CN115682798A - 一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统，涉及海水淡化领域以及热化学吸附储热技术领域，包括床体，床体内开设有吸附腔；吸附腔两侧分别连通有入口腔和出口腔；吸附腔包括置于最外侧的真空隔热层；真空隔热层内嵌设有吸附盒固定层；通过吸附盒固定层在真空隔热层内腔错位交叉安装有角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒。本发明通过将海水淡化过程中的蒸气余热进行热化学储热，有效地利用低品位能源，能大大提高资源利用率。通过将吸附盒错位交叉放置的方法，提高热化学反应效率，避免了热化学反应时材料凝结阻碍反应进行的问题，可变性、可拓展性强。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化领域以及热化学吸附储热技术领域，特别是涉及一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统。
背景技术
海洋是生命之源，当今世界人口、资源和环境危机时刻威胁着人类的生存，供水需求与资源量间矛盾逐步拉大，海水资源利用受到高度重视。但是海水淡化过程中伴随着大量的能源浪费，比如蒸馏过程中水蒸气冷凝散热损耗，人们开始着眼于对海洋清洁能源和海洋可再生能源的利用。究其原因还是因为缺乏低品位能源回收的科学技术及能源的合理配置。一方面，人类对能源的需求日益增加；而另一方面，大多数能源，如太阳能、地热能和工业余热废热等，都存在间断性和不稳定性的特点，在许多情况下人们还不能合理地利用这些能源。例如:在海水淡化过程中所产生的热量没有得到利用而浪费掉；而在急需供应热时又不能及时提供；有时供应的热量有很大一部分作为余热被损失掉等等。储热技术可用于解决废热和余热的回收利用，以及热能供给与需求失配的矛盾。利用热能存储技术对不连续、不稳定的热量进行充分利用，已成为一项提高能源利用效率的重要环境友好技术，目前，储热技术在很多领域都有应用。
常见储热方法包括显热储热、潜热储热和热化学储热。与显热储热和潜热储热相
比，热化学储热具有极高的理论储热密度、可忽略的热损失和季节性储热潜力，能够以更紧
凑、更高效的方式为长期蓄热提供一个合适的解决方案。显热储热中储热密度较低，仅有
0.2 GJ/
左右，存储容量需求最大，热损失较多，简单、可靠性高、维护和安装成本低，商
业常用蓄热介质是水，在住宅和工业上得到广泛应用。潜热储热通过相变材料进行能量的
存储，储能密度适中，一般为0.3-0.5 GJ/
，提供了相对紧凑、性价比较高的存储方案。
潜热储热主要的限制有低导热系数、发生相变时存储介质的体积膨胀、腐蚀兼容性问题、过
冷、相偏析和材料降解等。热化学储能通过热化学材料进行能量的存储，具有较高的储能密
度0.5-3 GJ/
，在存储期间几乎没有能量损失，适合短期和长期存储。热化学储能的挑
战主要包括存储介质的变化(如团聚、体积膨胀、潮解、烧结、操作过程中的化学和物理降解
等)、器件的结构稳定性、传热传质限制、难以实现高反应转化率和速率等。
因此，亟需设计一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种错位交叉储热吸附床及海水淡化余热储热系统，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种错位交叉储热吸附床，包括床体，所述床体内开设有吸附腔；所述吸附腔两侧分别连通有入口腔和出口腔；所述吸附腔包括置于最外侧的真空隔热层；所述真空隔热层内嵌设有吸附盒固定层；
通过所述吸附盒固定层在所述真空隔热层内腔错位交叉安装有角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒；所述角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒均用于填充吸附基质；
所述吸附腔包括储热状态，干热气体从入口腔先进入由所述角端吸附盒和中央吸附盒形成的首层吸附，根据空气扩散原理再沿气流方向扩散进入由所述侧面吸附盒形成的次层吸附；一层所述首层吸附和与其相邻的所述次层吸附形成一吸附组；所述吸附组循环交替若干组后从所述出口腔流出。
