì)使相對(duì)封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)管道很短，彎頭較少，管道和彎頭的阻力很小，該系統(tǒng)水泵a流量Q1、揚(yáng)程Hl ；對(duì)封閉循環(huán)系統(tǒng)外的連接水管cl4、連接水管dl6、漿水混合物輸送管道bl3可能較長(zhǎng)，配合安裝也可能較多彎頭，流動(dòng)阻力不小，該部分水泵b流量Q2、揚(yáng)程H2。圖2系統(tǒng)水泵a的流量為Q、揚(yáng)程為H。離心泵功率=流量X揚(yáng)程X9. 81 X介質(zhì)比重+3600+泵效率，降低流量、揚(yáng)程中的任一個(gè)或兩個(gè)同時(shí)降低，均能降低離心泵功率。一般情況對(duì)于一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)可認(rèn)為介質(zhì)比重、泵效率是固定的，令K = 9. 81 X介質(zhì)比重+3600+泵效率，則離心泵功率=KX 流量X揚(yáng)程。若濃縮后的漿水混合物冰的含量占20%，假設(shè)Q = 500m3/h,則Ql = 500m3/h, Ql =62. 5m3/h，不同揚(yáng)程的泵的功率情況原系統(tǒng)水泵a的功率定義為D，D = (KXQXH)本發(fā)明系統(tǒng)水泵a及水泵b的功率定義E，E = (KXQ1 XH1+KXQ2XH2)本發(fā)明系統(tǒng)水泵功耗節(jié)省率定義F，F(xiàn) = (D-E)/D
5CN 102538098 A說(shuō)明書(shū)4/4 頁(yè)
權(quán)利要求
1.TBAB漿水分離式動(dòng)態(tài)蓄冰系統(tǒng)，包括有制冷主機(jī)(1)與第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組(19)，兩者通過(guò)不凍液送連接道( 構(gòu)成冷源循環(huán)，其中不凍液送連接道O)串聯(lián)不凍液泵(9)，第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組(19)與蓄冰槽( 通過(guò)第一漿水混合物輸送管G)、第一連接水管(6)、第一水泵(7)、第一連接水管(8)構(gòu)成制冰循環(huán)；其特征在于所述第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組(19)包括板式換熱器(10)，第一漿水混合物輸送管(4)上依次安裝有過(guò)冷卻解除器(11)和漿水分離器(12)，漿水分離器(12)另一側(cè)接第二漿水混合物輸送管道(1 后連接到蓄冰槽(5)，第二漿水混合物輸送管道(1 下部一側(cè)與第一連接水管(6)連接，漿水分離器(1 下部另一側(cè)依次通過(guò)第五連接水管(18)、第四連接水管(16)、止回閥(17)、第二水泵(15)、第三連接水管(14)連接到蓄冰槽(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的TBAB漿水分離式動(dòng)態(tài)蓄冰系統(tǒng)，其特征在于所述板式換熱器 (10)、漿水分離器(12)及第一水泵(7)構(gòu)成封閉系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了TBAB漿水分離式動(dòng)態(tài)蓄冰系統(tǒng)，包括有制冷主機(jī)與第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組，兩者通過(guò)不凍液送連接道構(gòu)成冷源循環(huán)，其中不凍液送連接道串聯(lián)不凍液泵，第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組與蓄冰槽通過(guò)第一漿水混合物輸送管、第一連接水管、第一水泵、第一連接水管構(gòu)成制冰循環(huán)；所述第一動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組包括板式換熱器，第一漿水混合物輸送管上依次安裝有過(guò)冷卻解除器和漿水分離器，漿水分離器另一側(cè)接第二漿水混合物輸送管道后連接到蓄冰槽，第二漿水混合物輸送管道下部一側(cè)與第一連接水管連接，漿水分離器下部另一側(cè)依次通過(guò)第五連接水管18、第四連接水管、止回閥、第二水泵、第三連接水管連接到蓄冰槽。相當(dāng)封閉系統(tǒng)內(nèi)的流量和揚(yáng)程可以確定，出廠前配置水泵；相當(dāng)封閉系統(tǒng)內(nèi)管道短，揚(yáng)程小，所以水泵功耗低。補(bǔ)水量少，補(bǔ)水泵功耗低。
文檔編號(hào)F25C1/00GK102538098SQ201210031698
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者馮自平, 宋文吉, 高日新 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所