【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源蓄能，具体地讲，是涉及一种吸收-相变复合蓄能装置及其运行方法。
技术介绍
1、吸收式蓄能装置具有蓄能密度高、热损失小的优点，能在低品位可再生能源利用中发挥重要作用。当吸收式蓄能技术用于冬季供热时，由于环境温度过低，系统难以持续高效运行，甚至可能会出现输出温度无法满足要求的情况。目前针对这种情况的改善措施主要为双级吸收式蓄能循环，双级吸收式循环设有两套吸收式蓄能子循环，可称为蓄能循环和辅助循环。在充能过程中，蓄能循环和辅助循环分别各自完成充能；而在释能过程中，利用辅助循环的输出热量来加热蓄能循环的蒸发器，为蓄能循环创造适宜的热源，加强吸收过程，提高输出温度，增大蓄能循环的浓度差及蓄能密度。文献的实验结果表明蓄能密度从44kwh/m3提升到了103kwh/m3。
2、现有的能源蓄能装置及其工艺存在以下缺点：
3、(1)双级循环采用了两套吸收式蓄能系统，并且两套系统都需驱动热源，如果是太阳能驱动则需要更大面积的太阳能集热器；无论是吸收式蓄能系统的增加，还是配套热源的加大都增加了设备初始成本以及系统占地尺寸。
4、(2)双级循环中的辅助子循环仅为蓄能循环创造输出环境，不为终端用户直接供热；但充能过程中两个子循环都需要热源驱动，所以系统整体能源利用效率偏低，甚至低于传统的单级循环。
5、(3)吸收式蓄能在释能阶段的主要驱动力是浓度差，而在释能过程中溶液会不断被稀释，从而导致释能速率衰减、输出温度变低，到后期较低的热量输出可能无法满足用户需求；而在前期浓度高的时候，输出热量也
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种吸收-相变复合蓄能装置及其运行方法，对吸收式蓄能进行性能改善，并解决吸收式蓄能输出量与用户需求量不匹配问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种吸收-相变复合蓄能装置，包括采集太阳能作为主要驱动热源的太阳能集热模块，通过第一循环支路与太阳能集热模块连通实现吸收蓄能的吸收式蓄能模块，以及通过第二循环支路与太阳能集热模块连通实现相变蓄能的相变蓄能模块，其中，相变蓄能模块通过辅助换热气路与吸收式蓄能模块连接实现回收蓄能，第一循环支路上设有第一供热端口，第二循环支路上设有第二供热端口；
4、所述吸收式蓄能模块包括反应釜、溶液泵、溶液罐组、制冷剂罐、制冷剂泵，其中，反应釜内设置有第一换热器和第一喷淋器，第一换热器连通第一循环支路，溶液罐组包含多个并联集成设置并分别容装不同浓度溶液的溶液灌，溶液罐组的入口通过管路连通反应釜底部的第一液相出口，溶液罐组的出口通过安装有溶液泵的管路连通反应釜内的第一喷淋器，反应釜顶部的第一气相开口通过换热气路与制冷剂罐顶部的第二气相开口连通，制冷剂罐内设置有第二换热器和第二喷淋器，制冷剂罐底部的第二液相出口通过安装有制冷剂泵的管路连通第二喷淋器，第二换热器连接自然冷源进行换热，辅助换热气路与换热气路并联设置；
5、所述第一循环支路、第一供热端口、第二循环支路、第二供热端口、换热气路、辅助换热气路，以及每个溶液灌的入口和出口上均设置有控制阀门。
6、具体地，所述太阳能集热模块采用太阳能集热器进行太阳能采集，第一循环支路上设有第一热媒泵，第二循环支路上设有第二热媒泵。
7、具体地，所述相变蓄能模块包括内部填充相变材料的相变换热器，以及安置于相变换热器上的电辅助加热器，所述相变换热器整体套置于辅助换热气路上，并通过内部设置的换热管路与第二循环支路连通。
8、具体地，所述相变蓄能模块和第二换热器之间还设置有第三循环支路，第三循环支路设置有控制阀门。
9、进一步地，本专利技术还提供了上述吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，包括吸收式蓄能-相变热回收模式、吸收式蓄能模式、相变蓄能模式、多档调节型吸收式释能模式、相变释能模式和相变辅助吸收式释能模式，其中，
10、所述吸收式蓄能-相变热回收模式运行于太阳能辐射强度驱动吸收式蓄能模块仍有余力时，控制第一循环支路和辅助换热气路上的控制阀门开启，并根据蓄能需求开启或关闭不同溶液灌上控制阀门，其他阀门关闭，第一循环支路上设置的第一热媒泵、溶液泵和制冷剂泵开启；
