CN106524578A - 吸收式储能系统、供能系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸收式储能系统、供能系统及方法,吸收式储能系统包括:吸收溶液腔室,由吸收溶液喷淋腔室和吸收溶液承接室组成;第一吸收溶液喷淋装置,用于在吸收溶液喷淋腔室内喷淋吸收溶液;吸收溶液喷淋管道,连接吸收溶液承接室与第一吸收溶液喷淋装置;第一吸收溶液喷淋泵和第一吸收溶液换热器,设于第一吸收溶液喷淋管道上,流经第一吸收溶液换热器的发生热媒提供吸收溶液所需的热量;工质腔室,通过第一工质蒸气通道连通吸收溶液喷淋腔室;第一工质换热器,流经第一工质换热器冷流体侧的冷凝热媒吸收工质蒸气冷凝释放的冷凝热;第一冷凝工质接收器,承接冷凝工质;冷凝工质存储装置,存储冷凝工质。本发明储能密度高。
Description
技术领域
本发明涉及热能工程技术领域,特别涉及一种吸收式储能系统、供能系统及方法。
背景技术
在工业领域,普遍存在有周期性或间歇性排放的工业余热如钢铁行业的熔融态高炉炉渣和转炉炉渣携带的热量,由于缺乏高密度的储能技术而无法解决不连续的热源与对连续性供能的需求之间的矛盾,因而难以得到有效的利用。另一方面,随着国民经济的发展,电力系统中的电力负荷峰谷差不断增大,尤其是近年来随着风力发电、光伏发电等可再生能源发电的装机容量大幅增长,由于电网无法消纳其所发电力而产生严重的“弃风”、“弃光”现象。因此,通过大规模利用低谷电来实现电网的“移峰填谷”是一个紧迫的课题。
在建筑节能领域,低谷电冰蓄冷中央空调是一种得到广泛应用的低谷电利用技术。其特点是,在夜间低谷电时段运行压缩式热泵进行制冰,而在峰电时段通过融冰来向用户提供冷量,从而实现“移峰填谷”。可是,低谷电冰蓄冷空调技术存在三个方面的不足,一是由于制冰需要一定的过冷度,通常将压缩式热泵的蒸发温度控制在零下5℃左右,而实际的供冷温度只需零上7℃左右,因而制冷COP较低;二是水与冰之间的相变潜热较小(334.5kJ/kg),再加上出于传热的原因不能将蓄冰槽中的水全部转化为冰,通常将水的转化率控制在50%左右,因而蓄冷密度较低;三是低谷电冰蓄冷中央空调一年四季中只有夏季工作,其他三个季度处于休眠状态,设备运行率极低,因而其“移峰填谷”的作用有限,经济性也较差。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种吸收式储能系统、供能系统及方法,主要目的是为了大幅提高储能系统的储能密度,当使用低谷电进行储能时,显著提高压缩式热泵子系统的制冷COP,并使储能系统能够一年四季连续运行,从而显著提高其“移峰填谷”的作用并改善其经济性。
为达到上述目的,本发明主要提供如下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种吸收式储能系统,包括:
吸收溶液腔室,由上下两部分组成,上部为吸收溶液喷淋腔室,下部为吸收溶液承接室;
第一吸收溶液喷淋装置,设于所述吸收溶液喷淋腔室的上方,吸收溶液通过所述第一吸收溶液喷淋装置在吸收溶液喷淋腔室内喷淋并闪蒸产生工质蒸气,蒸发浓缩后的吸收溶液落到所述吸收溶液承接室内;
第一吸收溶液喷淋管道,设于所述吸收溶液腔室外部,吸收溶液承接室与第一吸收溶液喷淋装置通过第一吸收溶液喷淋管道连接;
第一吸收溶液喷淋泵,设于所述第一吸收溶液喷淋管道上,将吸收溶液承接室内的吸收溶液通过第一吸收溶液喷淋管道输送至第一吸收溶液喷淋装置进行喷淋;
第一吸收溶液换热器,设于所述第一吸收溶液喷淋管道上,所述第一吸收溶液换热器的冷流体侧与吸收溶液喷淋管道连接,流经第一吸收溶液换热器的热流体侧的发生热媒加热流经冷流体侧的吸收溶液;
工质腔室,所述工质腔室通过第一工质蒸气通道连通吸收溶液喷淋腔室;
第一工质换热器,流经第一工质换热器的冷凝热媒吸收工质蒸气在工质腔室内冷凝释放的冷凝热;
第一冷凝工质接收器,设于所述工质腔室的下部,所述第一冷凝工质接收器用于承接冷凝工质;
冷凝工质存储装置,用于储存冷凝工质,所述冷凝工质存储装置为第一冷凝工质接收器或设于工质腔室外的冷凝工质储罐,所述冷凝工质存储装置为冷凝工质储罐时,所述冷凝工质储罐与所述的第一冷凝工质接收器通过第一冷凝工质管道连接,所述第一冷凝工质接收器承接的冷凝工质通过第一冷凝工质管道输送至所述冷凝工质储罐。
作为优选,所述吸收溶液承接室的下部还设有用于过滤和承载吸收剂结晶的孔板。
作为优选,所述孔板为至少两个,每一孔板的外缘部与吸收溶液承接室的内壁之间具有一个开口,相邻两孔板与吸收溶液承接室的内壁之间的开口相对设置。
作为优选,所述第一工质换热器设于所述工质腔室内部或设于所述工质腔室外部,所述第一工质换热器设于所述工质腔室内部时,吸收溶液蒸发产生的工质蒸气直接与所述第一工质换热器接触而冷凝;所述第一工质换热器设于所述工质腔室外部时,所述工质腔室的上部设有第一冷凝工质喷淋装置,所述冷凝工质存储装置与第一冷凝工质喷淋装置通过第一冷凝工质喷淋管道连接,所述第一冷凝工质喷淋管道上设有冷凝工质喷淋泵,所述的第一工质换热器设置于所述的第一冷凝工质喷淋管道上,第一工质换热器的热流体侧与第一冷凝工质喷淋管道连接,流经第一工质换热器的冷流体侧的冷凝热媒通过与流经热流体侧的冷凝工质换热吸收冷凝热。
作为优选,还包括压缩机和节流阀,所述压缩机、节流阀、第一吸收溶液换热器和第一工质换热器构成蒸气压缩式热泵子系统,所述第一吸收溶液换热器作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵冷凝器与压缩机出口连接,所述第一工质换热器作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵蒸发器与压缩机的入口连接,所述节流阀设于第一吸收溶液换热器和第一工质换热器之间,所述蒸气压缩式热泵子系统内循环的制冷剂经过压缩机后,作为发生热媒流经所述第一吸收溶液换热器,然后经过节流阀后作为冷凝热媒输入第一工质换热器,流经第一工质换热器后输入压缩机完成一次循环。
作为优选,所述蒸气压缩式热泵子系统还包括过冷器和温度传感器,所述过冷器设于所述第一吸收溶液换热器和节流阀之间,作为发生热媒的制冷剂从第一吸收溶液换热器输出后先输入过冷器的热流体侧,然后再经过节流阀,过冷器的冷流体侧与冷却热媒管道连接,所述温度传感器设于所述压缩机入口一端或出口一端。
作为优选,,所述蒸气压缩式热泵子系统还包括用于测定制冷剂压力的压力传感器。
另一方面,本发明提供了一种吸收式储能、供能系统,包括上述任一实施例所述的吸收式储能系统,还包括第二工质换热器和第二吸收溶液换热器,其中,
流经第二工质换热器的蒸发热媒为冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量,冷凝工质通过第二工质换热器吸收蒸发热媒的热量后一部分蒸发为工质蒸气,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量;
吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释,升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度。
作为优选,所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质输送至所述工质腔室内进行喷淋,所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部或外部,其中,所述第二工质换热器设于所述工质腔室外部时,所述冷凝工质在输送过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部时,所述冷凝工质喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收溶液喷淋腔室内进行喷淋,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液落入吸收溶液承接室与吸收剂结晶接触,通过溶解吸收剂结晶而使吸收溶液的浓度重新恢复至饱和浓度,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部或外部;其中,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室外部时,所述吸收溶液在输送过程中流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液在吸收溶液喷淋腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部时,吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
