一种便携式水合物蓄冷蓄热空调储能装置及方法

本发明涉及到储能、制冷和电力调峰等领域，具体为一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置及方法。

背景技术：

1、随着国家深入推进能源革命，倡导节能绿色装备，常规空调系统已无法满足新时代下对于绿色节能的要求，蓄冷储能技术在家用空调等领域的应用日显迫切。目前常规蓄冷空调以水蓄冷和冰蓄冷空调为主，由于水蓄冷密度低，导致水蓄冷空调臃肿宽大，不适合家用及商用推广。冰蓄冷空调由于能耗大，逐渐退出市场。因此储能空调亟需新的蓄冷问世，空调结构也需新的优化升级。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明公开一种便携式水合物蓄冷空调装置及方法一种便携式水合物蓄冷空调装置及方法，具体方案如下：

2、一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，包括箱体、制冷系统、制热系统、水合物储能棒、第一隔热面板、第二隔热面板；

3、第一隔热面板设置于箱体上部，第二隔热面板设置于箱体下部，使第一隔热面板、第二隔热面板将箱体分隔成三部分密封空间，

4、第一隔热面板与箱体顶壁之间形成的空间为第一空间，第一隔热面板与第二隔热面板之间形成的空间为第二空间，第二隔热面板与箱体底壁之间形成的空间为第三空间；所述制热系统、水合物储能棒设置于第二空间内，所述制冷系统设置于第三空间内；

5、第一可控风叶设置于第一隔热面板上，第二可控风叶设置于第二隔热面板上，所述箱体下部侧壁上开设有将第三空间与箱体外部连通的空调进风口，箱体上部侧壁上开设有将第一空间与箱体外部连通的空调出风口，

6、所述制冷系统包括蒸发器、第一风机，所述第一风机设置于蒸发器的上方；

7、所述水合物储能棒为柱状结构，其内部填充有水合物蓄冷材料；

8、所述制热系统包括电加热棒。

9、作为本发明技术方案的补充，所述制冷系统还包括压缩机、冷凝器、节流装置、第二风机，压缩机通过管路与冷凝器连接，冷凝器通过管路与节流装置连接，节流装置通过管路与蒸发器连接，蒸发器通过管路与压缩机连接，所述第二风机设置于冷凝器上，用于对冷凝器进行散热。

10、作为本发明技术方案的补充，还包括第三隔热面板，所述第三隔热面板竖向设置于第三空间内，将第三空间分隔成第四空间、第五空间，所述压缩机、冷凝器设置于第四空间内，节流装置、蒸发器设置于第五空间内，所述空调进风口开设于将第五空间与箱体外部连通的箱体侧壁上；

11、所述箱体侧壁上还开设有将第四空间与箱体外部连通的散热孔，用于冷凝器及压缩机散热。

12、作为本发明技术方案的补充，设置于箱体内的水合物储能棒沿竖向排布设有至少两层，同一层相邻两水合物储能棒之间的间距3-6cm，上下两层水合物储能棒之间的间距12-18cm。

13、作为本发明技术方案的补充，还包括蓄冷抽屉，所述水合物储能棒设置于蓄冷抽屉内，所述蓄冷抽屉包括抽屉侧挡板、抽屉后挡板、支撑限位板，所述抽屉侧挡板设有两组且相对平行设置，抽屉后挡板设置于抽屉侧挡板的后端，所述两组抽屉侧挡板之间设有支撑限位板，所述支撑限位板上设有用于水合物储能棒穿过的通孔；

14、所述水合物储能棒穿过所述支撑限位板上的通孔，其后端与后挡板连接；

15、所述箱体的后端板上设有用于蓄冷抽屉插入的通孔，且箱体的侧端板上设有用于承载所述蓄冷抽屉的滑轨。

16、作为本发明技术方案的补充，还包括保温棉、万向轮，所述箱体外壁面包覆有保温棉；所述万向轮设置于箱体底部；

17、所述蓄冷抽屉还包括翅片，所述翅片设置于两组抽屉侧挡板之间，且翅片设有至少两组且沿抽屉侧挡板长度方向阵列，两相邻翅片之间间隔15mm，翅片上设有通孔，水合物储能棒穿过翅片上的通孔且其外壁与翅片相接触。