所述真空隔热层由双层不锈钢结构组成，双层不锈钢中间空腔为真空负压。
所述吸附盒固定层包括若干条垂直于所述真空隔热层内壁的挡板；
所述真空隔热层内腔为正多边形结构，所述角端吸附盒置于所述真空隔热层相邻内壁夹角处，且位于真空隔热层相邻内壁间距最短的两所述挡板之间固定安装有所述角端吸附盒。
若干个所述角端吸附盒靠近真空隔热层内腔中心的一侧通过所述挡板固定安装有中央吸附盒；且所述中央吸附盒与角端吸附盒安装于同一端面；所述中央吸附盒周壁通过所述挡板顺序错位交叉安装有侧面吸附盒
所述角端吸附盒，中央吸附盒和侧面吸附盒每一侧面均为镂空金属网面。
还包括放热状态，湿空气从入口腔先进入由所述角端吸附盒和中央吸附盒形成的首层吸附，再进入由所述侧面吸附盒形成的次层吸附，循环交替若干组后从所述出口腔流出。
一种海水淡化余热储热系统，包括：太阳能海水蒸馏器，冷凝器，冷凝水储存器，雾化器和吸附床；所述吸附床为错位交叉储热吸附床。
所述太阳能海水蒸馏器前端固定连接有第一风机，所述太阳能海水蒸馏器末端与所述冷凝器前端连通；所述冷凝器冷凝管外前端还连通有第二风机；所述冷凝器冷凝管外末端通过第一管道与所述吸附床的入口腔连通；
所述冷凝器冷凝管伸入所述冷凝水储存器内；所述冷凝水储存器通过开关阀连通有所述雾化器；所述雾化器通过第二管道连通有所述吸附床的入口腔。
所述第一管道上安装有第一流量调节阀和第一流量计。
所述第二管道上安装有第二流量调节阀和第二流量计。
本发明公开了以下技术效果：第一，充分利用低品位能源，提高资源利用率。
通过将水蒸气凝结过程释放的相变潜热进行储存能有效减少资源浪费，本专利通过将太阳能捕捉后进行海水蒸馏，再将蒸馏水凝结时放出的热量进行收集，在能量方面，完成了从太阳能到热能，热能再到化学能的转化过程；在物质方面，完成了从混合物到纯净物的转变。一举多得。
第二，热量储存密度高，储存期间热量损失小
与显热储热和潜热储热相比，热化学储热具有极高的理论储热密度、可忽略的热损失和季节性储热潜力，能够以更紧凑、更高效的方式为长期蓄热提供一个合适的解决方案。
第三，热化学储热反应速率快，反应彻底
与常用水平吸附床与竖直吸附床相比，一种可调节式错位交叉吸附床反应有效面积更大，理论反应速率较前者快3-4倍。在放热过程中，湿空气进入吸附腔后会在吸附介质中间形成凝结层，阻碍反映的继续进行，本吸附床的多面反应设计，大大降低了吸附介质中间形成凝结层的概率，可提高吸附材料的可循环性能。
第四，储热效率高，热量利用率高
与叉排吸附床相比较，一种可调节式错位交叉吸附床对于热空气的吸收效率更高。使用叉排吸附床进行储热时，将近40%热空气通过叉排吸附床错位结点逃逸，当错位结点处的吸附基质反应完毕，而中心吸附基质还未反应时，热空气的逃逸百分比还会继续升高。一种可调节式错位交叉吸附床将错位结点错位前移，阻碍热空气的逃逸，提高吸附基质对热空气的吸收效率。
第五，可变性、可拓展性强
一种可调节式错位交叉吸附床内部由吸附盒固定层与各类吸附盒装配而成，不需要螺栓、螺母连接，使用方便。在实际应用中，使用者可以通过适当加长吸附盒固定层的尺寸，增加吸附盒的装配数量，增加储热量以达到实验目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的吸附腔中央剖面图；
图3为本发明的吸附腔内各吸附盒布置图；
其中，1、第一风机；2、太阳能蒸馏器；3、第二风机；4、冷凝器；5、冷凝水存储箱；6、开关阀；7、雾化器；8、第二流量调节阀；9、第二流量计；10、第一流量调节阀；11、第一流量计；12、吸附床；13、真空隔热层；14、吸附盒固定层；15、角端吸附盒；16中央吸附盒；17侧面吸附盒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种错位交叉储热吸附床，包括床体，床体内开设有吸附腔；吸附腔两侧分别连通有入口腔和出口腔；吸附腔包括置于最外侧的真空隔热层13；真空隔热层13内嵌设有吸附盒固定层14；
通过吸附盒固定层14在真空隔热层13内腔错位交叉安装有角端吸附盒15，中央吸附盒16和侧面吸附盒17；角端吸附盒15，中央吸附盒16和侧面吸附盒17均用于填充吸附基质；