作为优选,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液通过第一吸收溶液喷淋管道输送至第一吸收溶液喷淋装置进行喷淋,或者,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液通过设于吸收溶液腔室外的第二吸收溶液喷淋管道输送至设于吸收溶液喷淋腔室内的第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋。
作为优选,还包括工质蒸发腔室和吸收腔室,工质蒸发腔室与吸收腔室通过用于工质蒸气流通的第二工质蒸气通道连接;
所述工质蒸发腔室内设有第二冷凝工质喷淋装置和第二冷凝工质接收器,所述第二冷凝工质喷淋装置与所述冷凝工质存储装置连通,所述第二冷凝工质接收器与所述冷凝工质存储装置连接,所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室内部或外部,其中,所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室外部时,所述冷凝工质在输送过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质蒸发腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室内部时,所述冷凝工质喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
所述吸收腔室内设有第三吸收溶液喷淋装置,所述第三吸收溶液喷淋装置通过第一吸收溶液循环管道经溶液换热器与所述吸收溶液承接室连接,所述吸收腔室通过第二吸收溶液循环管道经溶液换热器与所述吸收溶液腔室连接,吸收溶液承接室内的吸收溶液通过第一吸收溶液循环管道输送至第三吸收溶液喷淋装置进行喷淋并吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液通过第二吸收溶液循环管道输入所述吸收溶液承接室,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室内部或外部;其中,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室外部时,吸收溶液流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液输送至第三吸收溶液喷淋装置喷淋后,吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室内部时,吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质蒸发腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
另一方面,本发明提供了一种吸收式储能方法,采用上述任一实施例所述的吸收式储能系统,包括吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节和工质蒸气冷凝的工质腔室环节,其中
吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节,吸收溶液由第一吸收溶液喷淋泵输送,经由吸收溶液喷淋管道进入第一吸收溶液换热器,通过第一吸收溶液换热器吸收发生热媒的热量而升温后进入吸收溶液喷淋装置喷淋,经闪蒸产生工质蒸气后,得到浓缩和冷却的吸收溶液因过饱和而晶析出吸收剂结晶,所述工质蒸气经第一工质蒸气通道进入所述工质腔室,随着吸收溶液腔室环节的进行,吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐减少,吸收剂结晶逐渐增加;
工质蒸气冷凝的工质腔室环节,吸收溶液在吸收溶液腔室内产生的工质蒸气进入工质腔室内冷凝并释放冷凝热,所述冷凝热由流经第一工质换热器的冷凝热媒吸收并带走,冷凝工质进入冷凝工质存储装置,随着工质腔室环节的进行,冷凝工质存储装置内的冷凝工质逐渐增加;其中,当所述第一工质换热器设于工质腔室内部时,来自吸收溶液腔室的工质蒸气在第一工质换热器的换热面上冷凝并释放冷凝热;当第一工质换热器设于工质腔室外部时,冷凝工质存储装置内的冷凝工质经由第一冷凝工质喷淋管道进入第一冷凝工质换热器的热流体侧,通过第一冷凝工质换热器向冷流体侧的冷凝热媒释放所携带的工质蒸气的冷凝热后,冷凝工质进入第一冷凝工质喷淋装置喷淋,喷淋后冷凝工质吸收来自吸收溶液腔室的工质蒸气和工质蒸气的冷凝热,然后进入冷凝工质存储装置。
作为上述吸收式储能方法的优选,还包括蒸气压缩式热泵子系统环节,压缩机出口的制冷剂作为发生热媒进入所述的第一吸收溶液换热器的热流体侧,第一吸收溶液换热器冷流体侧的吸收溶液通过第一吸收溶液换热器吸收制冷剂的冷凝热而升温,通过第一吸收溶液换热器的制冷剂经节流阀调节后作为冷凝热媒进入第一冷凝工质换热器,作为冷凝热媒的制冷剂通过第一冷凝工质换热器吸收吸收溶液腔室内产生的蒸汽在工质腔室内冷凝而释放的冷凝热,吸收了冷凝热的制冷剂进入压缩机实现制冷剂循环;当进入压缩机的制冷剂的温度超过第一设定值时,增加流经设于第一吸收溶液换热器和节流阀之间的过冷器的冷流体侧的冷却热媒流量,从而降低流经过冷器的热流体侧的制冷剂的温度;而当进入压缩机的制冷剂的温度低于第二设定值时,减少过冷器的冷流体侧的冷却热媒流量。
另一方面,本发明提供了一种吸收式供能方法,采用上述任一实施例的吸收式储能、供能系统,包括冷凝工质蒸发环节和吸收溶液吸收工质蒸气环节,其中
冷凝工质蒸发环节,流经第二工质换热器的蒸发热媒为冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量,通过第二工质换热器吸收蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量,随着冷凝工质蒸发环节的进行,所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质逐渐减少;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释,升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度,随着吸收溶液吸收工质蒸气环节的进行,吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐增加,吸收剂结晶逐渐减少。
作为优选,冷凝工质蒸发环节,所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质输送至所述工质腔室内进行喷淋,所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部或外部,其中,所述第二工质换热器设于所述工质腔室外部时,所述冷凝工质在输送过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部时,所述冷凝工质喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收溶液喷淋腔室内进行喷淋,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液落入吸收溶液承接室与吸收剂结晶接触,通过溶解吸收剂结晶而使吸收溶液的浓度重新恢复至饱和浓度,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部或外部;其中,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室外部时,所述吸收溶液在输送过程中流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液在吸收溶液喷淋腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部时,吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
作为优选,冷凝工质存储装置内的冷凝工质输送至工质蒸发腔室,所述冷凝工质蒸发环节在工质蒸发腔室进行,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收腔室,所述吸收溶液吸收工质蒸气环节在吸收腔室进行,吸收溶液在吸收腔室内吸收工质蒸发腔室产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液输送至吸收溶液承接室;其中
