[發明專利]一種汽液固三相蓄能器

有效

• 申請號: 201410654081.7
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104406326A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 畢月虹
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F25B27/00
• 分類號: F25B27/00;F25B15/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于蓄能技術領域，特別涉及一種基于吸收原理的汽液固三相蓄能器。

背景技術

蓄能技術是解決能量生產、輸運以及使用各環節中供應和需求在時間、空間上不同步和不匹配的重要舉措之一，諸如太陽能等可再生能源的周期性、間歇性、不穩定和低熱流密度的特點，蓄能技術在其高效利用過程中發揮著至關重要的作用。在各種蓄能技術中，顯熱和潛熱蓄能是發展較成熟且被廣泛運用的蓄能技術，然而前者主要缺點是蓄能密度小，后者傳熱溫差大、蓄能和釋能速率低。基于吸收原理的化學溶液蓄能具有蓄能密度高、采用環保型工質對，儲存裝置只是結構非常簡單的儲液罐，與其相關的吸收式制冷技術比較成熟，易于將吸收式制冷空調改造成蓄能型空調等優點，擁有巨大的發展空間和應用前景。溶液化學蓄能是將熱能轉換為工作溶液的化學勢能，溶液蓄能能力取決于蓄能前后的化學勢能差，而化學勢能差主要由蓄能前后的濃度差決定。但目前的溶液吸收式蓄能為避免溶液結晶帶來的危險，工作溶液蓄能前后的濃度差受到限制，不能充分利用溶液的蓄能潛力，為進一步挖掘溶液蓄能的潛力，提高溶液蓄能裝置的蓄能密度，發明了一種利用吸收式制冷工質對作為蓄能介質的汽液固三相蓄能器，并且此蓄能器可直接與吸收式制冷空調系統結合，形成蓄能型空調系統，解決能源供能與空調用能的不平衡問題。

發明內容

本發明提供一種汽液固三相蓄能器，它不僅避免了目前溶液吸收式蓄能中結晶帶來的危險，反而利用汽液固三相來達到高蓄能密度，使得蓄能器體積減小，并且可方便地與吸收式制冷空調系統結合，為實現供能與用能的良好匹配提供保障。

一種汽液固三相蓄能器，包括吸收式制冷空調系統，所述吸收式制冷空調系統2包括熱源、發生器、冷凝器、吸收器、蒸發器、節流裝置、冷卻塔和空調末端，其特征在于：

將三相蓄能器1聯接到吸收式制冷空調系統2，三相蓄能器1由三相蓄能罐3和液態制冷劑蓄罐4組合而成，三相蓄能器1和吸收式制冷空調系統2共用熱源，吸收器、蒸發器和節流裝置；熱源出口端被分為兩個并聯管路，分別連接到三相蓄能罐3和發生器6上；

制冷劑蓄罐4中的換熱裝置與冷卻塔11連成一個回路，制冷劑蓄罐4通過管路經過節流裝置10連接到蒸發器9，三相蓄能罐3中的換熱裝置與熱源5連成一個回路，三相蓄能罐3和吸收器8連成一個回路；制冷劑蓄罐4底部依次通過泵、管路及噴淋裝置連接到制冷劑蓄罐4頂部實現自循環；三相蓄能罐3依次通過泵、管路及噴淋裝置連接到三相蓄能罐3頂部實現自循環；三相蓄能罐3上部布置的換熱裝置采用表面多孔管換熱器，在三相蓄能罐下部布置結晶物分布器15，布置4層，4層濾網分層交錯排列。

一種汽液固三相蓄能器，其特征在于：所述三相蓄能器與吸收式制冷空調系統共同組成帶三相蓄能器的吸收式制冷空調系統。三相蓄能器采用吸收式制冷工質對(如：溴化鋰-水溶液)作為蓄能介質，蓄能是以蓄能介質汽液固三相態實現蓄能，從而挖掘溶液蓄能的潛力，有效增強蓄能能力，提高蓄能器的蓄能密度。三相蓄能器由“三相蓄能罐”和“液態制冷劑蓄罐”有機組合而成，“三相蓄能罐”及“液態制冷劑蓄罐”均采用上部換熱和下部儲存液體的一體化及液體泵加壓后自循環噴淋設計。“三相蓄能罐”上部換熱器采用表面多孔管換熱器來強化傳熱傳質過程，在“三相蓄能罐”下部布置結晶物分布器來加速溶液結晶和融晶，布置4層濾網裝置，分層交錯排列。

蓄能時，熱源直接為三相蓄能罐提供熱量，利用三相蓄能罐中的表面多孔管換熱器對蓄能介質進行加熱，并在加熱過程中依靠溶液噴淋泵加壓及溶液噴嘴噴淋，溶液被加熱濃縮，直到產生結晶，結晶物分布在結晶物分布器中，而加熱所產生的制冷劑蒸汽進入液態制冷劑蓄罐(如，溴化鋰-水溶液作蓄能介質時，水為制冷劑)，來自冷卻塔的冷卻水進入液態制冷劑蓄罐內的換熱盤管，并對制冷劑蒸汽進行冷卻，使制冷劑蒸汽冷凝成為液態制冷劑，并蓄存在液態制冷劑蓄罐中，同時依靠液態制冷劑噴淋泵加壓及液態制冷劑噴嘴噴淋；釋能時，液態制冷劑蓄罐中的液態制冷劑經節流裝置降壓后進入蒸發器，在蒸發器中吸收空調水的熱量而汽化，制冷劑蒸汽進入吸收器，而三相蓄能罐中的溶液也流到吸收器，吸收來自蒸發器的制冷劑蒸汽，隨后，吸收器中被稀釋后的溶液又流回到三相蓄能罐中，蒸發器中被吸熱的空調冷水流經空調末端，提供空調所需冷量。