CN103808181A - 膜构架蓄能器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膜构架蓄能器，特别涉及一种用于溴化锂吸收式制冷中的膜构架蓄能器，属于储能技术领域，膜构架蓄能器由蒸汽切换阀、蒸汽进出口接管、固定管、密封圈、外壳、上管板、溶液进口接管、溶液进口切换阀、溶液、膜组件、支撑弹簧、溶液出口接管、溶液出口切换阀、放水阀、放水管和下管板组成。膜组件固定于上管板与下管板之间，膜组件与上、下管板之间通过固定管和密封圈密封连接，支撑弹簧用于支撑膜组件并在中间形成蒸汽通道。当蓄能器内因溶液浓度高而出现结晶时，水蒸气可以通过膜组件中的半渗透膜进入溶液，结晶吸收水蒸气被稀释，同时放出的吸收热加热了结晶，实现了快速熔晶。其结构简单，抗结晶性能好，蓄能密度大。

Description

膜构架蓄能器

技术领域

本发明涉及一种膜构架蓄能器，特别涉及一种用于溴化锂吸收式制冷中的膜构架蓄能器，属于储能技术领域。

背景技术

太阳能是一种能够在一定范围内替代常规能源的清洁能源，在太阳能热水和光伏发电等方面的广泛应用为人类社会节约了大量的能源，减少了污染物的排放。虽然，太阳能与制冷负荷在能量的供求上具有互补性，但是，由于太阳能热源不稳定供给和相对稳定的用户冷负荷需求之间的矛盾及由此引起的诸多问题而影响了太阳能热驱动制冷技术的应用。

蓄能是减小太阳能不稳定热源对热驱动制冷系统性能不利影响的重要方法，但传统的蓄冷、蓄热的蓄能方式由于较低的热冷转换效率和不可避免的冷、热损失的存在，在改善热源不稳定性方面作用有限。溶液浓度差无损蓄能方式的出现为不稳定热源驱动制冷的技术应用成为可能。溶液浓度差无损蓄能就是通过改变溶液的浓度把热能以溶液化学势的形式储存起来，溶液储存器的散热不会减小溶液化学势，相反，当溶液因散热而温度降低时溶液化学势反而会升高，如此以来，溶液化学势能可以无损地存储，当需要时可通过简单的技术手段方便地转变为热能或冷能。因而，溶液浓度差蓄能是一种能使不稳定热源驱动制冷系统具有商业应用价值的蓄能方式。

以溴化锂溶液作为溶液浓度差蓄能的蓄能材料时，由于蓄能器向环境散热而极易造成结晶，因此，目前的溴化锂溶液浓度差蓄能器的蓄能密度低，实用性和经济性不高。本发明的目的就是提供一种经济、高效的可以用于溴化锂吸收式制冷系统的膜构架蓄能器。

发明内容

本发明的任务在于提供一种能够用于溴化锂吸收式制冷系统中的膜构架蓄能器，该蓄能器具有结构简单、运行可靠、蓄能密度大、不怕结晶的优点。

为实现发明任务，其技术解决方案是：

膜构架蓄能器，包括蒸汽切换阀、蒸汽进出口接管、固定管、密封圈、外壳、上管板、溶液进口接管、溶液进口切换阀、溶液、膜组件、支撑弹簧、溶液出口接管、溶液出口切换阀、放水阀、放水管和下管板。蒸汽进出口接管是蒸汽进出蓄能器的通道。上管板和下管板是通过焊接等方法与外壳之间固定连接，膜组件固定于上管板与下管板之间，膜组件与上、下管板之间通过固定管和密封圈密封连接，支撑弹簧用于支撑膜组件并在中间形成蒸汽通道。蓄能器底部设有放水管，用于排放蓄能器中存余的水。外壳的顶部设有蒸汽进出口接管，蒸汽进出口接管上装有蒸汽切换阀，蒸汽进出口接管与膜组件的蒸汽通道相连通。在外壳的上部和下部分别设有溶液进口接管和溶液出口接管，溶液进口接管与蓄能器内溶液空间连通，溶液进口接管上设有溶液进口切换阀；溶液出口接管与蓄能器内溶液空间连通，溶液出口接管上设有溶液出口切换阀。

所述的膜组件由内层金属网、外层金属网和半渗透膜组成，膜组件中间由支撑弹簧支撑形成蒸汽通道，膜组件外侧为溶液存储空间。金属网用于增加膜组件的机械强度，避免溶液流动冲刷时造成膜损坏。膜组件外侧为溶液。