冷凝工质蒸发环节,所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室外部时,所述冷凝工质由冷凝工质存储装置输送至冷凝工质蒸发腔室的过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质蒸发腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室内部时,所述冷凝工质由冷凝工质存储装置输送至冷凝工质蒸发腔室,喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室外部时,吸收溶液承接室和/或吸收腔室内的吸收溶液流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,吸收溶液向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液输送至吸收腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室内部时,吸收溶液承接室和/或吸收腔室内的吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质蒸发腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
作为优选,所述吸收溶液从第一吸收溶液换热器中的发生热媒吸收的热量为工业余热、地热、太阳能热或者压缩式热泵系统的冷凝器的冷凝热等。
作为优选,所述第二吸收溶液换热器输出的吸收热媒为热水,蒸汽或者导热油。当第二吸收溶液换热器输出热水时,可向用户提供暖气或者生活热水,当第二吸收溶液换热器输出蒸汽或者导热油时,可向工业或商业用户提供热量。
作为优选,所述蒸发热媒为向用户提供冷量,包括用于空调的冷量和用于工艺冷却的冷量的冷媒。
作为优选,所述冷凝工质从第二冷凝工质换热器中的蒸发热媒吸收的热量为工业余热、地热、太阳能热、空调冷凝器或者空气源热泵冷凝器排放的热量,或者空气源、水源、地源的热量等。
作为优选,所述冷却热媒为自来水、供热回水或者冷却水,通过使用自来水作为冷却热媒可向用户提供生活热水,而通过使用供热回水作为冷却热媒可向用户供暖。
作为优选,所述的工质为水;所述的吸收剂为LiBr,LiNO3,LiCl和CaCl2中的任一种或两种以上的混合物;所述的发生热媒、冷凝热媒、蒸发热媒以及吸收热媒为液态流体或者气态流体,液态流体包括水、水溶液、不冻液、导热油等,气态流体包括空气、工艺气体、饱和蒸汽、过热蒸汽或者含不凝气体的蒸汽等。
本发明与现有技术相比具有如下明显的优点和有益效果:
(1)储能密度极高。本发明提供的储能系统,将在供热、供冷或冷热联供过程中增加了的饱和吸收溶液,通过储能过程的饱和吸收溶液发生和工质蒸气冷凝,重新转化为吸收剂结晶和冷凝工质分别蓄存起来。当采用水作为工质时,由于冷凝水与水蒸气之间的相变潜热高达2500kJ/kg左右,再加上本发明在吸收溶液承接室内设置了多层的孔板来过滤和承载吸收剂结晶。由于含吸收剂结晶的吸收溶液流经孔板层时存在两种流动通道,一是流过孔板滤孔的垂直通道,二是平行于孔板的水平通道,因而即使上层孔板的滤孔被结晶堵塞也不会产生大的流动阻力。因此,本发明的结晶分离与储存方式不仅可以大大降低吸收溶液的流动阻力,同时还可实现吸收剂结晶的高密度蓄存,从而达到很高的储能密度;
(2)能量效率高。由于冷凝工质和吸收剂结晶可在常温下保存,因而热量或者冷量的损失极少。当采用包含蒸气压缩式热泵子系统的储能系统对低谷电进行储能时,由于蒸气压缩式热泵子系统的蒸发温度较高(5℃左右),因而制冷COP即能量效率较高;
(3)本发明的蓄能本质上是通过储存冷凝工质和吸收剂结晶来实现的。因而可以说,储存的实质上是一种热泵能力,即将热量从低温热源提升至高温热源的能力。所以,本发明的系统不仅能够供热也能够供冷,根据工况还能够进行冷热联供。因此,本发明具有广泛的应用领域和很高的能量利用效率。
(4)“移峰填谷”的作用大、经济效益好。当采用包含蒸气压缩式热泵子系统的储能系统和冷热联供系统对低谷电进行储能并对用户进行供能时,由于夏季可供冷量和生活热水,春秋季可供生活热水,而冬季可供暖及生活热水,因而设备的运行率高、“移峰填谷”的作用大、经济效益好;
(5)本发明将第一吸收溶液换热器置于吸收溶液腔室的外部,通过在吸收溶液喷淋腔室对经第一溶液换热器加热后的吸收溶液进行绝热闪蒸,使吸收溶液因闪蒸浓缩和闪蒸降温而发生过饱和结晶,因而可以避免在第一吸收溶液换热器的换热面上产生吸收剂结晶而引起传热传质障碍,尤其有利于对饱和的吸收溶液进行发生。
附图说明
图1是本发明实施例1的吸收式储能系统的结构示意图。
图2是本发明实施例2的吸收式储能系统的结构示意图。
图3是本发明实施例3的吸收式储能系统的结构示意图。
图4是本发明实施例4的吸收式储能、供能系统的结构示意图。
图5是本发明实施例5的吸收式储能、供能系统的结构示意图。
图6是本发明实施例6的吸收式储能、供能系统的结构示意图。
图7是本发明实施例7的吸收式储能、供能系统的结构示意图。
图8是本发明实施例8的吸收式储能、供能系统的结构示意图。
图9是本发明实施例9的吸收式储能、供能系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
图1至图3分别为本发明的吸收式储能系统的不同实施例的结构示意图。参见图1至图3,吸收式储能系统,包括:
吸收溶液腔室2,由上下两部分组成,上部为吸收溶液喷淋腔室201,下部为吸收溶液承接室202;
第一吸收溶液喷淋装置3,设于吸收溶液喷淋腔室201,吸收溶液通过第一吸收溶液喷淋装置3在吸收溶液喷淋腔室内喷淋并闪蒸产生工质蒸气,蒸发浓缩后的吸收溶液落到吸收溶液承接室202内;
吸收溶液喷淋管道7,设于吸收溶液腔室2外部,吸收溶液承接室202与第一吸收溶液喷淋装置3通过吸收溶液喷淋管道7连接;
第一吸收溶液喷淋泵6,设于吸收溶液喷淋管道7上,将吸收溶液承接室202内的吸收溶液通过吸收溶液喷淋管道7输送至第一吸收溶液喷淋装置3进行喷淋;
第一吸收溶液换热器30,设于吸收溶液喷淋管道7上,第一吸收溶液换热器30的冷流体侧与吸收溶液喷淋管道7连接,流经第一吸收溶液换热器30的热流体侧的发生热媒加热流经冷流体侧的吸收溶液;
工质腔室22,工质腔室22通过第一工质蒸气通道14连通吸收溶液喷淋腔室201;
第一工质换热器50,流经第一工质换热器50的冷凝热媒吸收工质蒸气在工质腔室22内冷凝释放的冷凝热;
第一冷凝工质接收器24,设于工质腔室22的下部,第一冷凝工质接收器24用于承接冷凝工质;
冷凝工质存储装置,用于储存冷凝工质,冷凝工质存储装置为第一冷凝工质接收器24或设于工质腔室22外的冷凝工质储罐26,冷凝工质存储装置为冷凝工质储罐26时,冷凝工质储罐26与第一冷凝工质接收器24通过第一冷凝工质管道25连接,第一冷凝工质接收器24承接的冷凝工质通过第一冷凝工质管道25输送至冷凝工质储罐26。
本发明提供的储能系统将在供热、供冷或冷热联供过程中增加了的饱和吸收溶液,通过储能过程的饱和吸收溶液发生和工质蒸气冷凝,重新转化为吸收剂结晶和冷凝工质分别蓄存起来。当采用水作为工质时,由于冷凝水与水蒸气之间的相变潜热高达2500kJ/kg左右,再加上吸收剂结晶,能够达到很高的储能密度。由于冷凝工质和吸收剂结晶可在常温下保存,因而热量或者冷量的损失极少。当储能与供能连用时,由于夏季可供冷量和生活热水,春秋季可供生活热水,而冬季可供暖及生活热水,因而设备的运行率高、“移峰填谷”的作用大、经济效益好。本发明实施例将第一吸收溶液换热器置于吸收溶液腔室的外部,通过在吸收溶液喷淋腔室对经第一溶液换热器加热后的吸收溶液进行绝热闪蒸,使吸收溶液因闪蒸浓缩和闪蒸降温而发生过饱和结晶,因而可以避免在第一吸收溶液换热器的换热面上产生吸收剂结晶而引起传热传质障碍,尤其有利于对饱和的吸收溶液进行发生。另外,第一吸收溶液换热器外置可以采用逆流换热器,因而能够更高效的利用变温发生热源、变温吸收溶液和变温蒸发热源,具体的发生热媒包括水、水溶液、不冻液、导热油、空气、工艺气体、过热蒸汽以及含不凝气体的蒸汽等。本发明实施例中,吸收溶液腔室内的吸收溶液保持饱和状态。
本发明实施例中,吸收溶液腔室2与工质腔室22采用同一容器,该容器内的上部为工质腔室22,下部为吸收溶液腔室2,第一冷凝工质接收器24与容器内壁之间形成第一工质蒸气通道14。
作为上述实施例的优选,吸收溶液承接室的下部还设有用于将吸收剂结晶分离的固液分离装置。通过设置固液分离装置将吸收剂结晶从吸收溶液中分离开,可在不堵塞吸收溶液流动的前提下进一步显著提高吸收剂结晶的储存密度,因而能够达到很高的储能密度。固液分离装置的具体构造不做限定,只要能将吸收剂结晶从吸收溶液中分离出来,避免吸收剂结晶影响吸收溶液的流动及循环即可。本实施例给出的固液分离装置的一种优选实施例为过滤和承载吸收剂结晶的孔板4。通过在吸收溶液承接室202设置孔板4对吸收剂结晶进行过滤分离,并承载过滤分离出的吸收剂结晶,可以有效提高系统中可容纳的吸收剂结晶的量,提高储能密度。为了进一步提高孔板4的过滤分离及承载的效果,本实施例进一步在吸收溶液承接室202设置至少两个孔板4,每一孔板202的外缘部与吸收溶液承接室202的内壁之间具有一个开口5,相邻两孔板4与吸收溶液承接室202的内壁之间的开口5相对设置。本实施例中将上下相邻两个孔板上的开口设置在相对侧,使得吸收剂结晶需要在孔板4上移动尽可能长的距离才能落到下一孔板4上,这就使得在每一孔板4上堆积尽可能多的吸收剂结晶。同时保证了吸收溶液承接室202的底部基本不会有吸收剂结晶,在提高储能密度的同时,不会影响吸收溶液的流动和循环。
