CN102538098B - Tbab浆水分离式动态蓄冰*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了TBAB浆水分离式动态蓄冰***，包括有制冷主机与第一动态制冰机组，两者通过不冻液送连接道构成冷源循环，其中不冻液送连接道串联不冻液泵，第一动态制冰机组与蓄冰槽通过第一浆水混合物输送管、第一连接水管、第一水泵、第一连接水管构成制冰循环；所述第一动态制冰机组包括板式换热器，第一浆水混合物输送管上依次安装有过冷却解除器和浆水分离器，浆水分离器另一侧接第二浆水混合物输送管道后连接到蓄冰槽，浆水分离器下部一侧与第一连接水管连接，浆水分离器下部另一侧依次通过第五连接水管18、第四连接水管、止回阀、第二水泵、第三连接水管连接到蓄冰槽。相当封闭***内的流量和扬程可以确定，出厂前配置水泵；相当封闭***内管道短，扬程小，所以水泵功耗低。补水量少，补水泵功耗低。

Description

TBAB浆水分离式动态蓄冰***
技术领域
本发明涉及TBAB包络化合物浆蓄冷技术领域，尤其涉及动态蓄冷***。 
背景技术
四丁基溴化铵（TBAB）包络化合物浆是一种高密度的储能及潜热输送材料，其相变温度为5-12℃，可以广泛应用于工商业的大型中央空调蓄冷***。 
动态蓄冷是指TBAB水溶液在板式换热器中，被降温至过冷状态，然后进入过冷却解除器，解除过冷状态成为浆水混合物。因为TBAB水溶液在板式换热器表面不结冰不凝固，不会出现传统静态蓄冰***冰层厚度不断增加的现象，换热效果非常好，所以动态制冰的效率优于静态制冰。 
但是，TBAB水溶液在板式换热器中，被降温至过冷状态的过冷度比较小。因而，需要很大的冷水循环量，才能保证一定的蓄冷量要求。也就是说，相应泵的功耗也比较大，而且该泵的扬程要根据现场管道管径、长度和弯头等来确定，无法实现出厂前配置。 
发明内容
本发明的目的在于设计一种冷水循环***，使大流量循环流程更短，其它流程采用小流量。 
为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：TBAB浆水分离式动态蓄冰***，包括有制冷主机与第一动态制冰机组，两者通过不冻液送连接道构成冷源循环，其中不冻液送连接道串联不冻液泵，第一动态制冰机组与蓄冰槽通过第一浆水混合物输送管、第一连接水管、第一水泵、第一连接水管构成制冰循环；所述第一动态制冰机组包括板式换热器，第一浆水混合物输送管、过冷却解除器和浆水分离器，浆水分离器另一侧接第二浆水混合物输送管道后连接到蓄冰槽，浆水分离器下部一侧与第一连接水管连接，浆水分离器下部另一侧依次通过第五连接水管、第四连接水管、止回阀、第二水泵、第三连接水管连接到蓄冰槽。 
板式换热器、浆水分离器及第一水泵构成相对封闭***，被浓缩的TBAB浆水混合物输送回蓄冰槽，用补水泵从蓄冰槽补充相应水量进入上述相对封闭***。 
本发明与现有技术相比，具有如下优点：优点是相当封闭***内的流量和扬程可以确定，出厂前配置水泵；相当封闭***内管道短，扬程小，所以水泵功耗低。补水量少，补水泵功耗低。例如原***循环量Q＝500m3/h，过冷板换阻力0.8bar，管道阻力2.0bar，总扬程H＝30m，功率N＝55KW；采用本发明***相对封闭***循环量Q＝500m3/h，阻力1bar，总扬程H＝10m，功率N＝22KW，补水流量Q＝62.5m3/h，管道阻力2.0bar，总扬程H＝22m，功率N＝5KW。若1年运行2240小时，则节省(55-22-5)x2240＝62720kw.h，节省50.9％。 
附图说明
图1：现有技术的动态制冰***； 
图2：为图1中的第二动态制冰机组简化后的***； 
图3：本发明TBAB浆水分离式动态蓄冰***； 
图4：图3中的第一动态制冰机组； 