18、作为本发明技术方案的补充，还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器。

19、所述第一温度传感器设置于第一空间内且位于第一可控风叶的上方，用于检测空调出风口的温度；

20、所述第二温度传感设置于第二空间内，且位于水合物储能棒的一侧，所述第二温度传感器设置有多组，多组第二温度传感器分布于不同高度，用于检测第二空间内多层水合物储能棒附近的温度；

21、所述第三温度传感器设置于第二空间内，且位于第二可控风叶的上方，用于检测蒸发器出风口的温度。

22、所述第四温度传感器设置于第三空间内，且位于制冷系统蒸发器的一侧，用于检测蒸发器的温度。

23、作为本发明技术方案的补充，还包括电路控制系统，所述电路控制系统设置于第一空间内，电路控制系统分别与第一风机、第二风机、第一可控风叶、第二可控风叶、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器电连接。

24、本发明还公开上述便携式水合物蓄冷空调储能装置的使用方法，包括：

25、水合物储能棒储冷模式：开启制冷系统的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、第一风机、第二风机、第二可控风叶，关闭第一可控风叶、空调进风口、电加热棒；蒸发器与箱体内空气发生热交换对箱体第三空间内的空气进行降温，第一风机将第三空间内的空气输送至第二空间内，使第二空间内的温度降低，水合物储能棒进行储冷；储冷完毕后关闭制冷系统的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、第一风机、第二风机以及散热孔、第二可控风叶；

26、水合物储能棒完全放冷模式：开启制冷系统的第一风机、以及第一可控风叶、第二可控风叶、空调进风口、空调出风口，关闭制冷系统的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置以及制热系统的电加热棒，通过第一风机将箱体外部的空气通过空调进风口、第三空间、第二可控风叶输送至箱体内的第二空间内，位于第二空间内的水合物储能棒与空气发生热交换，对空气进行降温，降温后的空气通过第一可控风叶从空调出风口流向箱体外界环境；

27、水合物储能棒部分放冷模式：开启制冷系统的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、第一风机、第二风机、以及第一可控风叶、第二可控风叶、空调进风口、空调出风口，关闭制热系统的电加热棒，通过第一风机将箱体外部的空气通过空调进风口、第三空间、第二可控风叶输送至箱体内的第二空间内，在空气进入至第三空间内时，蒸发器对空气进行初步降温冷却，经过降温之后的空气通过第二可控风叶进入至箱体内第二空间内，水合物储能棒与空气发生热交换对空气进行进一步降温，通过第一可控风叶从空调出风口流向箱体外界环境；

28、应急制冷模式：打开制冷系统的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、第一风机、第二风机、以及第一可控风叶、第二可控风叶、空调进风口、空调出风口，关闭制热系统的电加热棒，通过第一风机将箱体外部的空气通过空调进风口输送至第三空间内，蒸发器对空气进行降温冷却，经过降温之后的空气通过第二可控风叶、第二空间、第一可控风叶，在空调出风口流向箱体外界环境。

29、本发明还公开上述便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置的使用方法，包括：

30、水合物储能棒储热模式：开启制热系统的电加热棒，关闭第一可控风叶、第二可控风叶、以及制冷系统的压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、第一风机、第二风机，使第二空间相对密封，电加热棒对第二空间内的温度进行加热，使水合物储能棒进行储热；储热完成后关闭制热系统的电加热棒；

31、水合物储能棒完全放热模式：开启第一可控风叶、第二可控风叶、空调进风口、空调出风口以及制冷系统的第一风机，关闭制热系统的电加热棒、制冷系统的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、第二风机，通过第一风机将箱体外部的空气通过空调进风口、第三空间、第二可控风叶输送至箱体内的第二空间内，水合物储能棒与空气发生热交换，通过第一可控风叶从空调出风口流向箱体外界环境；

32、水合物储能棒部分放热模式：开启制热系统的电加热棒、第一可控风叶、第二可控风叶、空调进风口、空调出风口以及制冷系统的第一风机，关闭制冷系统的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、第二风机，通过第一风机将箱体外部的空气通过空调进风口、第三空间、第二可控风叶输送至箱体内的第二空间内，水合物储能棒以及电加热棒联合与空气发生热交换，然后发生热交换的空气通过第一可控风叶从空调出风口流向箱体外界环境；

33、应急制热模式：开启制热系统的电加热棒、第一可控可控风叶、第二可控风叶、制冷系统的第一风机、空调进风口、空调出风口，关闭制冷系统的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、第二风机，通过第一风机将箱体外部的空气通过空调进风口、第二可控风叶输送至第二空间内，空气与制热系统的电加热棒发生热交换，然后发生热交换的空气途经第二可控风叶、第二空间、第一可控风叶，从空调出风口流向箱体外界环境。

