吸收式储能系统、供能系统及方法技术方案

技术编号:14876734 阅读:48 留言:0更新日期:2017-03-24 00:08
本发明专利技术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。本发明专利技术储能密度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热能工程
,特别涉及一种吸收式储能系统、供能系统及方法
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术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,本专利技术主要提供如下技术方案:第一方面,本专利技术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,本专利技术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本文档来自技高网...
吸收式储能系统、供能系统及方法

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏庆泉
申请(专利权)人:北京联力源科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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