[發(fā)明專(zhuān)利]一種太陽(yáng)能熱化學(xué)吸附跨季節(jié)高效儲(chǔ)能裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210163125.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102705997A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李廷賢;王如竹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F24J2/00
• 分類(lèi)號(hào): F24J2/00;F24J1/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱量?jī)?chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種太陽(yáng)能熱化學(xué)吸附跨季節(jié)高效儲(chǔ)能裝置及方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能是新能源和可再生能源的重要組成部分，開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能具有很大的市場(chǎng)前景。然而，由于太陽(yáng)能是一種隨時(shí)間而變化的低密度能源，具有間歇性、分散性及不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的廣泛應(yīng)用，在提高太陽(yáng)能收集效率、降低太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)成本的同時(shí)，實(shí)施太陽(yáng)能的高效儲(chǔ)能技術(shù)是解決太陽(yáng)能間歇性、不穩(wěn)定性及能量供需時(shí)間差矛盾的必要手段。

太陽(yáng)能熱量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)根據(jù)儲(chǔ)存時(shí)間的不同可分為短期儲(chǔ)能和跨季節(jié)長(zhǎng)期儲(chǔ)能，前者將白天多余的太陽(yáng)能熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)供夜間使用，以克服晝夜交替造成的間歇性限制；后者將夏季的太陽(yáng)能熱量進(jìn)行長(zhǎng)周期跨季節(jié)儲(chǔ)存后供冬季采暖使用，以降低太陽(yáng)能熱利用受季節(jié)性影響的限制。近年來(lái)，太陽(yáng)能長(zhǎng)周期跨季節(jié)熱儲(chǔ)存技術(shù)因顯著的節(jié)能效果得到了廣泛重視，從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，熱量損失是目前太陽(yáng)能長(zhǎng)周期跨季節(jié)熱儲(chǔ)存技術(shù)面臨的共同難題，由于太陽(yáng)能跨季節(jié)熱量?jī)?chǔ)存時(shí)間很長(zhǎng)，盡管采取了保溫措施但在儲(chǔ)能期間仍存在大量的熱量損失，且儲(chǔ)存溫度越高向周?chē)h(huán)境的熱量損失越大，造成儲(chǔ)存熱量溫度品位下降、釋放熱量總量減少，嚴(yán)重影響了太陽(yáng)能的長(zhǎng)周期跨季節(jié)熱儲(chǔ)存性能。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索，申請(qǐng)?zhí)枮镃N200920308278.X的“太陽(yáng)能跨季節(jié)土壤地埋管蓄熱供暖裝置”中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，利用地下深層土壤的顯熱實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的熱量?jī)?chǔ)存，儲(chǔ)存夏季的太陽(yáng)能用于冬季供暖，該方法利用土壤顯熱實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的儲(chǔ)存，屬于顯熱儲(chǔ)能方式，其缺點(diǎn)是儲(chǔ)能密度較低、儲(chǔ)存期間熱量損失大、溫度品位下降嚴(yán)重，冬季釋放的熱量溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于夏季儲(chǔ)存的熱量溫度，需另外附加一套熱泵機(jī)組對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步升溫后才可滿(mǎn)足供熱需求，系統(tǒng)復(fù)雜、成本高；申請(qǐng)?zhí)枮?01010131746.8的“冷熱聯(lián)供的太陽(yáng)能熱化學(xué)吸附復(fù)合儲(chǔ)能裝置”中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，該方法利用太陽(yáng)能熱能與化學(xué)吸附勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱量的短期儲(chǔ)存，屬于熱化學(xué)儲(chǔ)能方式，與顯熱式和相變潛熱式儲(chǔ)能技術(shù)相比，具有儲(chǔ)能密度高、儲(chǔ)存期間熱損失小、可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的冷/熱聯(lián)供等顯著優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是如果用于太陽(yáng)能熱量的長(zhǎng)周期跨季節(jié)儲(chǔ)存，盡管儲(chǔ)存期間幾乎無(wú)熱量損失，但由于冬季環(huán)境溫度低于夏季環(huán)境溫度，根據(jù)化學(xué)吸附反應(yīng)的單變量特性，會(huì)導(dǎo)致冬季釋放的熱量溫度遠(yuǎn)低于夏季儲(chǔ)存的熱量溫度，因而同樣存在儲(chǔ)存熱量溫度品位下降的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種耦合熱化學(xué)吸附儲(chǔ)能技術(shù)、熱化學(xué)吸附熱泵技術(shù)及內(nèi)部反應(yīng)熱梯級(jí)回?zé)峒夹g(shù)為一體的太陽(yáng)能熱化學(xué)吸附跨季節(jié)高效儲(chǔ)能裝置及方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種太陽(yáng)能熱化學(xué)吸附跨季節(jié)高效儲(chǔ)能裝置，其特征在于，包括：低溫儲(chǔ)熱單元I、高溫儲(chǔ)熱單元II、冷卻塔、熱用戶(hù)、冷卻切換閥門(mén)、加熱切換閥門(mén)、回?zé)衢y門(mén)、供熱閥門(mén)、太陽(yáng)能集熱器；