如图1至图3所示,本发明实施例中增设了冷凝工质储罐26作为冷凝工质存储装置来存储冷凝工质,通过将第一冷凝工质接收器24的冷凝工质存储功能转移到冷凝工质储罐26,可以减小形成工质腔室22的容器的体积,同时避免了过多的冷凝工质存留在工质腔室22内影响系统的运行。
第一工质换热器50可以设置在工质腔室22内部也可以设置在工质腔室22外部。参见图1和图3,第一工质换热器50设于工质腔室22内部时,第一工质换热器50与冷凝热媒管道51连接,冷凝热媒管道51输送的冷凝热媒通过第一工质换热器50,吸收溶液喷淋腔室201内产生的工质蒸气通过第一工质蒸气通道14进入工质腔室2后直接与第一工质换热器50的表面相接触实现与冷凝热媒换热,工质蒸气冷凝并释放冷凝热,冷凝热由冷凝热媒吸收并带走。参见图2,第一工质换热器50设于工质腔室22外部时,需要管道(称为第一冷凝工质喷淋管道28)将在工质腔室22得到并存储在冷凝工质存储装置内的冷凝工质经第一工质换热器50的热流体侧后输送至工质腔室22内进行喷淋,第一工质换热器50的冷流体侧连接冷凝热媒管道51,冷凝热媒吸收冷凝工质携带的冷凝热并带走,冷凝工质吸收冷凝热媒的冷量后在工质腔室22内喷淋并与来自吸收溶液喷淋腔室201的工质蒸气相接触,使工质蒸气冷凝并释放冷凝热。工质腔室22的上部设有喷淋装置(称为第一冷凝工质喷淋装置23)用于冷凝工质的喷淋。当设置有冷凝工质储罐26作为冷凝工质存储装置时,第一冷凝工质喷淋管道28连接第一冷凝工质喷淋装置23与冷凝工质储罐26,当未设置冷凝工质储罐26时,第一冷凝工质喷淋管道28连接第一冷凝工质喷淋装置23与第一冷凝工质接收器24。第一冷凝工质喷淋管道28上设置冷凝工质喷淋泵27用于输送冷凝工质。
作为上述任一实施例的优选,参见图3,吸收式储能系统还包括压缩机90和节流阀95,压缩机90、节流阀95、第一吸收溶液换热器30和第一工质换热器50构成蒸气压缩式热泵子系统,第一吸收溶液换热器30作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵冷凝器与压缩机90出口连接,第一工质换热器50作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵蒸发器与压缩机90的入口连接,节流阀95设于第一吸收溶液换热器30和第一工质换热器50之间,蒸气压缩式热泵子系统内循环的制冷剂经过压缩机90后,作为发生热媒流经第一吸收溶液换热器30,然后经过节流阀95调节流量后作为冷凝热媒输入第一工质换热器50,流经第一工质换热器50后输入压缩机90完成一次循环。本实施例引入了蒸气压缩式热泵子系统,由于蒸气压缩式热泵子系统的蒸发温度较高(5℃左右),因而制冷COP即能量效率较高。如图3所示,通过与上述实施例相结合可知,当第一工质换热器50外置时,第一工质换热器50的冷流体侧接入蒸气压缩式热泵子系统,第一工质换热器50的热流体侧与第一冷凝工质喷淋管道28连接。而当第一工质换热器50内置时,参考图9,图9为一种吸收式储能、供能系统的实施例的结构示意图,包括吸收式储能系统。第一工质换热器50的入口和出口直接接入蒸气压缩式热泵子系统。
作为上述实施例的优选,蒸气压缩式热泵子系统还包括过冷器92和温度传感器98,过冷器92设于第一吸收溶液换热器30和节流阀95之间,作为吸收热媒的制冷剂从第一吸收溶液换热器输出后先输入过冷器92的热流体侧,然后再经过节流阀95调节流量,过冷器92的冷流体侧与冷却热媒管道93连接,温度传感器98设于压缩机90入口一端或设于压缩机90出口一端。设置温度传感器98可及时掌握蒸气压缩式热泵子系统中制冷剂的温度变化,当超过设定的阈值时,可以通过调节流过过冷器92冷却热媒流量来调整。或者,在蒸汽压缩式热泵子系统中设置用于测定制冷剂压力的压力传感器,通过及时掌握制冷剂压力变化来调整流过过冷器92的冷却热媒流量。
另一方面,本发明提供了一种吸收式储能、供能系统,该系统包括上述任一实施例所述的吸收式储能系统,在上述吸收式储能系统的基础上设置第二工质换热器60和第二吸收溶液换热器40;其中,
其中,
流经第二工质换热器60的蒸发热媒为冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量,冷凝工质通过第二工质换热器吸收蒸发热媒的热量后一部分冷凝工质蒸发为工质蒸气,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量;
吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释,升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器40向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度。
冷凝工质的蒸发可以在工质蒸发腔室内进行,也可以在另外提供的容器的腔室内进行。同样,吸收溶液吸收工质蒸气可以在吸收溶液腔室内进行,也可以在另外提供的容器的腔室内进行。第二工质换热器和第二吸收溶液换热器在内置或外置时的具体连接关系根据具体情况也不相同,但都是基于同一原理向外提供冷量和热量。
冷凝工质存储装置(第一冷凝工质接收器24(吸收式储能系统不包括冷凝工质储罐26时)或冷凝工质储罐26)内的冷凝工质通过第二工质换热器与流经第二工质换热器的蒸发热媒进行换热,吸收了蒸发热媒提供的热量后,冷凝工质蒸发为工质蒸气。当然,冷凝工质优选为在吸收式储能、供能系统中实现循环,避免系统的冷凝工质因供能而逐渐减少,需要额外输入工质。同样,吸收溶液承接室202内的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器与流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒换热。吸收溶液同样优选为在吸收式储能、供能系统中实现循环。
下面通过吸收式储能、供能系统的不同实施例来对其具体构造进行说明,以供进一步理解本发明的技术方案。
参见图4至图6,图4至图6是在上述实施例的吸收式储能系统的工质腔室内实现冷凝工质的蒸发,在吸收溶液腔室内实现吸收溶液吸收工质蒸气。第二工质换热器60外置时,即第二工质换热器60设于工质腔室22外部时,冷凝工质在输送过程中流经第二工质换热器60的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质腔室22内喷淋并闪蒸为工质蒸气。蒸发热媒通过蒸发热媒管道61输入第二工质换热器60的热流体侧,当吸收式储能系统中的第一冷凝工质换热器50设于工质腔室22外部时,第一冷凝工质喷淋管道28将冷凝工质存储装置(图中为冷凝工质储罐26)内的冷凝工质输送至设于工质腔室22内的第一冷凝工质喷淋装置23,因此,第一冷凝工质喷淋管道28连接第二工质换热器的冷流体侧即可。而当吸收式储能系统中的第一冷凝工质换热器50设于工质腔室22内部时,则需要参照图4或图5设置第一冷凝工质喷淋管道28和第一冷凝工质喷淋装置23,将第二工质换热器60的冷流体侧接入第一冷凝工质喷淋管道28。参见图6,第二工质换热器60内置时,即第二工质换热器60设于工质腔室22外部时,需要管道将冷凝工质存储装置内的冷凝工质输送至工质腔室22内喷淋在第二工质换热器60上吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气。同样,通过第一冷凝工质喷淋管道28将冷凝工质输送至第一冷凝工质喷淋装置23进行喷淋。参见图4和图5,第二吸收溶液换热器40外置时,即第二吸收换热器40设于吸收溶液腔室2外部时,吸收热媒通过吸收热媒管道41输入第二吸收溶液换热器40的冷流体侧,第一吸收溶液喷淋管道7连接第二吸收溶液换热器40的热流体侧,吸收溶液向流经第二吸收溶液换热器40的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液输送至第一吸收溶液喷淋装置3喷淋后,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释。参见图6,第二吸收溶液换热器40设于吸收溶液腔室2内部时,吸收溶液承接室202内的吸收溶液通过另外设置的第二吸收溶液喷淋管道9输送至设于吸收溶液喷淋腔室201内的第二吸收溶液喷淋装置43进行喷淋。吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器40向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。本实施例中将第二工质换热器60和第二吸收溶液换热器40与吸收式储能系统中已有的管道连接组成吸收式储能、供能系统,储能和供能依次进行。
