CN115077129A - 一种强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置及其运行方法。该装置包括：第一溶液罐、第二溶液罐、制冷剂罐、第一压缩机、第二压缩机。本发明利用两个溶液罐及两个压缩机和一个制冷剂罐及其涉及的连接管路能够实现强化型多模式多效吸收式蓄能释能循环，尤其适用于120～200℃的中温热源，能够有效实现冷凝热的回收用作浓缩热源，实现多效的运行，大大的提高蓄能效率；且本发明在压缩机的辅助下，降低了对蓄能温度的需求，兼容低温热源的利用，比普通吸收式蓄能系统具有更高的蓄能密度。释能过程中，通过连通两个溶液罐，能够实现共享冷却水换热器，保证较长的释能供应时间，实现稳定的释能效果。

Description

一种强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置及其运行方法

技术领域

本发明属于能源蓄能技术领域，涉及一种强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置及其运行方法。

背景技术

能源危机和环境污染是当今社会发展的焦点问题，开发可再生能源具有重要的应用前景。但太阳能的不稳定性和间歇性限制了其更加高效地应用，而蓄能技术可在供需匹配方面发挥重要的桥梁作用。吸收式蓄能技术被认为是极具潜力的热化学蓄能方式，并能灵活用于供冷、供热和除湿。

现有的吸收式蓄能装置的蓄能效率偏低，一般介于0.4～0.9之间，即使具有高温热源，由于冷凝热浪费的问题没有得到解决，无法提升蓄能效率。例如：CN103090582A公开了一种增压型三相吸收式蓄能装置，该装置强化了蓄能过程的发生效果，降低了蓄能机组所需的发生温度，强化了释能过程的吸收效果，供热时可提高供热温度，制冷时可提高蓄能密度，并通过变频调节实现不同制冷量或供热量的输出。然而该装置主要面向70～100℃的低温热源，无冷凝热回收，当采用120～200℃的中温热源时，其蓄能效率无法进一步提高。此外，对于传统的吸收式蓄能方案，蓄能密度偏低和蓄能温度偏高是制约其推广应用的技术障碍。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置，本发明的目的还在于提供一种强化型双效吸收式蓄能释能循环方法，通过回收冷凝热提高蓄能效率、通过增压强化降低蓄能温度，两者共同提高蓄能密度，最终大幅提高太阳能利用效果。

本发明的目的通过以下技术手段得以实现：

一方面，本发明提供一种强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置，该装置包括：

第一溶液罐、第二溶液罐、制冷剂罐、第一压缩机、第二压缩机；

第一溶液罐的底部设置有第一液相开口，顶部设置有第一气相开口；所述第一溶液罐内设置有第一换热器，所述第一换热器的上部设置有第一喷淋器；所述第一液相开口通过管路与所述第一喷淋器相连通；

第二溶液罐的底部设置有第二液相开口，顶部设置有第二气相开口；所述第二溶液罐内设置有第二换热器，所述第二换热器的上部设置有第二喷淋器；所述第二液相开口通过管路与所述第二喷淋器相连通；所述第一气相开口、所述第一压缩机和所述第二换热器通过管路依次相连通；

所述制冷剂罐的顶部设置有第三气相开口，侧壁设置有开口；所述制冷剂罐内设置有第三换热器；所述第二换热器通过管路与所述制冷剂罐侧壁的开口相连通，且在相连通的管路上设置有一节流阀；

所述第二气相开口、所述第二压缩机和所述第三气相开口通过管路依次相连通；

所述第一溶液罐的侧壁、所述第二溶液罐的侧壁分别设置有开口，两开口通过管路相连通，并通过管路上的控制阀实现第一溶液和第二溶液的互通或分隔；所述第二液相开口通过管路与所述第一喷淋器相连通；所述第一气相开口、所述第二压缩机、所述第三气相开口通过管路依次相连通。

