[發(fā)明專利]一種低品位熱驅(qū)動的冷電聯(lián)供系統(tǒng)及其應用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610996553.6
• 申請日: 2016-11-13
• 公開（公告）號: CN106568226B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張紹志;王福添;李楊;陳光明
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B15/04
• 分類號: F25B15/04;F25B27/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

1.一種低品位熱驅(qū)動的冷電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：發(fā)生塔（1）、冷凝器（2）、液氨儲罐（3）、第一分流三通閥（4）、第一氨節(jié)流閥（5）、蒸發(fā)器（6）、吸收器（7）、溶液泵（8）、溶液節(jié)流閥（9）、溶液換熱器（10）、第二氨節(jié)流閥（11）、第二分流三通閥（12）、陽極室（13）、陰極室（14）、合流三通閥（15）、工質(zhì)泵（16）、精餾器（17）、第三分流三通閥（18），其中，吸收器（7）的出口與溶液泵（8）相連接，溶液泵（8）與溶液換熱器（10）相連接，溶液換熱器（10）分別與發(fā)生塔（1）入口和底部出口相連接，溶液換熱器（10）與溶液節(jié)流閥（9）相連接，溶液節(jié)流閥（9）與吸收器（7）的入口相連接；發(fā)生塔（1）的頂部出口依次與冷凝器（2）、液氨儲罐（3）、第一分流三通閥（4）相連接，第一分流三通閥（4）分兩路，一路依次與第一氨節(jié)流閥（5）、蒸發(fā)器（6）相連接，蒸發(fā)器（6）的出口與吸收器（7）的進口相連接，另一路與第二氨節(jié)流閥（11）、第二分流三通閥（12）、陽極室（13）、陰極室（14）、合流三通閥（15）、工質(zhì)泵（16）、精餾器（17）連接，精餾器（17）的頂部出口與吸收器（7）的入口相連接，精餾器（17）的底部出口與第三分流三通閥（18）相連接、第三分流三通閥（18）與陽極室（13）、陰極室（14）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一分流三通閥（4）用于分流液氨儲罐（3）流出的液氨，第二分流三通閥（12）用于分流第二氨節(jié)流閥（11）節(jié)流降壓的液氨，第三分流三通閥（18）用于分流精餾器（17）精餾后的溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述的陽極室（13）、陰極室（14）是銅氨化學電池陽極、陰極的反應室。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述的銅氨化學電池指的是銅氨原電池，電池陽極與陰極都是銅電極，其中陽極發(fā)生的是銅與氨水反應生成銅氨絡(luò)合物，陰極發(fā)生的反應是銅離子還原為銅。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述的精餾器（17）利用低品位熱源驅(qū)動，精餾分離陽極室（13）或陰極室（14）反應完成后溶液，其頂部與吸收器（7）相連接，返回精餾得到的氨氣，底部通過第三分流三通閥（18）將精餾后的溶液返回至陽極室（13）或陰極室（14）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)使用的工質(zhì)是氨、硝酸鋰、水三元工質(zhì)，三元工質(zhì)將吸收式供冷系統(tǒng)與電池發(fā)電系統(tǒng)有機耦合，實現(xiàn)冷、電聯(lián)供。

7.一種應用如權(quán)利要求1所述冷電聯(lián)供系統(tǒng)的方法，其特征在于，吸收器（7）出口含有氨、硝酸鋰的濃溶液經(jīng)過溶液泵（8）、溶液換熱器（10）進入發(fā)生塔（1），發(fā)生塔（1）在低品位熱源驅(qū)動下產(chǎn)生氨氣和含硝酸鋰的稀溶液，稀溶液經(jīng)過溶液換熱器（10）、溶液節(jié)流閥（9）返回至吸收器（7），完成溶液回路循環(huán)；而產(chǎn)生的氨氣經(jīng)過冷凝器（2）冷凝成液氨，與液氨儲罐（3）、第一分流三通閥（4）相連接，第一分流三通閥（4）將液氨分成兩路，其中一路通過第一氨節(jié)流閥（5）節(jié)流降壓，進入蒸發(fā)器（6）蒸發(fā)制冷，返回至吸收器（7）被硝酸鋰水稀溶液吸收；另一路經(jīng)過第二氨節(jié)流閥（11）進入銅氨電池發(fā)電裝置發(fā)電，而后返回至吸收器（7）被硝酸鋰水稀溶液吸收。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的銅氨電池發(fā)電裝置供電的運行周期分為兩個階段，第一階段：由第一分流三通閥（4）分流的液氨經(jīng)過第二氨節(jié)流閥（11）節(jié)流降壓，由第二分流三通閥（12）流向陽極室（13），發(fā)生陽極反應生成銅氨絡(luò)合物，陰極室（14）發(fā)生陰極反應生成銅，陰陽極反應構(gòu)成原電池，產(chǎn)生電能，反應完成后，陽極室（13）的溶液經(jīng)過合流三通閥（15）、工質(zhì)泵（16）進入精餾器（17），精餾器（17）在低品位熱源驅(qū)動下精餾產(chǎn)生氨氣和含銅離子的陽極液，陽極液通過第三分流三通閥（18）返回至陽極室（13），而產(chǎn)生的氨氣返回至吸收器（7），銅氨電池發(fā)電運行的第一階段完成，進入第二階段；第二階段：由第一分流三通閥（4）分流的液氨經(jīng)過第二氨節(jié)流閥（11）節(jié)流降壓，由第二分流三通閥（12）將降壓后的液氨流向陰極室（14），與第一階段在陰極室（14）還原的銅反應生成銅氨絡(luò)合物，陽極室（13）發(fā)生還原第一階段由精餾器（17）精餾返回的銅離子生成銅的反應，構(gòu)成新的原電池，產(chǎn)生電能，反應完成后的陰極室（14）溶液經(jīng)過合流三通閥（15），由工質(zhì)泵（16）送至精餾器（17），精餾產(chǎn)生氨氣和含銅離子的陰極液，陰極液經(jīng)過第三分流三通閥（18）返回至陰極室，產(chǎn)生的氨氣返回至吸收器（7），銅氨電池發(fā)電運行的第二階段完成，第二階段運行完成表示發(fā)電運行的一個周期完成，準備進入下一周期的第一階段。