[發明專利]一種低溫余熱增焓儲熱系統

有效

• 申請號: 202110860551.5
• 申請日: 2021-07-24
• 公開（公告）號: CN113669941B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 冉鵬;焦亞飛;辛迪雅
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: F25B15/06
• 分類號: F25B15/06;F25B41/40;F28D20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種低溫余熱增焓儲熱系統，其特征在于包括低溫余熱存儲單元、吸收式熱泵提質單元和中溫蓄熱單元；

所述低溫余熱存儲單元完成外部低溫余熱的存儲，所述吸收式熱泵提質單元完成低溫余熱的提質，所述中溫蓄熱單元完成提質后余熱的中溫蓄熱，從而實現低品位的余熱轉變為高品位的熱能并儲存；

所述低溫余熱存儲單元、吸收式熱泵提質單元、中溫蓄熱單元串級連接，逐級實現外部低溫余熱的存儲、低溫余熱提質及提質后的中溫熱能存儲；

所述低溫余熱存儲單元，包括低溫余熱存儲裝置(1)、低溫生成物儲罐(2)、蒸發器(3)和發生器(9)；所述吸收式熱泵提質單元，包括蒸發器(3)、冷凝器(4)、溶液換熱器(5)、吸收器(6)和發生器(9)；所述中溫蓄熱單元，包括傳熱介質儲罐(10)、中溫余熱存儲裝置(11)、中溫蓄熱裝置(12)、中溫生成物儲罐(13)和壓氣機I；

所述低溫余熱存儲單元的低溫余熱存儲裝置(1)中的反應產物離開低溫余熱存儲裝置，分別與蒸發器(3)內部換熱器C和發生器(9)內部換熱器D換熱后進入低溫生成物儲罐(2)；

所述吸收式熱泵提質單元的發生器(9)的溶液出口9c通過管道經溶液泵(7)、溶液換熱器(5)與吸收器(6)的溶液入口6d連接，發生器(9)的水蒸氣出口9a通過管道與冷凝器(4)的水蒸氣入口4d連接；所述冷凝器(4)的冷凝水出口4c通過管道經溶液泵(8)與蒸發器(3)的冷凝水入口連接；所述蒸發器(3)的水蒸氣出口通過管道與吸收器(6)的水蒸氣入口6a連接；所述吸收器(6)的溶液出口6e通過管道、溶液換熱器(5)與發生器(9)的溶液入口9b連接，吸收器(6)的熱源入口6c通過管道與傳熱介質儲罐(10)的出口10b連接，吸收器(6)的熱源出口6b通過管道與中溫余熱存儲裝置(11)的內部換熱器E連接；

所述中溫蓄熱單元的中溫余熱存儲裝置(11)的反應產物出口通過管道經中溫蓄熱裝置(12)的反應產物通道、壓氣機I與中溫生成物儲罐(13)的入口連接；所述中溫生成物儲罐(13)的出口通過管道經中溫蓄熱裝置(12)的反應產物通道與中溫余熱存儲裝置(11)的反應產物入口連接；

所述低溫生成物儲罐(2)的出口通過管道與中溫蓄熱裝置(12)的低溫反應產物入口12e連接；所述中溫蓄熱裝置(12)的低溫反應產物出口12f通過管道與低溫余熱存儲裝置(1)的反應產物入口連接。

2.根據權利要求1所述的一種低溫余熱增焓儲熱系統，其特征在于包括儲熱和釋熱兩種運行模式：

在儲熱模式下，所述低溫余熱存儲單元中，低溫余熱存儲裝置(1)內部的反應原料通過換熱器A吸收具有一定溫度的外部低品位余熱資源的熱量，在合適的溫度及壓力環境中發生正向吸熱反應，生成相態與密度不同的反應產物；密度大的固態反應產物留在低溫余熱存儲裝置中，而帶有一定溫度且密度小的氣態或液態的反應產物則排出低溫余熱存儲裝置(1)；所述低溫余熱存儲裝置(1)排出的反應產物分別經過蒸發器(3)的內部換熱器C和發生器(9)的內部換熱器D換熱降溫后，進入低溫生成物儲罐(2)中儲存，從而完成低溫余熱的存儲過程；

在儲熱模式下，所述吸收式熱泵提質單元中，發生器(9)內部的濃溶液被溶液泵(7)增壓，經溶液換熱器(5)進入吸收器(6)；在所述吸收器(6)中，濃溶液吸收來自蒸發器(3)的水蒸氣，變為稀溶液，然后稀溶液經溶液換熱器(5)回到發生器(9)；所述發生器(9)中，稀溶液通過內部換熱器D吸收低溫余熱存儲裝置(1)排出的反應產物的熱量，稀溶液中部分的水受熱蒸發為水蒸氣并進入冷凝器(4)，發生器(9)中溶液變為濃溶液；所述冷凝器(4)中，在冷卻水的作用下，水蒸氣被冷凝成液態水，然后經溶液泵(8)加壓進入蒸發器(3)；所述蒸發器(3)中，液態水通過內部換熱器C吸收低溫余熱存儲裝置(1)排出的反應產物的熱量汽化成水蒸氣，然后進入吸收器(6)；所述吸收器(6)中，濃溶液吸收水蒸氣，釋放出熱量并被傳熱介質儲罐(10)中的傳熱介質吸收，傳熱介質吸熱后升溫，從而完成利用吸收式熱泵提質單元提質的過程；

在儲熱模式下，所述中溫蓄熱單元中，中溫余熱存儲裝置(11)內部填充的反應原料通過換熱器E吸收傳熱介質的熱量，在合適的溫度及壓力環境中發生正向吸熱反應，生成相態與密度不同的反應產物，密度大的反應產物留在中溫余熱存儲裝置(11)中，具有一定溫度且密度小的氣態或液態的反應產物在壓氣機I的吸入作用下進入中溫蓄熱裝置(12)換熱；所述中溫蓄熱裝置(12)中反應產物換熱完成后溫度降低，經壓氣機I送入中溫生成物儲罐(13)進行儲存，從而完成中溫蓄熱過程；

在釋熱模式下，所述低溫生成物儲罐(2)中的氣態或液態的反應產物排出，經過中溫蓄熱裝置(12)換熱后進入低溫余熱存儲裝置(1)，在合適的溫度及壓力環境中與低溫余熱存儲裝置(1)中原有的反應產物發生逆向放熱反應，釋放出熱量通過內部換熱器B被外部循環工質吸收，用于其他工業生產或日常生活用途；同時，所述中溫生成物儲罐(13)中的氣態或液態的反應產物排出，經過中溫蓄熱裝置(12)換熱后進入中溫余熱存儲裝置(11)，在合適的溫度及壓力環境中與中溫余熱存儲裝置(11)中原有的反應產物發生逆向放熱反應，釋放出熱量通過內部換熱器F被外部循環工質吸收，用于其他工業生產或日常生活用途。