由于太阳能等可再生资源具有较大的不稳定性及间歇性，本发明利用两个溶液罐及两个压缩机和一个制冷剂罐及其涉及的连接管路能够实现强化型多模式多效吸收式蓄能循环，实现可再生能源的高密度蓄存和供需匹配，尤其适用于120～200℃的中温热源，能够有效实现冷凝热的回收用作浓缩热源；在蓄能过程中，本发明的蓄能释能装置能够通过第二溶液罐回收第一溶液罐产生的冷凝热，实现多效的运行，从而大大的提高蓄能效率；且本发明在压缩机的辅助下，降低了对蓄能温度的需求，兼容低温热源的利用，比普通吸收式蓄能系统具有更高的蓄能密度。释能过程中，通过连通两个溶液罐，能够实现共享冷却水换热器(第一换热器)，保证较长的释能供应时间，节省了换热器面积，保障了系统的紧凑性和经济性。

上述的装置中，第一溶液罐中装载第一溶液，第一溶液的液面高度不高于第一换热器，即第一换热器位于第一溶液的液面上部；第二溶液罐中装载第二溶液，第二溶液的液面高度不高于第二换热器，即第二换热器位于第二溶液的液面上部。第一溶液和第二溶液为能够加热产生制冷剂蒸气的溶液。

上述的装置中，优选地，该装置还包括太阳能集热器，所述太阳能集热器通过管路与所述第一换热器串联。

上述的装置中，优选地，所述太阳能集热器与所述第一换热器串联的管路上设置有热源泵。

上述的装置中，优选地，所述第一液相开口与所述第一喷淋器相连通的管路上设置有第一溶液泵。

上述的装置中，优选地，所述第二液相开口与所述第一喷淋器或所述第二喷淋器相连通的管路上设置有第二溶液泵。

上述的装置中，优选地，所述第二溶液泵与所述第一喷淋器相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

上述的装置中，优选地，所述第二溶液泵与所述第二喷淋器相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

上述的装置中，优选地，所述制冷剂罐装载有制冷剂，制冷剂罐的底部设置有第三液相开口，所述第三换热器的上方设置有第三喷淋器；所述第三液相开口通过管路与所述第三喷淋器相连通。通过第三喷淋器进一步实现强化换热。

上述的装置中，优选地，所述第三液相开口与所述第三喷淋器相连通的管路上设置有制冷剂泵。

上述的装置中所采用的第一换热器、第二换热器和第三换热器的管路结构均为盘管结构；此种结构设置以利于增加换热面积。

上述的装置中，优选地，所述第二换热器与所述节流阀相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

上述的装置中，优选地，所述第一气相开口与所述第一压缩机相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

上述的装置中，优选地，所述第二气相开口与所述第二压缩机相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

上述的装置中，优选地，所述第二压缩机与所述第三气相开口相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

上述的装置中，优选地，所述第一气相开口通过管路与所述第二换热器相连通，并于相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

上述的装置中，优选地，所述第二气相开口通过管路与所述第三气相开口相连通，并于相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

由于太阳能等可再生资源的能源品位较低，难以被普通吸收式热蓄能系统充分利用，本发明的装置包括多种蓄能模式和释能模式，能够利用更弱的太阳辐射能，实现对不同强度的太阳能进行合理高效利用，其根据外界太阳辐射的强度、溶液罐中溶液浓度的变化、负荷侧需求情况，通过调整阀门的开关组合，控制压缩机、溶液泵等的启停，实现无增压双效吸收式蓄能模式、低压增压双效吸收式蓄能模式、高压增压双效吸收式蓄能模式、双增压双效吸收式蓄能模式、无增压单效吸收式蓄能模式、增压单效吸收式蓄能模式、无增压吸收式释能模式和增压吸收式释能模式等多种蓄能模式的运行，通过运行过程中的模式切换，可灵活适应供需侧参数的变化，最终大幅提高全工况太阳能利用效果，从而实现充分、合理、高效的太阳能利用；并且根据释能速率的要求，通过阀门、压缩机、溶液泵的控制可实现稳定的释能效果。