附图说明

图1为本发明中膜构架蓄能器结构原理示意图。

图2为本发明中膜构架蓄能器内所采用的膜组件结构原理示意图。

下面结合附图对本发明进行说明。

具体实施方式

参看图1，并结合图2，膜构架蓄能器，包括蒸汽切换阀1、蒸汽进出口接管2、固定管3、密封圈4、外壳5、上管板6、溶液进口接管7、溶液进口切换阀8、溶液9、膜组件10、支撑弹簧11、溶液出口接管12、溶液出口切换阀13、放水阀14、放水管15和下管板16。蒸汽进出口接管2是蒸汽进出蓄能器的通道。上管板6和下管板16是通过焊接等方法与外壳5之间固定连接，膜组件10固定于上管板6与下管板16之间，膜组件10与上管板6、下管板16之间通过固定管3和密封圈4密封连接，保证溶液9不会流到蒸汽通道和蒸汽空间，支撑弹簧11用于支撑膜组件10并在中间形成蒸汽通道。蓄能器底部设有放水管15，用于排放蓄能器中存余的水。外壳5的顶部设有蒸汽进出口接管2，蒸汽进出口接管2上装有蒸汽切换阀1，蒸汽进出口接管2与膜组件10的蒸汽通道相连通。在外壳5的上部和下部分别设有溶液进口接管7和溶液出口接管12，溶液进口接管7与蓄能器内溶液空间连通，溶液进口接管7上设有溶液进口切换阀8；溶液出口接管12与蓄能器内溶液空间连通，溶液出口接管12上设有溶液出口切换阀13。

上述的膜组件10由内层金属网17、外层金属网18和半渗透膜19组成，膜组件中间由支撑弹簧支撑11形成蒸汽通道，膜组件10外侧为溶液存储空间。金属网17、18用于增加膜组件10的机械强度，避免溶液9流动冲刷时造成膜损坏。膜组件10外侧为溶液9。

参看图1，并结合图2，膜构架蓄能器的工作原理和工作过程大致如下：

1）蓄能过程：

蒸汽切换阀1关闭，溶液进口切换阀8和溶液出口切换阀13打开，浓溶液通过溶液进口接管7进入蓄能器，较稀溶液通过溶液出口接管12排出蓄能器。蓄能结束时，溶液进口切换阀8和溶液出口切换阀13关闭，浓溶液密闭存储在蓄能器中，其浓度不会因温度的变化而变化，从而实现了能量的无损储存。

2）放能过程：（放能过程分两种情况）

(1)      放能开始蓄能器无结晶时，当需要放能时，溶液出口切换阀13和溶液进口切换阀8打开，溶液通过溶液出口接管12进入制冷系统的吸收器，吸收制冷或制热，实现了冷量或热量的输出，浓溶液吸收制冷剂后变成的稀溶液可以通过溶液进口接管7返回蓄能器。

(2)    放能开始蓄能器出现了结晶，则蒸汽切换阀1打开，来自制冷系统中蒸发器的水蒸气通过蒸汽进出口接管2进入蓄能器，然后再通过膜组件10的半渗透膜19进入溶液9，结晶吸收水蒸气被稀释，同时放出的吸收热加热了结晶，实现了快速熔晶，当结晶融化后，放能过程进入蓄能器无结晶时的放能过程。

Claims (2)

1.膜构架蓄能器，包括蒸汽切换阀、蒸汽进出口接管、固定管、密封圈、外壳、上管板、溶液进口接管、溶液进口切换阀、溶液、膜组件、支撑弹簧、溶液出口接管、溶液出口切换阀、放水阀、放水管和下管板，上管板和下管板是通过焊接等方法与外壳之间固定连接，膜组件固定于上管板与下管板之间，膜组件与上、下管板之间通过固定管和密封圈密封连接，支撑弹簧用于支撑膜组件并在中间形成蒸汽通道，蓄能器底部设有放水管，用于排放蓄能器中存余的水，外壳的顶部设有蒸汽进出口接管，蒸汽进出口接管上装有蒸汽切换阀，蒸汽进出口接管与膜组件的蒸汽通道相连通，在外壳的上部和下部分别设有溶液进口接管和溶液出口接管，溶液进口接管与蓄能器内溶液空间连通，溶液进口接管上设有溶液进口切换阀；溶液出口接管与蓄能器内溶液空间连通，溶液出口接管上设有溶液出口切换阀。

2.如权利要求1所述的膜构架蓄能器，其特征在于：膜组件由内层金属网、外层金属网和半渗透膜组成，膜组件中间由支撑弹簧支撑形成蒸汽通道，膜组件外侧为溶液存储空间。

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