附图标记说明：1-制冷主机；2-不冻液送连接道；3-第二动态制冰机组；4-第一浆水混合物输送管道；5-蓄冰槽；6-第一连接水管；7-第一水泵；8-第二连接水管；9-不冻液泵；10-板式换热器；11-过冷却解除器；12-浆水分离器；13-第二浆水混合物输送管道；14-第三连接水管；15-第二水泵；16-第四连接水管；17-止回阀；18-第五连接水管；19-第一动态制冰机组。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。 
实施例： 
图1是现有技术动态制冰***，制冷主机1与第二动态制冰机组3通过不冻液送连接道2构成冷源循环，其中不冻液送连接道2串联不冻液泵9作为该循环的驱动力。第二动态制冰机组3与蓄冰槽5通过第一浆水混合物输送管4、第一连接水管6、第一水泵7、第一连接水管8构成制冰循环，其第一水泵7作为该循环动力。 
参阅图2所示，为了进一步说明***阻力构成，将第二动态制冰机组3简化板式换热器、浆水分离器及第一水泵构成相对封闭***，被浓缩的TBAB浆 为板式换热器10，由TBAB水溶液变成浆水混合物的循环流程：TBAB水溶液从蓄冰槽5流经第一连接水管6，经过第一水泵7加压经第二连接水管8进入换热器10被过冷，过冷后的溶液在过冷却解除器11解除过冷状态，成为TBAB的浆水混合物，通过第一输送管4流回蓄冰槽5。
根据***的设计流量，考虑要求板式换热器10、过冷却解除器11、第一浆水混合物输送管4、第一连接水管6、第二连接水管8阻力，选择第一水泵7扬程，第一浆水混合物输送管4、第一连接水管6、第二连接水管8为同一管径，第一浆水混合物输送管4、第一连接水管6、第二连接水管8的长度与现场设备安装位置有关，通常为30-300米，该部分管道是***主要流动阻力源。 
参阅图3所示,包括有制冷主机1与第一动态制冰机组19，两者通过不冻液送连接道2构成冷源循环，其中不冻液送连接道2串联不冻液泵9，第一动态制冰机组19与蓄冰槽5通过第一浆水混合物输送管4、第一连接水管6、第一水泵7、第一连接水管8构成制冰循环；第一动态制冰机组19包括板式换热器10，第一浆水混合物输送管4上依次安装有过冷却解除器11和浆水分离器12，浆水分离器12另一侧接第二浆水混合物输送管道13后连接到蓄冰槽5，浆水分离器12下部一侧与第一连接水管6连接，浆水分离器12下部另一侧依次通过第五连接水管18、第四连接水管16、止回阀17、第二水泵15、第三连接水管14连接到蓄冰槽5，第四连接水管16在第一动态制冰机组19的外部，第五连接水管18在内部，两者需要用法兰连接。工作过程是低浓度的浆水混合物（冰质量含量约2.5%）通过第一浆水混合物输送管4进入浆水分离器12，水被分离从下部流向第一连接水管6，经第一水泵7加压经第二连接水管8进入换热器10被过冷，过***液在过冷却解除器11解除过冷状态，成为TBAB的浆水混合物。通过第一浆水混合物输送管4流入浆水分离器12，构成相对封闭循环***。 
TBAB水溶液从蓄冰槽5流经第三连接水管14，经过第二水泵15加压经第四连接水管16进入第一连接水管6,浓缩后的浆水混合物经第二浆水混合物输送管道13流回蓄冰槽5。第二水泵15出水口安装止回阀17，防止水倒流。 
浓缩后的浆水混合物的质量含量决定第二水泵15流量设计，也决定第三连接水管14、第四连接水管16、第二浆水混合物输送管道13的管径，这三个连接管管径是相同的。若管道内水流速按照1.5m/s设计，浓缩后的浆水混合物不同浓度与15流量及第三连接水管14、第四连接水管16、第二浆水混合物输送管道13管径的变化关系： 
定义A＝浓缩后的浆水混合物冰的含量 
定义B＝水泵b流量/水泵a流量 
定义C＝连接水管d的管径/连接水管a的管径 
  A   B   C
  5％   50％   70.7％
  10％   25％   50％
  15％   16.7％   40.8％
  20％   12.5％   35.4％
  25％   10％   31.6％
若浓缩后的浆水混合物冰的含量占20％，则连接水管d的管径是原连接水管a的管径的35.4％，水泵b流量是水泵a流量的12.5％。连接管径减小后，材料费用、安装费用和安装空间均减小。 