吸附腔包括储热状态，干热气体从入口腔先进入由角端吸附盒15和中央吸附盒16形成的首层吸附，根据空气扩散原理再沿气流方向扩散进入由侧面吸附盒17形成的次层吸附；一层首层吸附和与其相邻的次层吸附形成一吸附组；吸附组循环交替若干组后从出口腔流出。
真空隔热层13由双层不锈钢结构组成，双层不锈钢中间空腔为真空负压。
吸附盒固定层14包括若干条垂直于真空隔热层13内壁的挡板；
真空隔热层13内腔为正多边形结构，角端吸附盒15置于真空隔热层13相邻内壁夹角处，且位于真空隔热层13相邻内壁间距最短的两挡板之间固定安装有角端吸附盒15。
若干个角端吸附盒15靠近真空隔热层13内腔中心的一侧通过挡板固定安装有中央吸附盒16；且中央吸附盒16与角端吸附盒15安装于同一端面；中央吸附盒16周壁通过挡板顺序错位交叉安装有侧面吸附盒17
角端吸附盒15，中央吸附盒16和侧面吸附盒17每一侧面均为镂空金属网面。
还包括放热状态，湿空气从入口腔先进入由角端吸附盒15和中央吸附盒16形成的首层吸附，再进入由侧面吸附盒17形成的次层吸附，循环交替若干组后从出口腔流出。
在本发明的一个实施例中，如图2-3，错位交叉储热吸附床吸附腔内的真空隔热层13为方形，角端吸附盒15，中央吸附盒16和侧面吸附盒17也均为方形；
进一步的，错位交叉吸附床安装方式为：
真空隔热层13与吸附盒固定层14套嵌组合，角端吸附盒15通过吸附盒固定层14的挡板固定于角端，当四个角端吸附盒15安装完毕后形成中心固定仓，中央吸附盒16固定于中心固定仓；侧面吸附盒17通过侧面条形挡板固定，起始位置作为放置在角端吸附盒15后约三分之一处。后方吸附盒安装方式同上，可根据具体需要采取不同尺寸和数量的吸附盒。吸附盒后端均可开闭，用于填充吸附基质、吸附材料。
在本发明的一个实施例中，储热阶段，干热气体通过入口腔进入热化学储热吸附腔，先流经由四个角端吸附盒15与中央吸附盒16组成的首层吸附腔，在此过程中，每一吸附盒至少有三面（前面和不与真空隔热层13内壁贴附的两侧面）参与反应，最多的中央吸附盒16有五面（前面和四个侧面）参与反应。经过首层吸附腔后，干热气体通过由侧面吸附盒17组成的第二次层吸附腔，此时侧面吸附盒17有四面参与反应。特别的，首层吸附腔与第二层吸附腔错位布置，能有效减缓通入气体的流速，增强储热效率、增加充分利用吸附床空间；特别的，之后的各层吸附腔组装布置与首层吸附腔、第二层吸附腔相同并轮流交替出现，吸附腔循环数可按实际情况确定。
放热阶段，通入的湿空气与储热阶段通入的干热气体流经路径相同。特别的，由于湿空气携带大量水分与吸附基质结合产生凝结，会阻碍反应的速率，吸附盒错位交叉放置可以有规律的将吸附基质分割，在吸附基质产生凝结之前完成热化学储热过程，可以有效减少水蒸气凝结阻碍热化学反应速率降低的情况发生。
在本发明的一个实施例中，真空隔热层13长度为200mm，厚度为3-5mm，中空负压真空腔有厚度为2-3mm；所述吸附盒固定层长度为200mm，厚度为2mm；挡板长度为200mm，宽度为3mm，厚度为1mm；所述角端吸附盒15长度为60mm，宽30mm，高30mm；所述中央吸附盒16长度为60mm，宽30mm，高30mm；所述侧面吸附盒17长度为90mm，宽30mm，高30mm；吸附盒各面厚度为1mm，六面皆为镂空网面，背后一面可开闭；特殊的，如角端吸附盒15处挡板长度为3mm，厚度为1mm。
一种海水淡化余热储热系统，包括：太阳能海水蒸馏器2，冷凝器4，冷凝水储存器5，雾化器7和吸附床12；吸附床12为错位交叉储热吸附床。
太阳能海水蒸馏器2前端固定连接有第一风机1，太阳能海水蒸馏器2末端与冷凝器4前端连通；冷凝器4冷凝管外前端还连通有第二风机3；冷凝器4冷凝管外末端通过第一管道与吸附床12的入口腔连通；
冷凝器4冷凝管伸入冷凝水储存器5内；冷凝水储存器5通过开关阀6连通有雾化器7；雾化器7通过第二管道连通有吸附床12的入口腔。
第一管道上安装有第一流量调节阀10和第一流量计11。
第二管道上安装有第二流量调节阀8和第二流量计9。
在本发明的一个实施例中，如图1，一种海水淡化余热储热系统蒸馏水流动管路连接方式：第一风机1与太阳能海水蒸馏器2连接，太阳能海水蒸馏器2与冷凝器4连接，冷凝器4末端连接集水口，集水口接入冷凝水收集箱5，冷凝水收集箱5通过开关阀6与雾化器7连接，雾化器7经过第二流量调节阀8、第二流量计9与吸附床12连接，吸附床12前端连接“Y”型管道。
