[發(fā)明專利]一種太陽能熱化學吸附跨季節(jié)高效儲能裝置及方法

有效

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• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102705997A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 李廷賢;王如竹
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J1/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種太陽能熱化學吸附跨季節(jié)高效儲能裝置，其特征在于，包括：低溫儲熱單元I、高溫儲熱單元II、冷卻塔、熱用戶、冷卻切換閥門、加熱切換閥門、回熱閥門、供熱閥門、太陽能集熱器；

所述的低溫儲熱單元I包括低溫制冷劑儲液器、低溫儲液器換熱盤管、低溫制冷劑調節(jié)閥、低溫固-氣化學反應器、低溫反應器換熱盤管、化學吸附儲能材料，所述的低溫儲液器換熱盤管設置在低溫制冷劑儲液器內，所述的低溫反應器換熱盤管設置在低溫固-氣化學反應器內，所述的低溫固-氣化學反應器內填充化學吸附儲能材料，所述的低溫固-氣化學反應器與低溫制冷劑儲液器通過連接管道a相連，該連接管道a上設有低溫制冷劑調節(jié)閥；

所述的高溫儲熱單元II包括高溫制冷劑儲液器、高溫儲液器換熱盤管、高溫制冷劑調節(jié)閥、高溫固-氣化學反應器、高溫反應器換熱盤管，所述的高溫儲液器換熱盤管設置在高溫制冷劑儲液器內，所述的高溫反應器換熱盤管設置在高溫固-氣化學反應器內，高溫固-氣化學反應器內填充有化學吸附儲能材料，所述的高溫制冷劑儲液器與高溫固-氣化學反應器通過連接管道b相連，該連接管道b上設有高溫制冷劑調節(jié)閥；

所述的冷卻塔通過循環(huán)管道a和設置在循環(huán)管道a上的冷卻切換閥門分別連接低溫儲液器換熱盤管和高溫儲液器換熱盤管，所述的低溫反應器換熱盤管通過循環(huán)管道b和設置在循環(huán)管道b上的回熱閥門連接高溫儲液器換熱盤管，所述的太陽能集熱器通過循環(huán)管道c和設置在循環(huán)管道c上的加熱切換閥門分別連接低溫反應器換熱盤管和高溫反應器換熱盤管，所述的高溫反應器換熱盤管通過循環(huán)管道d以及設置在循環(huán)管道d上的供熱閥門連接熱用戶。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種太陽能熱化學吸附跨季節(jié)高效儲能裝置，其特征在于，所述的循環(huán)管道a上設有冷卻循環(huán)泵，所述的循環(huán)管道b上設有回熱循環(huán)泵，所述的循環(huán)管道c上設有加熱循環(huán)泵，所述的循環(huán)管道d上設有供熱循環(huán)泵。

3.一種應用權利要求1所述裝置進行太陽能熱化學吸附跨季節(jié)高效儲能的方法，其特征在于，夏季太陽能熱能儲存階段：冷卻塔出口依次通過冷卻循環(huán)泵和冷卻切換閥門分別與高溫儲液器換熱盤管和低溫儲液器換熱盤管進口連接，高溫儲液器換熱盤管和低溫儲液器換熱盤管出口分別通過冷卻切換閥門與冷卻塔進口連接；太陽能集熱器出口依次通過加熱循環(huán)泵和加熱切換閥門分別與高溫反應器換熱盤和低溫反應器換熱盤管進口連接，高溫反應器換熱盤和低溫反應器換熱盤管出口分別通過加熱切換閥門與太陽能集熱器進口連接；

太陽能集熱器所獲得的熱量為高溫固-氣化學反應器和低溫固-氣化學反應器內填充的化學吸附儲能材料提供解吸熱，使其發(fā)生化學分解反應實現(xiàn)太陽能熱能向化學吸附勢能的轉化儲存，解吸出的制冷劑蒸汽分別進入高溫制冷劑儲液器和低溫制冷劑儲液器內凝結成液體儲存起來，釋放的凝結熱由冷卻塔帶走，該階段利用固-氣化學分解反應階段消耗的解吸熱實現(xiàn)太陽能熱能向化學吸附勢能的轉化儲存；

冬季太陽能熱能釋放供熱階段：低溫反應器換熱盤管出口依次通過回熱循環(huán)泵和回熱閥門與高溫儲液器換熱盤管進口連接，高溫儲液器換熱盤管出口通過回熱閥門與低溫反應器換熱盤管進口連接；高溫反應器換熱盤管出口通過供熱閥門與熱用戶進口連接，熱用戶出口依次通過供熱循環(huán)泵、供熱閥門與高溫反應器換熱盤管進口連接；

冬季太陽能熱能釋放供熱階段，低溫固-氣化學反應器內化學吸附儲能材料與低溫制冷劑儲液器內的制冷劑發(fā)生化學合成反應，回收利用低溫固-氣化學反應器釋放的吸附熱為高溫制冷劑儲液器內的制冷劑提供高溫蒸發(fā)相變潛熱，被蒸發(fā)的制冷劑蒸汽流入高溫固-氣化學反應器內化學吸附儲能材料發(fā)生化學合成反應，利用高溫固-氣化學反應器內化學吸附儲能材料與制冷劑在化學合成反應階段釋放的大量吸附熱實現(xiàn)對熱用戶端的升溫供熱，通過化學吸附勢能向熱能的轉化釋放滿足外界熱用戶對熱量的需求。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種太陽能熱化學吸附跨季節(jié)高效儲能方法，其特征在于，所述的冬季太陽能熱能釋放供熱階段低溫儲熱單元I與高溫儲熱單元II之間實施內部反應熱梯級回熱技術，高溫制冷劑儲液器消耗的蒸發(fā)潛熱通過回收低溫固-氣化學反應器釋放的吸附熱提供。