另一方面，本发明还提供一种增压型双效吸收式蓄能释能循环方法，其是采用上述的装置进行的，包括如下步骤：

蓄能过程：第一溶液罐中的第一溶液通过第一喷淋器喷淋出，被来自外界的热源经第一换热器加热产生高温高压制冷剂蒸气；

第一压缩机将高温高压制冷剂蒸气进行加压并输送至第二溶液罐中的第二换热器内，与此同时降低第一溶液罐中的压力；第二溶液罐中的第二溶液通过第二喷淋器喷淋出，高温高压制冷剂蒸气冷凝，产生的热量加热第二溶液进而产生低压制冷剂蒸气，冷凝后的高压制冷剂液体通过节流阀降压并于制冷剂罐中储存；

第二压缩机将低压制冷剂蒸气进行加压并输送至制冷剂罐中，同时降低第二溶液罐中的压力，第二压缩机加压的制冷剂蒸气与第三换热器中的冷却水换热后进行冷凝储存；

释能过程：开启第一溶液罐和第二溶液罐侧壁开口连通管路上的控制阀，实现第一溶液和第二溶液的互通；与此同时，第二溶液罐中的第二溶液通过第一喷淋器喷淋到第一换热器上进行喷淋换热，第一换热器外接循环冷却水，实现第一溶液罐和第二溶液罐中的溶液充分混合；通过开启第一气相开口、第二压缩机和第三气相开口连通管路上的控制阀，以保持稳定的释能效果，直至第一溶液罐、第二溶液罐中的溶液浓度恢复至蓄能前的初始浓度，蓄能释能循环结束。

本发明的有益效果：

(1)本发明利用两个溶液罐及两个压缩机和一个制冷剂罐及其涉及的连接管路能够实现强化型多模式多效吸收式蓄能循环，实现可再生能源的高密度蓄存和供需匹配，尤其适用于120～200℃的中温热源，能够有效实现冷凝热的回收用作浓缩热源；在蓄能过程中，本发明的蓄能释能装置能够通过第二溶液罐回收第一溶液罐产生的冷凝热，实现多效的运行，从而大大的提高蓄能效率；且本发明在压缩机的辅助下，降低了对蓄能温度的需求，兼容低温热源的利用，比普通吸收式蓄能系统具有更高的蓄能密度。释能过程中，通过连通两个溶液罐，能够实现共享冷却水换热器，保证较长的释能供应时间，节省了换热器面积，保障了系统的紧凑性和经济性。

(2)本发明的装置包括多种蓄能模式和释能模式，能够利用更弱的太阳辐射能，实现对不同强度的太阳能进行合理高效利用，其根据外界太阳辐射的强度、溶液罐中溶液浓度的变化、负荷侧需求情况，通过调整阀门的开关组合，控制压缩机、溶液泵等的启停，实现无增压双效吸收式蓄能模式、低压增压双效吸收式蓄能模式、高压增压双效吸收式蓄能模式、双增压双效吸收式蓄能模式、无增压单效吸收式蓄能模式、增压单效吸收式蓄能模式、无增压吸收式释能模式和增压吸收式释能模式等多种蓄能和释能模式的运行，通过运行过程中的模式切换，可灵活适应供需侧参数的变化，最终大幅提高全工况太阳能利用效果，从而实现充分、合理、高效的太阳能利用；并且根据释能速率的要求，通过阀门、压缩机、溶液泵的控制可实现稳定的释能效果。

(3)本发明的装置及运行方法在相同储能容量条件下，可降低热源采集侧的初投资；或在相同的热源条件下，可增大储能容量和能量输出。该技术能经济高效地实现供需匹配，对可再生能源(尤其是太阳能)或工业废热在建筑节能中的高效利用意义重大，能够有效推进吸收式储能技术和可再生能源技术更大范围推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例1中强化型双效吸收式蓄能过程的装置图；

