[發明專利]金屬氫化物制冷裝置

有效

• 申請號: 201210581596.X
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN102997484A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 閆常峰;羅偉民;郭常青
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F25B15/09
• 分類號: F25B15/09;F25B41/04
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及吸收式制冷機，特別涉及一種中低溫熱源利用化學熱泵技術和金屬氫化物貯氫技術實現制冷的金屬氫化物制冷裝置。

背景技術

制冷系統是通過利用外界能量使熱量從溫度較低的物質（或環境）轉移到溫度較高的物質（或環境）的系統。制冷系統按工作原理的不同可以分為壓縮式、吸收式、蒸氣噴射式、熱電式、吸附式等。常用的蒸氣壓縮式制冷機消耗電能實現制冷；吸收式制冷機利用熱能制冷，所用的熱能一般為工業廢熱、余熱和太陽能等低品質熱能，目前吸收式制冷機主要有兩種，即氨吸收式制冷機和溴化鋰吸收式制冷機。氨具有刺激性氣味、對人體具有一定的毒性和可以燃燒、與空氣混合后在一定濃度范圍內會發生爆炸。溴化鋰吸收式制冷機所使用的溴化鋰制冷劑微毒、無爆炸危險，制冷溫度一般高于5℃，但不適用于75℃以下的低溫余熱。金屬氫化物制冷系統利用金屬氫化物分解放出氫過程吸收熱量（約15kcal/molH2）的特性，通過兩種金屬氫化物的平衡壓差來驅動其中一種金屬氫化物的分解，從而實現制冷。所謂金屬氫化物是指金屬或合金與氫反應的生成物。利用金屬氫化物制冷系統能夠把廢棄的工業低溫余熱、廢熱變為有用的冷能，滿足生產和生活上的需要。目前已研制出多種金屬氫化物空調裝置，專利號為01134891.7的發明專利“蓄氫合金空調裝置”和專利號為200410010220.9的發明專利“一種環保熱泵”都提出了采用貯氫合金實現空調的技術方案，但是都需要消耗電能來驅動抽氣泵實現氫的轉移。

發明內容

本發明提供一種金屬氫化物制冷裝置，利用低溫余熱驅動氫在兩種貯氫合金之間轉移，貯氫合金放出氫需要吸收熱量，從而達到制冷目的。

為達到上述目的，本發明采取以下的技術方案：

金屬氫化物制冷裝置，包括四個貯氫合金反應器和六個兩位三向閥，其中第一、第四貯氫合金反應器的氫氣充放口之間以及第二、第三貯氫合金反應器的氫氣充放口之間均通過連接閥連接；其中第一兩位三向閥對應連接載冷劑管路、冷水管路和第一貯氫合金反應器，第二兩位三向閥對應連接載冷劑管路、冷水管路和第二貯氫合金反應器，第三兩位三向閥對應連接載冷劑管路、排水管路和第一貯氫合金反應器，第四兩位三向閥對應連接載冷劑管路、排水管路和第二貯氫合金反應器，第五兩位三向閥對應連接熱源管路、冷水和熱源混合管路以及第四貯氫合金反應器，第六兩位三向閥對應連接熱源管路、冷水和熱源混合管路以及第三貯氫合金反應器，第三、第四貯氫合金反應器均與排水管路連接。在載冷劑管路上設有載冷劑泵和制冷風機盤管，冷水管路上設有冷水入口和冷水泵，熱源管路上設有熱源入口和熱源水泵，冷水和熱源混合管路通過兩個支管路分別與冷水管路和熱源管路連接，兩個支管路上對應地設有冷水流量計和熱源流量計。

相同溫度條件下，第一第二貯氫合金反應器的平衡壓力高于第三、第四貯氫合金反應器，采用具有不同平衡壓力的貯氫合金反應器組成貯氫合金反應器對，利用金屬氫化物放氫過程吸收熱量的特性實現制冷。通過調節高平衡壓力貯氫合金反應器和低平衡壓力貯氫合金反應器的溫度，既可以實現氫氣由高平衡壓力貯氫合金反應器流向低平衡壓力貯氫合金反應器，也可以實現氫氣由低平衡壓力貯氫合金反應器流向高平衡壓力貯氫合金反應器，具體過程如下：如果希望高平衡壓力貯氫合金反應器向低平衡壓力貯氫合金反應器放氫，使兩種反應器均處于室溫，依靠平衡壓差的作用氫氣從高平衡壓力貯氫合金反應器釋放出來并被低平衡壓力貯氫合金反應器吸收；如果希望低平衡壓力貯氫合金反應器向高平衡壓力貯氫合金反應器放氫時，利用低溫余熱升高低平衡壓力貯氫合金反應器的溫度使其平衡壓力高于室溫下高平衡壓力貯氫合金反應器，這樣氫氣就會從低平衡壓力貯氫合金反應器釋放出來并被高平衡壓力貯氫合金反應器吸收。高平衡壓力貯氫合金反應器釋放氫氣過程中吸收熱量，此時流經高平衡壓力貯氫合金反應器的載冷劑被冷卻，然后在載冷劑泵的作用下流入制冷風機盤管進行熱交換，實現制冷的目的。

上述兩位三向閥可以是兩位三向電磁閥，也可以是兩位三向氣動閥；連接閥可以是電磁閥，也可以是氣動閥。

本發明是一種熱能驅動制冷機，通過分別調節高、低平衡壓力的貯氫合金反應器的溫度實現氫的轉移，而沒有消耗電能，節約了能源。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。