传热空气流动管道连接方式：第二风机3与冷凝器4连接，冷凝器4通过第一流量调节阀10、第一流量计11与吸附床12连接，吸附床12前端连接“Y”型管道。
进一步的，两管道在使用时，将吸附基质与吸附材料填充满各类吸附盒，按上述方法将各类吸附盒与吸附盒固定层14固定，将组合完毕的吸附腔与真空隔热层13套嵌，完成组装。组装完毕后的吸附床接入海水淡化余热储热系统即可。
在海水淡化余热储热系统储热阶段，按使用方法将系统连接后，太阳能加热板预加热十分钟后，分别打开第一风机1和第二风机3，第一风机1将蒸馏出的水蒸气送到冷凝器4进行冷凝，冷凝水进入冷凝水储存箱5后通过控制开关阀6将冷凝水引入雾化器7。
第二风机3将空气吹入冷凝器4作为冷却剂，此时空气被水蒸气散发的热量加热，通过控制管道的流量调节阀10将热空气通入吸附床12。
放热阶段关闭流量控制阀10，打开开关阀6、雾化器7，调节流量第二流量调节阀8。
在本发明的一个实施例中，在冷凝过程中，水蒸气凝结产生的余热将冷凝器4空气加热，被加热的通过第一管道进入吸附床，进行热化学储热。在放热过程中，雾化器7中的冷凝水被雾化后进入吸附床，进行放热过程。
在本发明的一个实施例中，与显热储热和潜热储热相比，热化学储热具有极高的
理论储热密度、可忽略的热损失和季节性储热潜力；显热储热中储热密度较低，仅有0.2
GJ/ 
，左右，存储容量需求最大，热损失较多，简单、可靠性高、维护和安装成本低，商业
常用蓄热介质是水，在住宅和工业上得到广泛应用。潜热储热通过相变材料进行能量的存
储，储能密度适中，一般为0.3-0.5 GJ/ 
，提供了相对紧凑、性价比较高的存储方案。潜
热储热主要的限制有低导热系数、发生相变时存储介质的体积膨胀、腐蚀兼容性问题、过
冷、相偏析和材料降解等。热化学储能通过热化学材料进行能量的存储，具有较高的储能密
度0.5-3 GJ/ 
，在存储期间几乎没有能量损失，适合短期和长期存储。与此同时，吸附
床外层包裹真空绝热层，能有效降低不必要的热量损失。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种错位交叉储热吸附床，其特征在于，包括：床体，所述床体内开设有吸附腔；所述吸附腔两侧分别连通有入口腔和出口腔；所述吸附腔包括置于最外侧的真空隔热层（13）；所述真空隔热层（13）内嵌设有吸附盒固定层（14）；
通过所述吸附盒固定层（14）在所述真空隔热层（13）内腔错位交叉安装有角端吸附盒（15），中央吸附盒（16）和侧面吸附盒（17）；所述角端吸附盒（15），中央吸附盒（16）和侧面吸附盒（17）均用于填充吸附基质；
所述吸附腔包括储热状态，干热气体从入口腔先进入由所述角端吸附盒（15）和中央吸附盒（16）形成的首层吸附，根据空气扩散原理再沿气流方向扩散进入由所述侧面吸附盒（17）形成的次层吸附；一层所述首层吸附和与其相邻的所述次层吸附形成一吸附组；所述吸附组循环交替若干组后从所述出口腔流出。
2.根据权利要求1所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：所述真空隔热层（13）由双层不锈钢结构组成，双层不锈钢中间空腔为真空负压。
3.根据权利要求1所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：所述吸附盒固定层（14）包括若干条垂直于所述真空隔热层（13）内壁的挡板；
所述真空隔热层（13）内腔为正多边形结构，所述角端吸附盒（15）置于所述真空隔热层（13）相邻内壁夹角处，且位于真空隔热层（13）相邻内壁间距最短的两所述挡板之间固定安装有所述角端吸附盒（15）。
4.根据权利要求3所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：若干个所述角端吸附盒（15）靠近真空隔热层（13）内腔中心的一侧通过所述挡板固定安装有中央吸附盒（16）；且所述中央吸附盒（16）与角端吸附盒（15）安装于同一端面；所述中央吸附盒（16）周壁通过所述挡板顺序错位交叉安装有侧面吸附盒（17）。