图2为本发明实施例1中强化型双效吸收式释能过程的装置图；

图3为本发明实施例2中无增压双效吸收式蓄能过程的装置图；

图4为本发明实施例2中低压增压双效吸收式蓄能过程的装置图；

图5为本发明实施例2中低压增压双效吸收式蓄能过程压力变化图；

图6为本发明实施例2中低压增压双效吸收式蓄能过程压力变化图；

图7为本发明实施例2中高压增压双效吸收式蓄能过程的装置图；

图8为本发明实施例2中无增压单效吸收式蓄能过程的装置图；

图9为本发明实施例2中增压单效吸收式蓄能过程的装置图；

图10为本发明实施例2中无增压吸收式释能过程的装置图；

图11为本发明实施例2中低压增压双效吸收式蓄能方案、传统蓄能方案及CN103090582A的蓄能方案的对比实验结果图。

附图符号说明：

1、太阳能集热器；21、第一溶液罐；22、第二溶液罐；23、制冷剂罐；31、第一溶液；32、第二溶液；33、制冷剂；41、第一喷淋器；42、第二喷淋器；43、第三喷淋器；51、第一换热器；52、第二换热器；53、第三换热器；61、第一压缩机；62、第二压缩机；701～712、控制阀；81、热源泵；82、第一溶液泵；83、第二溶液泵；84、制冷剂泵；9、节流阀。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1：

本实施例提供一种强化型双效吸收式蓄能释能装置，如图1和图2所示，该装置包括：

第一溶液罐21、第二溶液罐22、制冷剂罐23、第一压缩机61、第二压缩机62；第一溶液罐21装载有第一溶液31，第一溶液罐21的底部设置有第一液相开口，顶部设置有第一气相开口；第一溶液31的液面上部设置有第一换热器51，第一换热器51的上部设置有第一喷淋器41；第一液相开口、第一溶液泵82和第一喷淋器41通过管路依次相连通。第二溶液罐22装载有第二溶液32，第二溶液罐22的底部设置有第二液相开口，顶部设置有第二气相开口；第二溶液32的液面上部设置有第二换热器52，第二换热器52的上部设置有第二喷淋器42；第二液相开口、第二溶液泵83、控制阀711和第二喷淋器42通过管路依次相连通；第一气相开口、第一控制阀701、第一压缩机61和第二换热器52通过管路依次相连通。制冷剂罐23装载有制冷剂33，制冷剂罐23的底部设置有第三液相开口，顶部设置有第三气相开口，侧壁设置有开口；制冷剂罐23内设置有第三换热器53，第三换热器53的上方设置有第三喷淋器43，第三液相开口通过管路与第三喷淋器43相连通；第三液相开口与第三喷淋器43相连通的管路上设置有制冷剂泵84；第二换热器52通过管路依次与控制阀709、节流阀9和制冷剂罐23侧壁的开口相连通。第二气相开口、控制阀704、控制阀705、第二压缩机62、控制阀708和第三气相开口通过管路依次相连通。第一换热器51、第二换热器52和第三换热器53的管路结构均为弯折状结构。

第一溶液罐21的侧壁、第二溶液罐22的侧壁分别设置有开口，两开口通过管路相连通，并通过管路上的控制阀712实现第一溶液31和第二溶液32的互通或分隔；第二液相开口、第二溶液泵83、控制阀710和第一喷淋器41通过管路依次相连通；第一气相开口、控制阀703、控制阀707、第二压缩机62、控制阀706和第三气相开口通过管路依次相连通。

当该装置进行强化型多模式多效吸收式蓄能时，第一换热器51通过管路与太阳能集热器1串联，且串联的管路上设置有热源泵81；当该装置进行强化型多模式多效吸收式释能时，第一换热器51中通入循环冷却水。

本实施例还提供一种强化型双效吸收式蓄能释能循环方法，其是采用上述的装置进行的，包括如下步骤：

(1)蓄能过程(如图1所示)：关闭控制阀702、控制阀703、控制阀707、控制阀706、控制阀710和控制阀712；打开控制阀701、控制阀704、控制阀705、控制阀708、控制阀709和控制阀711。