这样设计使相对封闭循环***内管道很短，弯头较少，管道和弯头的阻力很小，该***水泵a流量Q1、扬程H1；对封闭循环***外的连接水管c14、连接水管d16、浆水混合物输送管道b13可能较长，配合安装也可能较多弯头，流动阻力不小，该部分水泵b流量Q2、扬程H2。图2***水泵a的流量为Q、扬程为H。 
离心泵功率＝流量×扬程×9.81×介质比重÷3600÷泵效率，降低流量、扬程中的任一个或两个同时降低，均能降低离心泵功率。一般情况对于一个实际***可认为介质比重、泵效率是固定的，令K＝9.81×介质比重÷3600÷泵效率，则离心泵功率＝K×流量×扬程。 
若浓缩后的浆水混合物冰的含量占20％，假设Q＝500m3/h，则Q1＝500m3/h，Q1＝62.5m3/h，不同扬程的泵的功率情况： 
原***水泵a的功率定义为D，D＝(K×Q×H) 
本发明***水泵a及水泵b的功率定义E，E＝(K×Q1×H1+K×Q2×H2) 
本发明***水泵功耗节省率定义F，F＝(D-E)/D 
  序列   H(米)   H1(米)   H2(米)   D   E   F
  1   25   10   17   12500K   6062.5K   51.5％
  2   30   10   22   15000K   6375K   57.5％
  3   35   10   27   17500K   6687.5K   61.8％
  4   40   10   32   20000K   7000K   65.0％
  5   45   10   37   22500K   7312.5K   67.5％
说明采用本发明***，能够大幅度减低***水泵能耗，尤其对于长距离的输送更为明显。 
如下是一个实际例子的测试情况，原***循环量Q＝500m3/h，过冷板换阻力0.8bar，管道阻力2.0bar，总扬程H＝30m，功率N＝55KW；采用本发明***相对封闭***循环量Q＝500m3/h，阻力1bar，总扬程H＝10m，功率N＝22KW，浓缩后的浆水混合物冰的含量占20％，补水流量Q＝62.5m3/h，管道阻力2.0bar，总扬程H＝22m，功率N＝5KW。若1年运行2240小时，则节省(55-22-5)x2240＝62720kw.h，节省50.9％。 
参阅图4所示，把板式换热器10、过冷却解除器11、浆水分离器12、第一水泵7集合在一起构成相对封闭循环***，成为新的第一动态制冰机组19。该***的流量和***阻力特性是确定的，所以可以选择常用规格的水泵，为规模化选型和生产提供了便利！ 
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。 

Claims (2)

1.TBAB浆水分离式动态蓄冰***，包括有制冷主机（1）与第一动态制冰机组（19），两者通过不冻液送连接道（2）构成冷源循环，其中不冻液送连接道（2）串联不冻液泵（9），第一动态制冰机组（19）与蓄冰槽（5）通过第一浆水混合物输送管（4）、第一连接水管（6）、第一水泵（7）、第一连接水管（8）构成制冰循环；
其特征在于：所述第一动态制冰机组（19）包括板式换热器（10），第一浆水混合物输送管（4）上依次安装有过冷却解除器（11）和浆水分离器（12），浆水分离器（12）另一侧接第二浆水混合物输送管道（13）后连接到蓄冰槽（5），浆水分离器（12）下部一侧与第一连接水管（6）连接，浆水分离器（12）下部另一侧依次通过第五连接水管（18）、第四连接水管(16)、止回阀(17)、第二水泵（15）、第三连接水管（14）连接到蓄冰槽（5）。
2.如权利要求1所述的TBAB浆水分离式动态蓄冰***，其特征在于：所述板式换热器（10）、浆水分离器（12）及第一水泵（7）构成封闭***。
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