作为另外一种选择,参见图7至图9,在上述任一实施例的吸收式储能系统的基础上增设蒸发器70和吸收器80,冷凝工质蒸发在蒸发器70的工质蒸发腔室72内进行,吸收溶液吸收工质蒸气在吸收器80的吸收腔室82内进行,工质蒸发腔室与吸收腔室通过用于工质蒸气流通的第二工质蒸气通道84连接。工质蒸发腔室72内设有第二冷凝工质喷淋装置73和第二冷凝工质接收器74,第二冷凝工质喷淋装置73与冷凝工质存储装置通过第二冷凝工质喷淋管道29连通,第二冷凝工质接收器74与冷凝工质存储装置连接。吸收腔室82内设有第三吸收溶液喷淋装置83,第三吸收溶液喷淋装置83通过第一吸收溶液循环管道120经溶液换热器100与吸收溶液承接室202连接,吸收腔室82通过第二吸收溶液循环管道110经溶液换热器与所述吸收溶液腔室连接,吸收溶液承接室内的吸收溶液通过第一吸收溶液循环管道输送至第三吸收溶液喷淋装置进行喷淋并吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液通过第二吸收溶液循环管道输入吸收溶液承接室。本实施例实现供能,不仅可在非储能时段进行供能,还可在进行储能的同时进行供能,从而实现利用不连续的能量进行连续的供能。
第一吸收溶液循环管道120将吸收溶液从吸收溶液腔室2输送至吸收器80,而第二吸收溶液循环管道110将吸收溶液从吸收器80输送至吸收溶液腔室2,吸收溶液循环管道上设有溶液换热器100,为实现吸收溶液的循环,第一吸收溶液循环管道120上设有第二吸收溶液喷淋泵8,当然也可与第一吸收溶液喷淋管道7共用同一个泵用于吸收溶液的输送,即当第一吸收溶液喷淋管道7上设有第一吸收溶液喷淋泵6时,第一吸收溶液循环管道120连接吸收溶液喷淋泵6的出口,同时在第一吸收溶液喷淋管道7和/或第一吸收溶液循环管道120上设置阀门来调节流量。
工质腔室22内的冷凝工质通过第二冷凝工质喷淋管道29输送至设于工质蒸发腔室72内的第二冷凝工质喷淋装置73进行喷淋,即第二冷凝工质喷淋管道29的入口端与冷凝工质储罐26连接或与第一冷凝工质接收器24(未设有冷凝工质储罐26时)连接,同样,为了输送冷凝工质,应在第二冷凝工质喷淋管道29上设置冷凝工质喷淋泵27,在同时设有第一冷凝工质喷淋管道28时,第一冷凝工质喷淋管道28和第二冷凝工质喷淋管道29可以共用冷凝工质喷淋泵27,即冷凝工质喷淋泵27的出口连接第一冷凝工质喷淋管道28和第二冷凝工质喷淋管道29。同时在第一冷凝工质喷淋管道28和/或第二冷凝工质喷淋管道29上设置阀门来调节流量。如图8所示的,在第一冷凝工质喷淋管道28上设置阀门9。
第二冷凝工质接收器74内的冷凝工质可通过管道输送至第二冷凝工质喷淋装置73进行喷淋。当设有冷凝工质储罐26时,第二冷凝工质接收器74内的冷凝工质既可通过管道输送至第二冷凝工质喷淋装置73进行喷淋,又可通过管道输送至冷凝工质储罐26。如图7至图9中所示,第二冷凝工质接收器74内的冷凝工质通过第二工质管道76输送至冷凝工质储罐26。
如图7至图9所示,蒸发换热器75设于工质蒸发腔室72内,冷凝工质经第二冷凝工质喷淋装置73喷淋后在蒸发换热器75的表面进行换热,流经蒸发换热器75的蒸发热媒提供冷凝工质蒸发所需热量后,为外部提供冷量。或者,蒸发换热器75设于工质蒸发腔室72外部,如图7至图9其他部分不变的情况下,将图中蒸发换热器75移至蒸发腔室72外,此时,蒸发换热器75的冷流体侧连接第二冷凝工质喷淋管道29,蒸发换热器75的热流体侧连接蒸发热媒管道,从而实现冷凝工质与蒸发热媒换热,冷凝工质吸收蒸发热媒提供的热量后,经第二冷凝工质喷淋装置73喷淋后在蒸发腔室72内闪蒸产生工质蒸气。
如图7至图9所示,吸收换热器85设于吸收腔室82内,吸收溶液腔室2内的吸收溶液在第二吸收溶液喷淋泵8的输送下通过第一吸收溶液循环管道120送至设于吸收腔室82内的第三吸收溶液喷淋装置83进行喷淋,喷淋的吸收溶液吸收工质蒸气释放吸收热,并在吸收换热器85的表面与流经吸收换热器85的吸收热媒换热,吸收热媒吸收吸收热后,为外部提供热量。或者,吸收换热器85设于吸收腔室82外部。参考图7至图9相关部分,将吸收换热器85移至吸收腔室82的外部,增设一个第二吸收溶液喷淋管道将吸收腔室内的吸收溶液经设于吸收腔室82外部的吸收换热器85热流体侧后输送至第三吸收溶液喷淋装置83进行喷淋,喷淋的吸收溶液吸收工质蒸气释放吸收热,流经吸收换热器85冷流体侧的吸收热媒吸收流经热流体侧的吸收溶液携带的吸收热后为外部提供热量。
本发明实施例中的第一吸收溶液换热器、第二吸收溶液换热器、第一冷凝工质换热器和第二冷凝工质换热器可采用外置的逆流换热器,因而能够更高效的利用变温发生热源、变温吸收溶液和变温蒸发热源,流经上述各换热器的热媒如发生热媒、吸收热媒和蒸发热媒等具体可采用水、水溶液、不冻液、导热油、空气、工艺气体、过热蒸汽以及含不凝气体的蒸汽等。
由于各换热器外置并使用逆流板式换热器,而采用吸收溶液和冷凝工质的喷淋闪蒸和喷淋吸收方式,由于吸收溶液和冷凝工质的闪蒸蒸发和喷淋吸收的传热传质速率极快,因而可显著减小吸收溶液喷淋腔室和冷凝工质喷淋腔室的体积,从而显著减小系统整体的体积,同时显著提高换热强度和降低换热温差,从而使系统的结构更加紧凑和简单化,可进一步提高系统性能降低制造成本,并更加易于维护。由于采用了冷凝工质和吸收溶液的喷淋闪蒸或者喷淋吸收的方式,使得吸收溶液喷淋腔室和冷凝工质喷淋腔室中的不凝气体对发生过程、吸收过程、冷凝过程和蒸发过程的传热传质的阻碍作用显著降低。尤其是采用圆筒容器时,由于容器结构材料的焊接量大幅减少且容器内部不含换热材料,使得腐蚀量、进而不凝气体的产生量显著减少。
对于容易引起结垢或堵塞的各热媒,通过采用可拆式板式换热器,可以使换热器的维护变得简单,从而进一步拓宽了系统的应用领域。
本发明在供能过程中吸收溶液始终在饱和浓度下进行吸收,因而能够获得较大的热泵温升(即吸收温度与蒸发温度之差),而且能够保证供能过程中吸收温度和蒸发温度的稳定,即可以保证系统的供热和供冷温度始终稳定。
本发明实施例的吸收式储能、供能系统包括吸收式储能系统,因此具有相应的储能功能。
另一方面,本发明实施例提供了一种吸收式储能方法,该方法采用上述任一实施例的吸收式储能系统,因此,为进一步理解本发明提供的吸收式储能方法,请结合上述吸收式储能系统以及吸收式储能、供能系统的相关描述及相应附图。本发明实施例提供的吸收式储能方法包括吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节和工质蒸气冷凝的工质腔室环节,其中
吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节,位于吸收溶液喷淋腔室201下方的吸收溶液承接室202内的吸收溶液由第一吸收溶液喷淋泵6输送,经由第一吸收溶液喷淋管道7进入设于吸收溶液腔室2外部的第一吸收溶液换热器30的冷流体侧,通过第一吸收溶液换热器30吸收流经热流体侧的发生热媒的热量而升温后进入设于吸收溶液喷淋腔室201内的吸收溶液喷淋装置3喷淋,经闪蒸产生工质蒸气后,得到浓缩和冷却的吸收溶液因过饱和而晶析出吸收剂结晶,闪蒸产生的工质蒸气经第一工质蒸气通道14进入工质腔室22,随着吸收溶液腔室环节的进行,吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐减少,吸收剂结晶逐渐增加;
工质蒸气冷凝的工质腔室环节,吸收溶液在吸收溶液腔室2内产生的工质蒸气进入工质腔室22内冷凝并释放冷凝热,冷凝热由流经第一工质换热器50的冷凝热媒吸收并带走,冷凝工质进入冷凝工质存储装置,随着工质腔室环节的进行,冷凝工质存储装置内的冷凝工质逐渐增加;其中,当第一工质换热器50设于工质腔室22内部时,来自吸收溶液腔室的工质蒸气在第一工质换热器50的换热面上冷凝并释放冷凝热;当第一工质换热器50设于工质腔室外部时,冷凝工质存储装置内的冷凝工质经由第一冷凝工质喷淋管道进入第一冷凝工质换热器的热流体侧,通过第一冷凝工质换热器向冷流体侧的冷凝热媒释放所携带的工质蒸气的冷凝热后,冷凝工质进入第一冷凝工质喷淋装置喷淋,喷淋后冷凝工质吸收来自吸收溶液腔室的工质蒸气和工质蒸气的冷凝热,然后进入冷凝工质存储装置。