11、第一热媒泵为第一循环支路提供动力，将来自太阳能集热器的热源送至第一换热器；溶液泵为反应釜提供动力使第一喷淋器向第一换热器喷淋溶液换热蓄能，蓄能后具有一定浓度的溶液输送至相应浓度的溶液灌中存储；反应釜换热产生的气相冷凝热由辅助换热气路传输至制冷剂罐，并在传输过程中由相变蓄能模块进行换热回收蓄能；制冷剂泵为制冷剂罐提供动力使第二喷淋器向气相喷淋制冷剂进行余热吸收。
12、其中，所述吸收式蓄能模式运行于太阳能辐射强度正好能驱动吸收式蓄能模块时，控制第一循环支路和换热气路上的控制阀门开启，并根据蓄能需求开启或关闭不同溶液灌上控制阀门，第二换热器与自然冷源连通，其他阀门关闭，第一循环支路上设置的第一热媒泵、溶液泵和制冷剂泵开启；
13、第一热媒泵为第一循环支路提供动力，将来自太阳能集热器的热源送至第一换热器；溶液泵为反应釜提供动力使第一喷淋器向第一换热器喷淋溶液换热蓄能，蓄能后具有一定浓度的溶液输送至相应浓度的溶液灌中存储；反应釜换热产生的气相冷凝热由换热气路传输至制冷剂罐；制冷剂泵为制冷剂罐提供动力使第二喷淋器向第二换热器喷淋制冷剂进行换热吸收，并由自然冷源为第二换热器进行冷却。
14、其中，所述相变蓄能模式运行于太阳能辐射强度不足以驱动吸收式蓄能模块或驱动吸收式蓄能模块中溶液浓度已到预期时，控制第二循环支路上的控制阀门开启，其他阀门关闭，第二循环支路上设置的第二热媒泵开启；
15、第二热媒泵为第二循环支路提供动力，将来自太阳能集热器的热源送至相变蓄能模块进行换热蓄能。
16、所述多档调节型吸收式释能模式运行于吸收式蓄能模块的溶液浓度能够满足用户侧热负荷时，根据用户用热需求可实现生活热水和采暖不同输出温度的供热应用，控制第一供热端口和换热气路上的控制阀门开启，并根据用热需求开启或关闭不同溶液灌上控制阀门，第二换热器与自然冷源连通，其他阀门关闭，第一供热端口使用的第一热媒泵、溶液泵和制冷剂泵开启；
17、第一热媒泵为第一供热端口提供动力，将第一换热器通过在反应釜内换热产生的热量输送至用户侧；溶液泵为反应釜提供动力使第一喷淋器向第一换热器喷淋溶液释能制热，溶液灌组根据用户侧热负荷开启相应浓度的溶液灌出口的控制阀门和相应低一级浓度的溶液灌入口的控制阀门，使相对高浓度的溶液输出至反应釜进行释能制热，并使浓度降低后的溶液返回相应低一级浓度的溶液灌存储，实现多档位供热输出。
18、其中，所述相变释能模式运行于相变蓄能模块的蓄能水温能够满足用户侧生活用水需求时，控制第二供热端口上的控制阀门开启，其他阀门关闭；
19、由相变蓄能模块进行相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，包括采集太阳能作为主要驱动热源的太阳能集热模块，通过第一循环支路与太阳能集热模块连通实现吸收蓄能的吸收式蓄能模块，以及通过第二循环支路与太阳能集热模块连通实现相变蓄能的相变蓄能模块，其中，相变蓄能模块通过辅助换热气路与吸收式蓄能模块连接实现回收蓄能，第一循环支路上设有第一供热端口，第二循环支路上设有第二供热端口；
2.根据权利要求1所述的吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，所述太阳能集热模块采用太阳能集热器进行太阳能采集，第一循环支路上设有第一热媒泵，第二循环支路上设有第二热媒泵。
3.根据权利要求1所述的吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，所述相变蓄能模块包括内部填充相变材料的相变换热器，以及安装于相变换热器上的电辅助加热器，所述相变换热器整体套置于辅助换热气路上，并通过内部设置的换热管路与第二循环支路连通。
4.根据权利要求1所述的吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，所述相变蓄能模块和第二换热器之间还设置有第三循环支路，第三循环支路设置有控制阀门。
5.如权利要求1-4任一项所述的吸收
6.根据权利要求5所述的吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，其特征在于，所述吸收式蓄能模式运行于太阳能辐射强度正好能驱动吸收式蓄能模块时，控制第一循环支路和换热气路上的控制阀门开启，并根据蓄能需求开启或关闭不同溶液灌上控制阀门，第二换热器与自然冷源连通，其他阀门关闭，第一循环支路上设置的第一热媒泵、溶液泵和制冷剂泵开启；