第一溶液罐21中的第一溶液31通过第一喷淋器41喷淋出，被来自太阳能集热器1的热源经第一换热器51加热产生高温高压制冷剂蒸气；高温高压制冷剂蒸气通过控制阀701进入第一压缩机61中，启动第一压缩机61将高温高压制冷剂蒸气进行加压并输送至第二溶液罐22中的第二换热器52内，与此同时降低第一溶液罐21中的压力，加强其发生效果；第二溶液罐22中的第二溶液32通过第二喷淋器42喷淋出，高温高压制冷剂蒸气冷凝，产生的热量加热第二溶液32进而产生低压制冷剂蒸气，冷凝后的高压制冷剂液体流过控制阀709，并通过节流阀9降压并于制冷剂罐23中收集储存；低压制冷剂蒸气经由控制阀704、控制阀705进入第二压缩机62中，启动第二压缩机62将低压制冷剂蒸气进行加压并经由控制阀708输送至制冷剂罐23中，同时降低第二溶液罐22中的压力，加强其发生效果，第二压缩机62加压的制冷剂蒸气与第三换热器53中的冷却水换热后进行冷凝储存，同时开启制冷剂泵84，通过输送制冷剂经过第三喷淋器43进行喷淋，以进一步实现强化换热。

在蓄能过程中，第一溶液罐21中的冷凝热被第二溶液罐22回收利用，故有利于蓄能效率的提升，并且在压缩机的强化作用下，系统对蓄能温度的要求大大降低，使得太阳能能够得到充分的利用，该蓄能模式下有利于提高系统的蓄能效率和蓄能密度。

(2)释能过程(如图2所示)：关闭控制阀701、控制阀702、控制阀704、控制阀705、控制阀708、控制阀709和控制阀711；打开控制阀703、控制阀707、控制阀706、控制阀710和控制阀712。

当第一溶液罐21和第二溶液罐22侧壁开口连通管路上的控制阀712开启后，实现了第一溶液31和第二溶液32的互通；与此同时，第二溶液罐22中的第二溶液32通过第二溶液泵83经由开启的控制阀710泵入到第一喷淋器41中，通过第一喷淋器41喷淋到第一换热器51上进行喷淋换热，第一换热器51外接循环冷却水；实现第一溶液罐21和第二溶液罐22中的溶液充分混合；在动态的吸收过程中，溶液浓度的变化将导致吸收速率衰减，为维持释能速率，通过适时开启第一气相开口、第二压缩机和第三气相开口连通管路上的第二压缩机62，同时在控制阀703、控制阀707和控制阀706开启的状态下，对吸收过程进行强化，以保持稳定的释能效果，直至第一溶液罐21、第二溶液罐22中的溶液浓度恢复至蓄能前的初始浓度，蓄能释能循环结束。该释能模式下有利于提高释能速率，增大输出(制冷或制热)能力，更好的匹配用户侧负荷。

实施例2：

对实施例1的强化型双效吸收式蓄能释能装置作进一步优化以实现多种运行模式下的蓄能和释能。具体为：

设置旁通管路，第一气相开口通过管路与第二换热器52相连通，并于相连通的管路上设置控制阀702。第二气相开口通过管路与第三气相开口相连通，并于相连通的管路上设置控制阀704依次与控制阀705、控制阀706相连通。

经过进一步优化后的装置能够进一步实现无增压双效吸收式蓄能模式、低压增压双效吸收式蓄能模式、高压增压双效吸收式蓄能模式、双增压双效吸收式蓄能模式、无增压单效吸收式蓄能模式、增压单效吸收式蓄能模式和无增压吸收式释能模式等多种蓄能模式。蓄能过程中若无加压，则第二溶液罐和制冷剂罐直接连通，可认为压力相同，第一溶液罐由高温热源直接供热，压力较高。释能过程中，无加压则三个罐子压力都相同，有加压则制冷剂罐压力降低。