结合上面描述的吸收式储能系统和吸收式储能、供能系统及相关附图可知,当吸收溶液承接室202内设有孔板4时,含有吸收剂结晶的吸收溶液经由孔板4进入吸收溶液承接室4的下方。吸收剂结晶通过过滤和基于吸收剂结晶与吸收溶液之间的密度差的重力分离堆积于孔板4之上。由于含吸收剂结晶的吸收溶液流经孔板层时存在两种流动通道,一是流过孔板滤孔的垂直通道,二是平行于孔板的水平通道,因而即使上层孔板的滤孔被结晶堵塞也不会产生大的流动阻力。因此,随着储能的进行,吸收剂结晶逐渐增加也不会阻碍吸收溶液的流动及循环。而当第一工质换热器50是设于工质腔室22内时,工质蒸气直接在第一工质换热器50的换热面上冷凝并释放冷凝热。当第一工质换热器50是设于工质腔室22外时,工质腔室22内冷凝产生的冷凝工质由冷凝工质喷淋泵输送,通过第一冷凝工质喷淋管道28输入第一工质换热器50的热流体侧,冷凝工质通过第一工质换热器50与流经冷流体侧的冷凝热媒换热后,再输送到第一冷凝工质喷淋装置23进行喷淋,工质蒸气与喷淋的冷凝工质相接触而冷凝释放冷凝热,冷凝工质携带的冷凝热由冷凝热媒通过第一工质换热器50吸收并带走。当设有冷凝工质储罐26时,工质腔室22内冷凝产生的冷凝工质落到第一冷凝工质接收器24内后,通过第一冷凝工质管道25进入冷凝工质储罐26。
下面,结合图2,将上述各实施例结合为一个优选实施例进行说明。一种吸收式储能方法,包括进行吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节和进行工质蒸气冷凝的工质腔室环节,其中
进行吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节,吸收溶液由第一吸收溶液喷淋泵6输送,经由第一吸收溶液喷淋管道7进入第一吸收溶液换热器30,通过第一吸收溶液换热器30吸收发生热媒的热量而升温后进入吸收溶液喷淋装置3喷淋,经闪蒸产生工质蒸气后,得到浓缩和冷却的吸收溶液因过饱和而晶析出吸收剂结晶,含有吸收剂结晶的吸收溶液经由孔板4进入吸收溶液承接室202的下方,吸收剂结晶通过过滤和基于吸收剂结晶与吸收溶液之间的密度差的重力分离堆积于孔板4之上,工质蒸气经第一工质蒸气通道进入工质腔室22,随着吸收溶液腔室环节的进行,吸收溶液承接室202的吸收溶液逐渐减少,孔板4上的吸收剂结晶逐渐增加;
进行工质蒸气冷凝的工质腔室环节,冷凝工质储罐26内的冷凝工质由冷凝工质喷淋泵27输送,经由第一冷凝工质喷淋管道28进入第一冷凝工质换热器50的热流体侧,通过第一冷凝工质换热器50向冷流体侧的冷凝热媒释放冷凝热后,冷凝工质进入第一冷凝工质喷淋装置23喷淋,喷淋后冷凝工质吸收来自吸收溶液腔室2的工质蒸气,并落入到第一冷凝工质接收器24内,落入第一冷凝工质接收器24的冷凝工质经第一冷凝工质管道25进入冷凝工质储罐26,随着工质腔室环节的进行,冷凝工质储罐26的冷凝工质逐渐增加。
结合图3和相关的吸收式储能系统的实施例的描述可知,当吸收式储能系统包括蒸气压缩式热泵子系统时,本发明实施例提供的吸收式储能方法还包括蒸气压缩式热泵子系统环节,压缩机90出口的制冷剂作为发生热媒进入第一吸收溶液换热器30的热流体侧,第一吸收溶液换热器30冷流体侧的吸收溶液通过第一吸收溶液换热器30吸收制冷剂的冷凝热而升温,通过第一吸收溶液换热器30的制冷剂经节流阀95调节后作为冷凝热媒进入第一冷凝工质换热器50,作为冷凝热媒的制冷剂通过第一冷凝工质换热器50吸收吸收溶液腔室2内产生的蒸汽在工质腔室22内冷凝而释放的冷凝热,吸收了冷凝热的制冷剂进入压缩机90实现制冷剂循环。当蒸气压缩式热泵子系统还包括过冷器92和温度传感器98时,还可根据监测到的温度进行相应调整。具体如下:当温度传感器98检测进入压缩机90的制冷剂的温度超过第一设定值时,增加流经设于第一吸收溶液换热器30和节流阀95之间的过冷器92的冷流体侧的冷却热媒流量,从而降低流经过冷器92的热流体侧的制冷剂的温度;而当温度传感器98检测进入压缩机90的制冷剂的温度低于第二设定值时,减少过冷器92的冷流体侧的冷却热媒流量。第一设定值和第二设定值的具体设定可根据具体的情况确定,在此不再赘述。图3和图9分别显示了第一冷凝工质换热器50设于工质腔室22外部和设于工质腔室22内部时,蒸气压缩式热泵子系统的具体连接关系,并且在吸收式储能系统的实施例部分也进行了描述,在此不再赘述。
另一方面,本发明提供了一种吸收式供能方法,该方法采用上述任一实施例的吸收式储能、供能系统,因此,为进一步理解本发明提供的吸收式储能方法,请结合上述吸收式储能系统以及吸收式储能、供能系统的相关描述及相应附图。本发明实施例的吸收式供能方法包括冷凝工质蒸发环节和吸收溶液吸收工质蒸气环节,其中
冷凝工质蒸发环节,流经第二工质换热器的蒸发热媒为冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量,通过第二工质换热器吸收蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量,随着冷凝工质蒸发环节的进行,所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质逐渐减少;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释,升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度,随着吸收溶液吸收工质蒸气环节的进行,吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐增加,吸收剂结晶逐渐减少。
根据具体吸收式储能、供能系统的实施例的构造,冷量供能环节中冷凝工质的蒸发过程及热量供能环节中吸收溶液稀释并溶解吸收剂结晶的过程会有相应的调整。图4至图9已经给出了不同第二吸收溶液换热器和第二工质换热器具体设置情形,并有相关说明。下面结合吸收式储能、供能系统的具体实施例和相关附图对本发明的供能方法进一步详细说明。
参照图4至图6,及相应的吸收式储能、供能系统的实施例的说明。本实施例提供的吸收式供能方法中,冷凝工质蒸发环节在工质腔室22内进行,吸收溶液吸收工质蒸气环节在吸收溶液腔室2内进行,其中
冷凝工质蒸发环节,参见图5,第二冷凝工质换热器外置时,冷凝工质存储装置内的冷凝工质由冷凝工质喷淋泵27输送,经由第一冷凝工质喷淋管道28进入第二冷凝工质换热器60的冷流体侧,通过第二冷凝工质换热器吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后进入第一冷凝工质喷淋装置23喷淋,喷淋后冷凝工质闪蒸出工质蒸气,工质蒸气通过第一工质蒸气通道14进入吸收溶液喷淋腔室201,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量,落入了第一冷凝工质接收器的冷凝工质经第一冷凝工质管道进入冷凝工质储罐,随着工质腔室环节的进行冷凝工质储罐中的冷凝工质逐渐减少;参见图4和图6,第二冷凝工质换热器内置与外置的区别为,冷凝工质喷淋到第二冷凝工质换热器表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收溶液喷淋腔室内进行喷淋,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液落入吸收溶液承接室与吸收剂结晶接触,通过溶解吸收剂结晶而使吸收溶液的浓度重新恢复至饱和浓度,第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部或外部;其中,第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室外部时,吸收溶液在输送过程中流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液在吸收溶液喷淋腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部时,吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
参照图7至图9,及相应的吸收式储能、供能系统的实施例的说明。本实施例提供的吸收式供能方法中,冷凝工质存储装置内的冷凝工质输送至工质蒸发腔室,所述冷凝工质蒸发环节在工质蒸发腔室进行,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收腔室,所述吸收溶液吸收工质蒸气环节在吸收腔室进行,吸收溶液在吸收腔室内吸收工质蒸发腔室产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液输送至吸收溶液承接室;其中
冷凝工质蒸发环节,所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室外部时,所述冷凝工质由冷凝工质存储装置输送至冷凝工质蒸发腔室的过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质蒸发腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室内部时,所述冷凝工质由冷凝工质存储装置输送至冷凝工质蒸发腔室,喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室外部时,吸收溶液承接室和/或吸收腔室内的吸收溶液流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,吸收溶液向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液输送至吸收腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室内部时,吸收溶液承接室和/或吸收腔室内的吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质蒸发腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