所述的低溫儲(chǔ)熱單元I包括低溫制冷劑儲(chǔ)液器、低溫儲(chǔ)液器換熱盤(pán)管、低溫制冷劑調(diào)節(jié)閥、低溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器、低溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管、化學(xué)吸附儲(chǔ)能材料，所述的低溫儲(chǔ)液器換熱盤(pán)管設(shè)置在低溫制冷劑儲(chǔ)液器內(nèi)，所述的低溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管設(shè)置在低溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，所述的低溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)填充化學(xué)吸附儲(chǔ)能材料，所述的低溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器與低溫制冷劑儲(chǔ)液器通過(guò)連接管道a相連，該連接管道a上設(shè)有低溫制冷劑調(diào)節(jié)閥；

所述的高溫儲(chǔ)熱單元II包括高溫制冷劑儲(chǔ)液器、高溫儲(chǔ)液器換熱盤(pán)管、高溫制冷劑調(diào)節(jié)閥、高溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器、高溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管，所述的高溫儲(chǔ)液器換熱盤(pán)管設(shè)置在高溫制冷劑儲(chǔ)液器內(nèi)，所述的高溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管設(shè)置在高溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，高溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)填充有化學(xué)吸附儲(chǔ)能材料，所述的高溫制冷劑儲(chǔ)液器與高溫固-氣化學(xué)反應(yīng)器通過(guò)連接管道b相連，該連接管道b上設(shè)有高溫制冷劑調(diào)節(jié)閥；

所述的冷卻塔通過(guò)循環(huán)管道a和設(shè)置在循環(huán)管道a上的冷卻切換閥門(mén)分別連接低溫儲(chǔ)液器換熱盤(pán)管和高溫儲(chǔ)液器換熱盤(pán)管，所述的低溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管通過(guò)循環(huán)管道b和設(shè)置在循環(huán)管道b上的回?zé)衢y門(mén)連接高溫儲(chǔ)液器換熱盤(pán)管，所述的太陽(yáng)能集熱器通過(guò)循環(huán)管道c和設(shè)置在循環(huán)管道c上的加熱切換閥門(mén)分別連接低溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管和高溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管，所述的高溫反應(yīng)器換熱盤(pán)管通過(guò)循環(huán)管道d以及設(shè)置在循環(huán)管道d上的供熱閥門(mén)連接熱用戶(hù)。

所述的循環(huán)管道a上設(shè)有冷卻循環(huán)泵，所述的循環(huán)管道b上設(shè)有回?zé)嵫h(huán)泵，所述的循環(huán)管道c上設(shè)有加熱循環(huán)泵，所述的循環(huán)管道d上設(shè)有供熱循環(huán)泵。