34、有益效果：本发明提供一个完整的移动蓄冷、供冷装置，压缩机在夜间开启完成水合物储能棒储冷，白天通过第一风机完成对水合物储能棒的取冷，此外，根据对冷量供应大小的需求，可以实现水合物储能棒完全放冷模式，水合物储能棒部分放冷模式以及应急制冷模式。总之，本发明充分利用了笼形水合物相变产生的潜热，此外根据笼形水合物的记忆效应，其作为蓄冷工质，在完成几次蓄-释冷后成核速率和蓄冷能力会更快更稳定，因此本发明具有高效、节能和长期稳定运行的优点，尤其适用于持续需要冷/热能供应的场景。

技术特征：

1.一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，包括箱体(23)、制冷系统、制热系统、水合物储能棒(3)、第一隔热面板(22)、第二隔热面板(24)；

2.根据权利要求1所述的一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，所述制冷系统还包括压缩机(8)、冷凝器(5)、节流装置(21)、第二风机(4)，压缩机(8)通过管路与冷凝器(5)连接，冷凝器(5)通过管路与节流装置(21)连接，节流装置(21)通过管路与蒸发器(11)连接，蒸发器(11)通过管路与压缩机(8)连接，所述第二风机(4)设置于冷凝器(5)上，用于对冷凝器(5)进行散热。

3.根据权利要求2所述的一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，还包括第三隔热面板(9)，所述第三隔热面板(9)竖向设置于第三空间内，将第三空间分隔成第四空间、第五空间，所述压缩机(8)、冷凝器(5)设置于第四空间内，节流装置(21)、蒸发器(11)设置于第五空间内，所述空调进风口(10)开设于将第五空间与箱体(23)外部连通的箱体(23)侧壁上；

4.根据权利要求1所述的一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，设置于箱体(23)内的水合物储能棒(3)沿竖向排布设有至少两层，同一层相邻两水合物储能棒(3)之间的间距3-6cm，上下两层水合物储能棒(3)之间的间距12-18cm。

5.根据权利要求4所述的一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，还包括蓄冷抽屉，所述水合物储能棒设置于蓄冷抽屉内，所述蓄冷抽屉包括抽屉侧挡板(25)、抽屉后挡板(26)、支撑限位板(27)，所述抽屉侧挡板(25)设有两组且相对平行设置，抽屉后挡板(26)设置于抽屉侧挡板(25)的后端，所述两组抽屉侧挡板(25)之间设有支撑限位板(27)，所述支撑限位板(27)上设有用于水合物储能棒(3)穿过的通孔；

6.根据权利要求5所述的一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，还包括保温棉、万向轮(7)，所述箱体(23)外壁面包覆有保温棉；所述万向轮(7)设置于箱体(23)底部；

7.根据权利要求4所述的一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，还包括第一温度传感器(15)、第二温度传感器、第三温度传感器(19)、第四温度传感器(20)；

8.根据权利要求6所述的一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置，其特征在于，还包括电路控制系统(14)，所述电路控制系统(14)设置于第一空间内，电路控制系统(14)分别与第一风机(13)、第二风机(4)、第一可控风叶(2)、第二可控风叶(12)、第一温度传感器(15)、第二温度传感器、第三温度传感器(19)、第四温度传感器(20)电连接。

9.根据权利要求2-8任一所述便携式水合物蓄冷空调储能装置的使用方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求2-8任一所述便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置的使用方法，其特征在于，包括：

技术总结
一种便携式水合物蓄冷/蓄热空调储能装置及方法，包括箱体、制冷系统、制热系统、隔热面板、水合物储能棒。所述箱体为立方体结构，水合物储能棒设置于箱体内，用于蓄‑释冷/热，所述底座设有电源，用于压缩机、风机等电源供应且所述底座搭配四个万向轮，便于箱体移动；该发明利用峰谷电价差，在夏季具备蓄冷储能作用，在冬季具备蓄热储能作用，节约电费；可设置定时蓄冷/热及放冷/热；整个空调装置一体化设计，起到便携可移动的效果。

技术研发人员：于涛,吕源,宋永臣,张伦祥,杨明军,沈实,杨磊,刘瑜,吴晓东,王戒
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5