(1)无增压双效吸收式蓄能运行控制模式：

当太阳能足够强，即所能提供给蓄能系统的驱动温度较高时，双效循环可在无增压的情形下高效运行，此时，无需开启第一压缩机61和第二压缩机62，仅以普通双效循环运行。控制阀的开关组合方式如图3所示，关闭控制阀701、控制阀703、控制阀707、控制阀708、控制阀712和控制阀710；打开控制阀702、控制阀704、控制阀705、控制阀706、控制阀709、控制阀711以及节流阀9。

该运行控制模式在太阳辐射强的时候，充分以太阳能来驱动设备，节省了压缩机额外的电能消耗。

(2)低压增压双效吸收式蓄能运行控制模式：

当太阳能辐射强度不足以驱动普通的双效循环，或溶液浓度升高、发生难度增大时，往往低压侧(第二溶液罐22)的发生过程较早难以维持，此时可运行低压侧的压缩机(第二压缩机62)，降低第二溶液罐22的压力，从而强化发生过程、降低低压侧发生器(第二溶液罐22)所需的驱动温度。控制阀的开关组合方式如图4所示，关闭控制阀701、控制阀703、控制阀706、控制阀707、控制阀712和控制阀710；打开控制阀702、控制阀704、控制阀705、控制阀708、控制阀709、控制阀711以及节流阀9；关闭第一压缩机61、打开第二压缩机62。

该运行控制模式在太阳能强度稍弱，或发生过程后期浓度升高、发生速率衰减时，通过第二压缩机62加强低压侧(第二溶液罐22)的发生过程，来维持双效循环的正常运行，不但提高了蓄能效率，还有利于蓄能密度的提升。

蓄能过程和释能过程的压力变化分别如图5和图6所示。由图5和图6可以看出：在蓄能过程中，第一溶液罐直接由外热源供热，压力最高，故称其为高压罐；由于压缩机的加压，制冷剂罐压力高于第二溶液罐；释能过程中，由于压缩机的加压，溶液罐压力高于制冷剂罐。

(3)高压增压双效吸收式蓄能运行控制模式：

当太阳能辐射强度不足以驱动普通的双效循环，或溶液浓度升高、发生难度增大时，此时往往是低压侧(第二溶液罐22)的发生过程较先难以维持，其原因是高压侧所提供的驱动热量不足。除了上述的低压侧增压强化外，也可通过第一压缩机61对高压侧(第一溶液罐21)进行增压强化，即在较低的发生压力下产生更多的高温高压蒸气，用于驱动低压侧发生器，从而强化低压侧的浓缩运行。控制阀的开关组合方式如图7所示，关闭控制阀702、控制阀703、控制阀707、控制阀708、控制阀712和控制阀710；打开控制阀701、控制阀704、控制阀705、控制阀706、控制阀709、控制阀711以及节流阀9；打开第一压缩机61、关闭第二压缩机62。

该运行控制模式在太阳辐射强度稍弱，或发生过程后期浓度升高、发生速率衰减时，通过第一压缩机61强化高压侧(第一溶液罐21)的发生过程，产生更多的高温高压蒸气来进一步强化低压侧(第二溶液罐22)的运行，从而来维持双效循环的正常运行，该模式提高了蓄能效率和蓄能密度。

(4)无增压单效吸收式蓄能运行控制模式：

当由于太阳能辐射强度更弱或溶液浓度更高等原因，即使开启双增压，双效吸收式蓄能难以或无法被驱动时，可切换为普通的单效吸收式蓄能循环。由于单效吸收式循环对驱动温度要求比双效吸收式循环低，在不利条件下单效循环也可正常运行。控制阀的开关组合方式如图8所示，关闭控制阀701、控制阀702、控制阀704、控制阀707、控制阀708、控制阀709、控制阀710、控制阀711、控制阀712和节流阀9；打开控制阀703、控制阀705和控制阀706；关闭第一压缩机61、关闭第二压缩机62。即高压侧发生器(第一溶液罐21)与制冷剂罐23直接连通。