5.根据权利要求1所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：所述角端吸附盒（15），中央吸附盒（16）和侧面吸附盒（17）每一侧面均为镂空金属网面。
6.根据权利要求1所述的错位交叉储热吸附床，其特征在于：还包括放热状态，湿空气从入口腔先进入由所述角端吸附盒（15）和中央吸附盒（16）形成的首层吸附，再进入由所述侧面吸附盒（17）形成的次层吸附，循环交替若干组后从所述出口腔流出。
7.一种海水淡化余热储热系统，其特征在于，包括：太阳能海水蒸馏器（2），冷凝器（4），冷凝水储存器（5），雾化器（7）和吸附床（12）；所述吸附床（12）为权利要求1-6任一项所述的错位交叉储热吸附床。
8.根据权利要求7所述的海水淡化余热储热系统，其特征在于：所述太阳能海水蒸馏器（2）前端固定连接有第一风机（1），所述太阳能海水蒸馏器（2）末端与所述冷凝器（4）前端连通；所述冷凝器（4）冷凝管外前端还连通有第二风机（3）；所述冷凝器（4）冷凝管外末端通过第一管道与所述吸附床（12）的入口腔连通；
所述冷凝器（4）冷凝管伸入所述冷凝水储存器（5）内；所述冷凝水储存器（5）通过开关阀（6）连通有所述雾化器（7）；所述雾化器（7）通过第二管道连通有所述吸附床（12）的入口腔。
9.根据权利要求8所述的海水淡化余热储热系统，其特征在于：所述第一管道上安装有第一流量调节阀（10）和第一流量计（11）。
10.根据权利要求8所述的海水淡化余热储热系统，其特征在于：所述第二管道上安装有第二流量调节阀（8）和第二流量计（9）。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3204693A (en) * | 1962-07-24 | 1965-09-07 | Friedrich Hermann | Air-cooled steam-condenser system |
| US4285702A (en) * | 1978-03-09 | 1981-08-25 | Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag | Method and apparatus for the recovery of water from atmospheric air |
| DE3906241A1 (de) * | 1989-02-28 | 1990-08-30 | Mtu Muenchen Gmbh | Waermetauscher mit einer rohrmatrix |
| JP2003202166A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吸収冷凍機 |
| CN2935066Y (zh) * | 2006-08-15 | 2007-08-15 | 程青 | 吸热器 |
| CN101033105A (zh) * | 2007-02-01 | 2007-09-12 | 彭云龙 | 一种光电磁集成的废水高级氧化方法及其装置 |
| WO2017026621A1 (ko) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | 박정원 | 해수 담수화 장치 |
| US20170363373A1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc. | Interface-Free Thermal Management System for High Power Devices Co-Fabricated with Electronic Circuit |
| CN109798762A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 诸暨市丰搏环保科技有限公司 | 一种闪蒸干燥机的余热利用装置 |
| CN110822967A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-21 | 西安交通大学 | 一种用于吸附式热化学储能及建筑供暖的整体式结构 |