7.根据权利要求5所述的吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，其特征在于，所述相变蓄能模式运行于太阳能辐射强度不足以驱动吸收式蓄能模块或驱动吸收式蓄能模块中溶液浓度已到预期时，控制第二循环支路上的控制阀门开启，其他阀门关闭，第二循环支路上设置的第二热媒泵开启；
8.根据权利要求5所述的吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，其特征在于，所述多档调节型吸收式释能模式运行于吸收式蓄能模块的溶液浓度能够满足用户侧热负荷时，根据用户用热需求可实现生活热水和采暖不同输出温度的供热应用，控制第一供热端口和换热气路上的控制阀门开启，并根据用热需求开启或关闭不同溶液灌上控制阀门，第二换热器与自然冷源连通，其他阀门关闭，第一供热端口使用的第一热媒泵、溶液泵和制冷剂泵开启；
9.根据权利要求5所述的吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，其特征在于，所述相变释能模式运行于相变蓄能模块的蓄能水温能够满足用户侧生活用水需求时，控制第二供热端口上的控制阀门开启，其他阀门关闭；
10.根据权利要求5所述的吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，其特征在于，所述相变辅助吸收式释能模式运行于吸收式蓄能模块的溶液浓度使其单独输出热量无法满足用户侧需求时，控制第一供热端口、换热气路和第三循环支路上的控制阀门开启，并根据用热需求开启或关闭不同溶液灌上控制阀门，第二换热器与第三循环支路连通，其他阀门关闭，第一供热端口使用的第一热媒泵、溶液泵和制冷剂泵开启；
...【技术特征摘要】
1.一种吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，包括采集太阳能作为主要驱动热源的太阳能集热模块，通过第一循环支路与太阳能集热模块连通实现吸收蓄能的吸收式蓄能模块，以及通过第二循环支路与太阳能集热模块连通实现相变蓄能的相变蓄能模块，其中，相变蓄能模块通过辅助换热气路与吸收式蓄能模块连接实现回收蓄能，第一循环支路上设有第一供热端口，第二循环支路上设有第二供热端口；
2.根据权利要求1所述的吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，所述太阳能集热模块采用太阳能集热器进行太阳能采集，第一循环支路上设有第一热媒泵，第二循环支路上设有第二热媒泵。
3.根据权利要求1所述的吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，所述相变蓄能模块包括内部填充相变材料的相变换热器，以及安装于相变换热器上的电辅助加热器，所述相变换热器整体套置于辅助换热气路上，并通过内部设置的换热管路与第二循环支路连通。
4.根据权利要求1所述的吸收-相变复合蓄能装置，其特征在于，所述相变蓄能模块和第二换热器之间还设置有第三循环支路，第三循环支路设置有控制阀门。
5.如权利要求1-4任一项所述的吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，其特征在于，包括吸收式蓄能-相变热回收模式、吸收式蓄能模式、相变蓄能模式、多档调节型吸收式释能模式、相变释能模式和相变辅助吸收式释能模式，其中，
6.根据权利要求5所述的吸收-相变复合蓄能装置的运行方法，其特征在于，所述吸收式蓄能模式运行于太阳能辐射强度正好能驱动吸收式蓄能模块时，控制第一循环支路和换热气路上的控制阀门开启，并根据蓄能需求开启或关...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，丁志雄，隋云任，
申请(专利权)人：香港城市大学成都研究院，
类型：发明
国别省市：
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