该运行控制模式通过普通单效吸收式蓄能循环可大大降低对驱动温度的需求，有利于更加充分利用太阳能，提高全工况蓄能密度。

(5)增压单效吸收式蓄能运行控制模式：

当太阳能辐射强度近一步降低或溶液浓度进一步升高，普通单效吸收式蓄能的发生速率无法得到保障时，可对该单效循环进行增压强化。控制阀的开关组合方式如图9所示，关闭控制阀701、控制阀702、控制阀704、控制阀707、控制阀706、控制阀709、控制阀710、控制阀711、控制阀712和节流阀9；打开控制阀703、控制阀705和控制阀708；关闭第一压缩机61、打开第二压缩机62。即高压侧发生器(第一溶液罐21)与制冷剂罐23直接连通。

该运行控制模式通过增压单效吸收式蓄能循环，可以进一步降低对驱动温度的需求，该模式有利于充分利用太阳能，提高全工况蓄能密度。

(6)无增压吸收式释能运行控制模式：

在释能过程中，第一溶液罐21和第二溶液罐22连通，从第二溶液罐22中抽取第二溶液32喷淋到第一溶液罐21的第一换热器51中进行喷淋吸收，从而使得两个溶液罐的溶液充分混合，不仅能够保证较长时间的释能需求，还通过共享冷却水换热器节省了换热器面积，保障了蓄能装置的紧凑性和经济性。

吸收式释能过程中，在吸收的初始阶段，溶液浓度较高，一般具有较大的吸收速率，因此可无需压缩机的辅助，控制阀的开关组合方式如图10所示，关闭控制阀701、控制阀702、控制阀704、控制阀707、控制阀708、控制阀709、控制阀711和节流阀9；打开控制阀703、控制阀705、控制阀706、控制阀710和控制阀712。关闭第一压缩机61、关闭第二压缩机62。

模拟对比实验：

本对比实验对比了本发明实施例2低压增压双效吸收式蓄能方案、传统单效吸收式蓄能方案(实施例2中第(4)中方案)、CN103090582A(对比例1)公开的加压单效吸收式蓄能方案。

以160℃的热源条件为例，进行模拟计算结果的对比如图11所示。

由图11可以看出：在蓄能效率方面，相比传统方案的0.82，对比例1的蓄能效率更低，为0.70，下降了14.6％；但本发明实施例2低压增压双效吸收式蓄能方案展现了显著的提升效果，使蓄能效率提升了81.7％，达1.49，实现了对热源的高效利用。其中原因是对比例1无热回收，在热源温度足够高的条件下，再给系统加压辅助，会适得其反。而本发明实施例2低压增压双效吸收式蓄能方案通过回收冷凝热，面对中温热源，可根据能源的梯级利用原则，设计双效或多效系统，提升蓄能效率，充分利用热源。蓄能密度方面，对比例1和本发明相比传统方案均有大幅提升，本发明的提升达110％。

本发明的强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置不仅能够兼容传统的方法、兼容对比例1的方法，而且能够切换兼容更多运行模式，不仅如此，本发明的装置尤其适用于120～200℃的中温热源，能够有效实现冷凝热的回收用作浓缩热源，实现多效的运行，从而大大的提高蓄能效率；且本发明在压缩机的辅助下，降低了对蓄能温度的需求，兼容低温热源的利用，比普通吸收式蓄能系统具有更高的蓄能密度。释能过程中，通过连通两个溶液罐，实现了释能过程中冷却水换热器(第一换热器)的共享，节省了换热器面积，保证较长的释能供应时间，保障了系统的紧凑性和经济性。

Claims (10)

1.一种强化型多模式多效吸收式蓄能释能装置，该装置包括：

第一溶液罐、第二溶液罐、制冷剂罐、第一压缩机、第二压缩机；

第一溶液罐的底部设置有第一液相开口，顶部设置有第一气相开口；所述第一溶液罐内设置有第一换热器，所述第一换热器的上部设置有第一喷淋器；所述第一液相开口通过管路与所述第一喷淋器相连通；

