[發明專利]一種電化學制冷制熱系統

在審

• 申請號: 201810683147.3
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108895581A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 屈治國;段志寧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本公開揭示了一種電化學制冷制熱系統，所述系統以液流電池為基礎，利用電化學反應熱效應實現連續制冷與制熱。所述系統包括電控單元，制冷制熱單元，及環境熱交換單元。其中，制冷制熱單元包括放熱液流電池堆、吸熱液流電池堆、電解液泵和儲液罐。在放熱、吸熱液流電池堆處對應設置有環境熱交換單元。電控單元包括用于補償放熱液流電池堆和吸熱液流電池堆之間電勢差的補償電源及驅動泵和風機的控制電源。系統工作時，放熱液流電池堆內發生放熱反應，熱量經環境熱交換單元向放熱電堆環境放熱，產生連續制熱效應；同時，吸熱液流電池堆內發生吸熱反應，產生的低溫電解液經環境熱交換單元從吸熱電堆環境吸熱，產生連續制冷效應。

技術領域

本發明涉及空調制冷技術領域，特別涉及一種電化學制冷制熱系統。

背景技術

現有的空調技術多采用蒸汽壓縮循環實現制冷和制熱過程。其主要過程是利用壓縮機將制冷劑絕熱壓縮，升溫升壓后進入冷凝器對外散熱，隨后經節流閥絕熱節流，降溫降壓汽化并從周圍環境中吸收熱量，實現制冷、制熱功能。這種蒸汽壓縮循環制冷系統存在循環過程實際效率較低；工作過程受環境影響較大；以及機械式壓縮機工作過程中振動較大，容易導致管路松動和噪聲污染等問題。

電化學制冷由于其在制冷效率和系統結構簡化，環境保護等方面的優勢，吸引了許多學者的關注。研究均集中在驗證電化學制冷方式的可行性，但都未能提出完善的系統結構設計方案。

發明內容

本發明的目的是提出一種電化學制冷制熱系統，系統包括由吸熱液流電池堆和放熱液流電池堆組成的電化學制冷制熱單元，實現與外界冷熱量交換的環境熱交換單元，以及電控單元。該系統具有理論效率高，電控簡單，可擴展性強，環境友好等特點，并且系統無壓縮機，可以解決機械壓縮機工作過程中摩擦、振動和噪聲較大等問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種電化學制冷制熱系統，所述系統包括制冷制熱單元、電控單元、以及環境熱交換單元；

所述制冷制熱單元包括放熱液流電池堆和吸熱液流電池堆；

所述放熱液流電池堆利用電化學反應放熱效應產熱，實現制熱效應，所述吸熱液流電池堆利用電化學反應吸熱效應吸熱，實現制冷效應；

所述電控單元用于向制冷制熱單元以及環境熱交換單元提供所需電源；

所述環境熱交換單元用于實現所述系統與外界的冷熱交換。

本公開具有以下有益效果：

所述電化學制冷系統利用化學反應熱效應實現連續制冷與制熱，具有更高的理論制冷效率；所述系統工作時中無壓縮過程，電解液的流動依靠電解液泵驅動，具有機械振動小，可靠性高，噪音低等特點；系統制冷、制熱模式切換通過改變補償電源和驅動泵方向實現，電控單元簡單；系統采用模塊化設計，可擴展性強，且反應工質為全液相電解液，對臭氧層無破壞作用，無碳排放，環境友好。

附圖說明

圖1是本公開一個實施例中的電化學制冷系統結構示意圖；

附圖標記說明：1、電控單元；2、電解液泵；3、放熱液流電池堆；4、第一風機；5、第一換熱器；6、第一載冷劑循環泵；7、回熱器；8、儲液罐；9、第二載冷劑循環泵；10、第二換熱器；11、第二風機；12、吸熱液流電池堆；

圖2是本公開一個實施例中系統中液流電池堆單電池結構示意圖；

附圖標記說明：31、雙極板；32、密封圈；33、電極；34、隔膜。

具體實施方式

在以下詳細描述中，提供大量特定細節，以便于提高對本發明的透徹理解。此處所說明的附圖1與附圖2用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。