[發明專利]一種多鹽復合吸附儲能型冷凍系統及其應用

在審

• 申請號: 201710188396.0
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107062683A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 高嬌;王麗偉;高鵬;劉金亞;王如竹
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F25B17/08
• 分類號: F25B17/08;F25B27/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 葉龍飛,胡晶

技術領域

本發明屬于吸附式制冷與儲能技術領域，特別涉及一種多鹽復合吸附儲能型冷凍系統及其應用。

背景技術

伴隨著化石能源危機和環境問題的日趨嚴重，針對這一世界性的矛盾現象，我國推行“可持續發展”，努力建設環境友好型社會。吸附式制冷作為一種余熱驅動的制冷方式，是解決以上矛盾的有效途徑，近年來吸附式制冷技術也得到迅猛發展。

氨與水作為兩種非氟氯烴類制冷劑，不會對臭氧層造成破壞作用，也是吸附式制冷與儲能中常用的兩種工質。水多用作物理吸附的吸附質，關于以水為制冷劑的系統，技術發展已經比較成熟，廣泛應用于各種場合的空調系統中。相對水而言，氨多用于化學吸附，且可用于冷凍工況，沒有水在零度以下會結冰的限制，已經被國際制冷協會指定為CFCs與HCFCs的替代物。

吸附式制冷多用于有余熱存在的場所，實現能量的梯級利用，常見的余熱有太陽能、工廠廢熱以及發動機尾氣等。大多余熱都有一個共同點，其熱量波動較大，如太陽能在一天之內的輻射強度存在明顯差異，發動機煙氣的溫度也隨發動機負荷變化，在低負荷時(車輛在空載時)煙氣溫度只有200-250℃，而在滿負荷時(車輛在滿載爬坡時)煙氣溫度高達400-500℃，煙氣溫度波動幅度大。以此為驅動熱源的吸附式制冷系統則會出現高峰期熱量過剩，而低谷期熱量不足以驅動制冷系統正常工作，無法保證所需制冷量的情況。

發明內容

本發明第一目的是提供一種多鹽復合吸附儲能型冷凍系統，制冷與儲能的一體化系統應運而生，利用高峰期的多余部分熱量驅動儲能系統的儲冷床，完成冷量的儲存；當熱源停止或無足夠熱量供應時，儲冷床啟動，開始冷量的釋放。

本發明第二目的是提供一種利用上述多鹽復合吸附儲能型冷凍系統吸附儲能的方法，制冷與儲能的一體化系統應運而生，利用高峰期的多余部分熱量驅動儲能系統的儲冷床，完成冷量的儲存；當熱源停止或無足夠熱量供應時，儲冷床啟動，開始冷量的釋放。

本發明第三目的是提供一種利用上述多鹽復合吸附儲能型冷凍系統在余熱的應用，制冷與儲能的一體化系統應運而生，利用高峰期的多余部分熱量驅動儲能系統的儲冷床，完成冷量的儲存；當熱源停止或無足夠熱量供應時，儲冷床啟動，開始冷量的釋放。

本發明的技術方案如下：

一種多鹽復合吸附儲能型冷凍系統，包括吸附床、儲冷床、蒸發器、冷凝器和儲液罐，所述的吸附床和所述的儲冷床分別與所述的冷凝器和所述的蒸發器連通，所述的儲液罐分別與所述的冷凝器和所述的蒸發器連通，在所述的吸附床和所述的儲冷床的一側連通有余熱入口，在所述的吸附床和所述的儲冷床的另一側連通有余熱出口，所述的吸附床和所述的儲冷床內均填充有用于吸附制冷工質的多鹽復合吸附劑；

在與煙氣流動垂直方向上，所述的吸附床和所述的儲冷床的一側均設有冷卻風機，用于冷卻所示的所述的吸附床和所述的儲冷床。

優選為，所述的吸附床的第一支管和所述的儲冷床的第二支管并入第一總管與所述的冷凝器連通；所述的吸附床的第三支管和所述的儲冷床的第四支管并入第二總管與所述的蒸發器連通。

優選為，在所述的第一支管、所述的第二支管、所述的第三支管和所述的第四支管上均設有控制閥。

優選為，所述的儲液罐通過所述的第一總管與所述的冷凝器連通，所述的儲液罐通過所述的第二總管與所述的蒸發器連通。

優選為，在所述的吸附床、所述的儲冷床與所述的冷凝器之間的所述的第一總管上、在所述的吸附床、所述的儲冷床與所述的蒸發器之間的所述的第二總管上和在所述的儲液罐與所述的冷凝器連通之間的所述的第一總管上均設有控制閥；在所述的儲液罐與所述的蒸發器器之間的所述的第二總管上設有膨脹閥。

優選為，所述的余熱入口經第三總管分支管分別與所述的吸附床和所述的儲冷床連通，并最后匯入所述的第三總管與外界連通，形成所述的余熱出口；在靠近所述的余熱入口連通所述的吸附床和所述的儲冷床的支管上均設有控制閥。

優選為，所述的制冷工質為氨。

本發明還公開了一種利用上述的多鹽復合吸附儲能型冷凍系統吸附儲能的方法，包括利用余熱對所述的儲冷床進行加熱，待其中的制冷工質解吸完成，關閉所述的儲冷床與所述的冷凝器和所述的蒸發器連通的管道，此時由所述的吸附床、所述的冷凝器和所述的蒸發器組成的制冷系統工作，當余熱不足時，啟動所述的儲冷床吸附制冷工質。

本發明還公開了一種上述的多鹽復合吸附儲能型冷凍系統在余熱驅動上的應用，特別是在能量波動的余熱上的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：