吸收溶液从第一吸收溶液换热器中的发生热媒吸收的热量为工业余热、地热、太阳能热或者压缩式热泵系统的冷凝器的冷凝热等。
冷凝工质从第二冷凝工质换热器中的蒸发热媒吸收的热量为工业余热、地热、太阳能热、空调冷凝器或者空气源热泵冷凝器排放的热量,或者空气源、水源、地源的热量等。
工质优选为水;吸收剂为LiBr,LiNO3,LiCl和CaCl2中的任一种或两种以上的混合物;发生热媒、冷凝热媒、蒸发热媒以及吸收热媒为液态流体或者气态流体,液态流体包括水、水溶液、不冻液、导热油等,气态流体包括空气、工艺气体、饱和蒸汽、过热蒸汽或者含不凝气体的蒸汽等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.吸收式储能系统,其特征在于,包括:
吸收溶液腔室,由上下两部分组成,上部为吸收溶液喷淋腔室,下部为吸收溶液承接室;
第一吸收溶液喷淋装置,设于所述吸收溶液喷淋腔室,吸收溶液通过所述第一吸收溶液喷淋装置在吸收溶液喷淋腔室内喷淋并闪蒸产生工质蒸气,蒸发浓缩后的吸收溶液落到所述吸收溶液承接室内;
第一吸收溶液喷淋管道,设于所述吸收溶液腔室外部,吸收溶液承接室与第一吸收溶液喷淋装置通过第一吸收溶液喷淋管道连接;
第一吸收溶液喷淋泵,设于所述第一吸收溶液喷淋管道上,将吸收溶液承接室内的吸收溶液通过吸收溶液喷淋管道输送至第一吸收溶液喷淋装置进行喷淋;
第一吸收溶液换热器,设于所述吸收溶液喷淋管道上,所述第一吸收溶液换热器的冷流体侧与吸收溶液喷淋管道连接,流经第一吸收溶液换热器的热流体侧的发生热媒加热流经冷流体侧的吸收溶液;
工质腔室,所述工质腔室通过第一工质蒸气通道连通吸收溶液喷淋腔室;
第一工质换热器,流经第一工质换热器的冷凝热媒吸收工质蒸气在工质腔室内冷凝释放的冷凝热;
第一冷凝工质接收器,设于所述工质腔室的下部,所述第一冷凝工质接收器用于承接冷凝工质;
冷凝工质存储装置,用于储存冷凝工质,所述冷凝工质存储装置为第一冷凝工质接收器或设于工质腔室外的冷凝工质储罐,所述冷凝工质存储装置为冷凝工质储罐时,所述冷凝工质储罐与所述的第一冷凝工质接收器通过第一冷凝工质管道连接,所述第一冷凝工质接收器承接的冷凝工质通过第一冷凝工质管道输送至所述冷凝工质储罐。
2.根据权利要求1所述的吸收式储能系统,其特征在于,所述吸收溶液承接室的下部还设有用于过滤和承载吸收剂结晶的孔板。
3.根据权利要求2所述的吸收式储能系统,其特征在于,所述孔板为至少两个,每一孔板的外缘部与吸收溶液承接室的内壁之间具有一个开口,相邻两孔板与吸收溶液承接室的内壁之间的开口相对设置。
4.根据权利要求1所述的吸收式储能系统,其特征在于,所述第一工质换热器设于所述工质腔室内部或设于所述工质腔室外部,所述第一工质换热器设于所述工质腔室内部时,吸收溶液蒸发产生的工质蒸气直接与所述第一工质换热器接触而冷凝;所述第一工质换热器设于所述工质腔室外部时,所述工质腔室的上部设有第一冷凝工质喷淋装置,所述冷凝工质存储装置与第一冷凝工质喷淋装置通过第一冷凝工质喷淋管道连接,所述第一冷凝工质喷淋管道上设有冷凝工质喷淋泵,所述的第一工质换热器设置于所述的第一冷凝工质喷淋管道上,第一工质换热器的热流体侧与第一冷凝工质喷淋管道连接,流经第一工质换热器的冷流体侧的冷凝热媒通过与流经热流体侧的冷凝工质换热吸收冷凝热。
5.根据权利要求1所述的吸收式储能系统,其特征在于,还包括压缩机和节流阀,所述压缩机、节流阀、第一吸收溶液换热器和第一工质换热器构成蒸气压缩式热泵子系统,所述第一吸收溶液换热器作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵冷凝器与压缩机出口连接,所述第一工质换热器作为蒸气压缩式热泵子系统的压缩式热泵蒸发器与压缩机的入口连接,所述节流阀设于第一吸收溶液换热器和第一工质换热器之间,所述蒸气压缩式热泵子系统内循环的制冷剂经过压缩机后,作为发生热媒流经所述第一吸收溶液换热器,然后经过节流阀后作为冷凝热媒输入第一工质换热器,流经第一工质换热器后输入压缩机完成一次循环。
6.根据权利要求5所述的吸收式储能系统,其特征在于,所述蒸气压缩式热泵子系统还包括过冷器和温度传感器,所述过冷器设于所述第一吸收溶液换热器和节流阀之间,作为发生热媒的制冷剂从第一吸收溶液换热器输出后先输入过冷器的热流体侧,然后再经过节流阀,过冷器的冷流体侧与冷却热媒管道连接,所述温度传感器设于所述压缩机入口一端或出口一端。
7.吸收式储能、供能系统,其特征在于,包括权利要求1-6任一项所述的吸收式储能系统,还包括第二工质换热器和第二吸收溶液换热器,其中,
流经第二工质换热器的蒸发热媒为冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量,冷凝工质通过第二工质换热器吸收蒸发热媒的热量后一部分蒸发为工质蒸气,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量;
吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释,升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度。
8.根据权利要求7所述的吸收式储能、供能系统,其特征在于,所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质输送至所述工质腔室内进行喷淋,所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部或外部,其中,所述第二工质换热器设于所述工质腔室外部时,所述冷凝工质在输送过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部时,所述冷凝工质喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收溶液喷淋腔室内进行喷淋,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液落入吸收溶液承接室与吸收剂结晶接触,通过溶解吸收剂结晶而使吸收溶液的浓度重新恢复至饱和浓度,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部或外部;其中,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室外部时,所述吸收溶液在输送过程中流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液在吸收溶液喷淋腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部时,吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
9.根据权利要求8所述的吸收式储能、供能系统,其特征在于,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液通过第一吸收溶液喷淋管道输送至第一吸收溶液喷淋装置进行喷淋,或者,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液通过设于吸收溶液腔室外的第二吸收溶液喷淋管道输送至设于吸收溶液喷淋腔室内的第二吸收溶液喷淋装置进行喷淋。
10.根据权利要求7所述的吸收式储能、供能系统,其特征在于,还包括工质蒸发腔室和吸收腔室,工质蒸发腔室与吸收腔室通过用于工质蒸气流通的第二工质蒸气通道连接;
所述工质蒸发腔室内设有第二冷凝工质喷淋装置和第二冷凝工质接收器,所述第二冷凝工质喷淋装置与所述冷凝工质存储装置连通,所述第二冷凝工质接收器与所述冷凝工质存储装置连接,所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室内部或外部,其中,所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室外部时,所述冷凝工质在输送过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质蒸发腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室内部时,所述冷凝工质喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