| CN114963825A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-30 | 东南大学 | 一种高温储热装置、储热方法及放热方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4725164B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-07-13 | パナソニック株式会社 | 蓄熱装置 |
| JP6232196B2 (ja) * | 2013-03-21 | 2017-11-15 | 株式会社豊田中央研究所 | 箱体、化学蓄熱反応器及び化学蓄熱システム |
| DE102019120448B4 (de) * | 2019-07-29 | 2024-03-07 | Kraftanlagen München Gmbh | Wärmespeichervorrichtung, Wärmespeichersystem und Verfahren zum Betreiben einer Wärmespeichervorrichtung |
-
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Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3204693A (en) * | 1962-07-24 | 1965-09-07 | Friedrich Hermann | Air-cooled steam-condenser system |
| US4285702A (en) * | 1978-03-09 | 1981-08-25 | Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag | Method and apparatus for the recovery of water from atmospheric air |
| DE3906241A1 (de) * | 1989-02-28 | 1990-08-30 | Mtu Muenchen Gmbh | Waermetauscher mit einer rohrmatrix |
| JP2003202166A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吸収冷凍機 |
| CN2935066Y (zh) * | 2006-08-15 | 2007-08-15 | 程青 | 吸热器 |
| CN101033105A (zh) * | 2007-02-01 | 2007-09-12 | 彭云龙 | 一种光电磁集成的废水高级氧化方法及其装置 |
| WO2017026621A1 (ko) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | 박정원 | 해수 담수화 장치 |
| US20170363373A1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc. | Interface-Free Thermal Management System for High Power Devices Co-Fabricated with Electronic Circuit |
| CN109798762A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 诸暨市丰搏环保科技有限公司 | 一种闪蒸干燥机的余热利用装置 |
| CN110822967A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-21 | 西安交通大学 | 一种用于吸附式热化学储能及建筑供暖的整体式结构 |
| CN114963825A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-08-30 | 东南大学 | 一种高温储热装置、储热方法及放热方法 |
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