第二溶液罐的底部设置有第二液相开口，顶部设置有第二气相开口；所述第二溶液罐内设置有第二换热器，所述第二换热器的上部设置有第二喷淋器；所述第二液相开口通过管路与所述第二喷淋器相连通；

所述第一气相开口、所述第一压缩机和所述第二换热器通过管路依次相连通；

所述制冷剂罐的顶部设置有第三气相开口，侧壁设置有开口；所述制冷剂罐内设置有第三换热器；所述第二换热器通过管路与所述制冷剂罐侧壁的开口相连通，且在相连通的管路上设置有一节流阀；

所述第二气相开口、所述第二压缩机和所述第三气相开口通过管路依次相连通；

所述第一溶液罐的侧壁、所述第二溶液罐的侧壁分别设置有开口，两开口通过管路相连通，并通过管路上的控制阀实现第一溶液和第二溶液的互通或分隔；所述第二液相开口通过管路与所述第一喷淋器相连通；所述第一气相开口、所述第二压缩机、所述第三气相开口通过管路依次相连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置还包括太阳能集热器，所述太阳能集热器通过管路与所述第一换热器串联；

优选地，所述太阳能集热器与所述第一换热器串联的管路上设置有热源泵。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一液相开口与所述第一喷淋器相连通的管路上设置有第一溶液泵。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二液相开口与所述第一喷淋器或所述第二喷淋器相连通的管路上设置有第二溶液泵；

优选地，所述第二溶液泵与所述第一喷淋器相连通的管路上设置有至少一个控制阀；

优选地，所述第二溶液泵与所述第二喷淋器相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述制冷剂罐装载有制冷剂，制冷剂罐的底部设置有第三液相开口，所述第三换热器的上方设置有第三喷淋器；所述第三液相开口通过管路与所述第三喷淋器相连通；

优选地，所述第三液相开口与所述第三喷淋器相连通的管路上设置有制冷剂泵。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二换热器与所述节流阀相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一气相开口与所述第一压缩机相连通的管路上设置有至少一个控制阀；

优选地，所述第二气相开口与所述第二压缩机相连通的管路上设置有至少一个控制阀；

优选地，所述第二压缩机与所述第三气相开口相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一气相开口通过管路与所述第二换热器相连通，并于相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二气相开口通过管路与所述第三气相开口相连通，并于相连通的管路上设置有至少一个控制阀。

10.一种强化型双效吸收式蓄能释能循环方法，其是采用权利要求1～9任一项所述的装置进行的，包括如下步骤：

蓄能过程：第一溶液罐中的第一溶液通过第一喷淋器喷淋出，被来自外界的热源经第一换热器加热产生高温高压制冷剂蒸气；

第一压缩机将高温高压制冷剂蒸气进行加压并输送至第二溶液罐中的第二换热器内，与此同时降低第一溶液罐中的压力；第二溶液罐中的第二溶液通过第二喷淋器喷淋出，高温高压制冷剂蒸气冷凝，产生的热量加热第二溶液进而产生低压制冷剂蒸气，冷凝后的高压制冷剂液体通过节流阀降压并于制冷剂罐中储存；

第二压缩机将低压制冷剂蒸气进行加压并输送至制冷剂罐中，同时降低第二溶液罐中的压力，第二压缩机加压的制冷剂蒸气与第三换热器中的冷却水换热后进行冷凝储存；

释能过程：开启第一溶液罐和第二溶液罐侧壁开口连通管路上的控制阀，实现第一溶液和第二溶液的互通；与此同时，第二溶液罐中的第二溶液通过第一喷淋器喷淋到第一换热器上进行喷淋换热，第一换热器外接循环冷却水，实现第一溶液罐和第二溶液罐中的溶液充分混合；通过开启第一气相开口、第二压缩机和第三气相开口连通管路上的控制阀，以保持稳定的释能效果，直至第一溶液罐、第二溶液罐中的溶液浓度恢复至蓄能前的初始浓度，蓄能释能循环结束。

Images