所述吸收腔室内设有第三吸收溶液喷淋装置,所述第三吸收溶液喷淋装置通过第一吸收溶液循环管道经溶液换热器与所述吸收溶液承接室连接,所述吸收腔室通过第二吸收溶液循环管道经溶液换热器与所述吸收溶液腔室连接,吸收溶液承接室内的吸收溶液通过第一吸收溶液循环管道输送至第三吸收溶液喷淋装置进行喷淋并吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液通过第二吸收溶液循环管道输入所述吸收溶液承接室,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室内部或外部;其中,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室外部时,吸收溶液流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液输送至第三吸收溶液喷淋装置喷淋后,吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室内部时,吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质蒸发腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
11.吸收式储能方法,采用权利要求1-6任一项所述的吸收式储能系统,包括吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节和工质蒸气冷凝的工质腔室环节,其中
吸收溶液发生的吸收溶液腔室环节,吸收溶液由第一吸收溶液喷淋泵输送,经由吸收溶液喷淋管道进入第一吸收溶液换热器,通过第一吸收溶液换热器吸收发生热媒的热量而升温后进入吸收溶液喷淋装置喷淋,经闪蒸产生工质蒸气后,得到浓缩和冷却的吸收溶液因过饱和而晶析出吸收剂结晶,所述工质蒸气经第一工质蒸气通道进入所述工质腔室,随着吸收溶液腔室环节的进行,吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐减少,吸收剂结晶逐渐增加;
工质蒸气冷凝的工质腔室环节,吸收溶液在吸收溶液腔室内产生的工质蒸气进入工质腔室内冷凝并释放冷凝热,所述冷凝热由流经第一工质换热器的冷凝热媒吸收并带走,冷凝工质进入冷凝工质存储装置,随着工质腔室环节的进行,冷凝工质存储装置内的冷凝工质逐渐增加;其中,当所述第一工质换热器设于工质腔室内部时,来自吸收溶液腔室的工质蒸气在第一工质换热器的换热面上冷凝并释放冷凝热;当第一工质换热器设于工质腔室外部时,冷凝工质存储装置内的冷凝工质经由第一冷凝工质喷淋管道进入第一冷凝工质换热器的热流体侧,通过第一冷凝工质换热器向冷流体侧的冷凝热媒释放所携带的工质蒸气的冷凝热后,冷凝工质进入第一冷凝工质喷淋装置喷淋,喷淋后冷凝工质吸收来自吸收溶液腔室的工质蒸气和工质蒸气的冷凝热,然后进入冷凝工质存储装置。
12.根据权利要求11所述的吸收式储能方法,其特征在于,还包括蒸气压缩式热泵子系统环节,压缩机出口的制冷剂作为发生热媒进入所述的第一吸收溶液换热器的热流体侧,第一吸收溶液换热器冷流体侧的吸收溶液通过第一吸收溶液换热器吸收制冷剂的冷凝热而升温,通过第一吸收溶液换热器的制冷剂经节流阀后作为冷凝热媒进入第一冷凝工质换热器,作为冷凝热媒的制冷剂通过第一冷凝工质换热器吸收吸收溶液腔室内产生的工质蒸气在工质腔室内冷凝而释放的冷凝热,吸收了冷凝热的制冷剂进入压缩机实现制冷剂循环;当进入压缩机的制冷剂的温度超过第一设定值时,增加流经设于第一吸收溶液换热器和节流阀之间的过冷器的冷流体侧的冷却热媒流量,从而降低流经过冷器的热流体侧的制冷剂的温度;而当进入压缩机的制冷剂的温度低于第二设定值时,减少过冷器的冷流体侧的冷却热媒流量。
13.吸收式供能方法,采用权利要求7-10任一项所述的吸收式储能、供能系统,包括冷凝工质蒸发环节和吸收溶液吸收工质蒸气环节,其中
冷凝工质蒸发环节,流经第二工质换热器的蒸发热媒为冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质蒸发提供所需热量,通过第二工质换热器吸收蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气,为冷凝工质提供了蒸发热的蒸发热媒向外提供冷量,随着冷凝工质蒸发环节的进行,所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质逐渐减少;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,吸收溶液吸收冷凝工质蒸发形成的工质蒸气而升温并稀释,升温后的吸收溶液通过第二吸收溶液换热器向流经第二吸收溶液换热器的吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,稀释后的吸收溶液溶解吸收剂结晶而恢复至饱和浓度,随着吸收溶液吸收工质蒸气环节的进行,吸收溶液承接室的吸收溶液逐渐增加,吸收剂结晶逐渐减少。
14.根据权利要求13所述的吸收式供能方法,其特征在于,
冷凝工质蒸发环节,所述冷凝工质存储装置内储存的冷凝工质输送至所述工质腔室内进行喷淋,所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部或外部,其中,所述第二工质换热器设于所述工质腔室外部时,所述冷凝工质在输送过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质腔室内部时,所述冷凝工质喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收溶液喷淋腔室内进行喷淋,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液落入吸收溶液承接室与吸收剂结晶接触,通过溶解吸收剂结晶而使吸收溶液的浓度重新恢复至饱和浓度,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部或外部;其中,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室外部时,所述吸收溶液在输送过程中流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液在吸收溶液喷淋腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收溶液腔室内部时,吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
15.根据权利要求13所述的吸收式供能方法,其特征在于,冷凝工质存储装置内的冷凝工质输送至工质蒸发腔室,所述冷凝工质蒸发环节在工质蒸发腔室进行,所述吸收溶液承接室内的吸收溶液输送至吸收腔室,所述吸收溶液吸收工质蒸气环节在吸收腔室进行,吸收溶液在吸收腔室内吸收工质蒸发腔室产生的工质蒸气而稀释,稀释后的吸收溶液输送至吸收溶液承接室;其中
冷凝工质蒸发环节,所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室外部时,所述冷凝工质由冷凝工质存储装置输送至冷凝工质蒸发腔室的过程中流经所述第二工质换热器的冷流体侧,吸收热流体侧的蒸发热媒的热量后输送至工质蒸发腔室内喷淋并闪蒸为工质蒸气;所述第二工质换热器设于所述工质蒸发腔室内部时,所述冷凝工质由冷凝工质存储装置输送至冷凝工质蒸发腔室,喷淋在所述第二工质换热器的表面,吸收流经第二工质换热器的蒸发热媒的热量后蒸发为工质蒸气;
吸收溶液吸收工质蒸气环节,所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室外部时,吸收溶液承接室和/或吸收腔室内的吸收溶液流经第二吸收溶液换热器的热流体侧,吸收溶液向流经第二吸收溶液换热器的冷流体侧的吸收热媒释放吸收热而降温,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热,降温后的吸收溶液输送至吸收腔室内喷淋后,吸收冷凝工质在工质蒸发腔室内产生的工质蒸气而升温并稀释;所述第二吸收溶液换热器设于所述吸收腔室内部时,吸收溶液承接室和/或吸收腔室内的吸收溶液喷淋在第二吸收溶液换热器的表面,喷淋后的吸收溶液吸收来自工质蒸发腔室的工质蒸气而稀释,并通过第二吸收溶液换热器向吸收热媒释放吸收热,吸收了吸收热的吸收热媒向外供热。
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