【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑采暖，具体涉及一种热输出稳定的梯级吸湿储热供热系统及控制方法。
技术介绍
1、
2、储热技术包括显热储热、相变储热和吸附储热。相比显热和相变储热技术，吸附储热技术具有储热密度高、存储热损失小，且其特征储/放热温度(80-120℃/35-55℃和储/放热时长(3-5小时/8-12小时)与热源温度和时段、用户需求供热温度和时间有良好匹配。开式吸湿储热系统利用吸湿剂直接从空气中吸湿产热，可直接调节室内温湿度且环境友好；利用太阳能或低谷电力实现吸湿剂的解吸再生，可实现节能减排。此外，开式吸湿储热系统结构简单、成本低廉、安装、运行和维护成本均较低。当前采用的单级开式吸湿储热系统在运行时存在的技术难题包括：(1)热输出不稳定，供热温度和功率波动较大，降低用户热舒适性；(2)吸热解吸过程中的热量有效利用效率较低。
3、目前的吸附储热系统未能同时解决热输出稳定性和能量利用效率的技术问题，例如，授权公告号为cn108151126b的专利技术专利，公开了一种用于建筑供暖的热化学吸附储热系统，提出了包括冷风风机、加湿器、加热器、吸附床和新风风机的系统设计，并未涉及到热输出稳定性的调控；授权公告号为cn113028871b的专利技术专利，提供了一种开式吸附储热系统及控制方法，包括加热管路组件、加湿管路组件、吸附床组件以及出口管路组件，通过设置依次连接的两个吸附床设置回收吸湿盐以及吸附转轮和活动隔板组合调节，在增强储热密度的同时，避免了吸湿盐的污染问题，实现了放热输出的稳定性；该专利提出的热输出稳定性调节方法需要
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种调节方式简单可靠、可实现热输出稳定且热利用效率高的开式梯级吸湿储热供热系统及其控制方法。
2、本专利技术为了实现其目的，采用的技术方案是：
3、一种热输出稳定的梯级吸湿储热供热系统，包括进口风道、风机、第一开关阀、第二开关阀、加热器、加湿器、多级吸附储/放热单元和出口风道；
4、所述进口风道与所述风机的入口端连接，用于将空气接入风机中，风机的出口通过管道与所述第一开关阀、第二开关阀并联，第一开关阀与所述加热器通过管道连接，第二开关阀与所述加湿器通过管道连接；
5、所述多级吸附储/放热单元包括第一级吸附储/放热单元至第n级吸附储/放热单元，n≥2；每一级吸附储/放热单元包括一个吸附反应床、并联入口风道、温控阀和温度传感器，所述并联入口风道连接所述加热器和加湿器的出口端与所述吸附反应床的入口端，多级吸附反应床之间则通过管道依次串联，所述温控阀设置在并联入口风道上，所述温度传感器设置在吸附反应床的出口处，且与温控阀电连接，用于采集吸附反应床的出口温度信号并反馈给温控阀进而控制温控阀的开闭工作；最后一级吸附反应床的出口端与建筑内部通过所述出口风道连接；多级吸附反应床上设置的吸附材料的再生温度沿气流运动方向从高到低依次递减，且吸湿放热温度沿气流运动方向从低到高依次递增。
6、优选地，所述进口风道与建筑室内连接，用于将室内空气接入风机中。
7、优选地，所述加热器和加湿器的出口端连接的管道汇总为一根管道后与各级并联入口风道并联。
8、优选地，所述加热器为电加热器或者太阳能集热器。
9、优选地，第一级吸附反应床至第n-1级吸附反应床的吸附材料选自吸湿盐、复合吸附剂和多孔物理吸附剂，且相较于第n级吸附反应床的吸附材料具有更大的储热密度；
10、第n级吸附反应床的吸附材料选自吸湿盐和多孔物理吸附剂，且相较于其它级吸附反应床的吸附材料具有中高吸湿能力。
11、优选地，所述复合吸附剂由吸湿盐和多孔基质材料复合制备得到，所述多孔基质材料包括多孔物理吸附剂；
12、所述吸湿盐包括氯化锂、溴化锂、碳酸钾、一水溴化锶、两水氯化钙；
13、所述多孔物理吸附剂包括硅胶、沸石、活性氧化铝、膨胀蛭石、活性炭。
14、优选地，所述多级吸附储/放热单元为两级吸附储/放热单元，第一级吸附反应床的吸附材料为活性氧化铝/氯化锂复合吸附剂，第二级吸附反应床的吸附材料是一水溴化锶。
15、优选地，各级吸附反应床均采用堆积床的结构形式。
16、上述任一项所述的梯级吸湿储热供热系统的工作控制方法，包括如下步骤：
17、s1、设置各级温控阀的控制温度：根据建筑室内的温度需要设置各级温控阀的开、关控制温度；
18、s2、确定系统的工作模式：所述系统包括吸热解吸和吸湿放热两个工作模式，交替运行；
19、在需要对室内进行供热时打开加湿器、关闭加热器，此时系统进入吸湿放热工作模式，经过加湿器加湿后的空气进入吸附反应床中，各级吸附反应床对应的温度传感器将吸附反应床出口的温度传输给对应的温控阀，当温度低于设定的供热温度时，则该级温控阀关闭，加湿器出口的空气直接流入下一级吸附反应床；当最后一级吸附反应床对应的温控阀也关闭时，则整个吸湿放热工作过程结束，系统需要进入吸热解吸工作模式；
20、当选择吸热解吸工作模式时，打开加热器、关闭加湿器，经过加热器加热后的空气进入吸附反应床中，各级吸附反应床对应的温度传感器将吸附反应床出口的温度传输给对应的温控阀，当温度等于该级吸附反应床的吸附材料的再生温度时，表明吸附材料的再生过程已完成，则该级温控阀关闭，加热器出口的空气直接流入下一级吸附反应床；当最后一级吸附反应床对应的温控阀也关闭时，则整个吸热解吸工作过程结束，系统准备好进入吸湿放热工作模式对建筑进行供热。
21、本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术提供的吸湿储热供热系统，高效存储太阳能或低谷电力，并直接从环境空气吸湿产热，是一种新型的清洁供热技术。本专利技术使用的多级吸附反应床串联耦合的系统设计方法，直接利用不同类型吸湿材料的差异化吸/脱湿反应特性和梯级再生温度来同时实现热输出稳定性调控和对解吸热量的梯级利用，能够显著延长有效供热时间，大幅提高太阳能或低谷电力的利用效率，能够满足建筑供热的热舒适性需求。本专利技术提出的利用各级吸附反应床的出口温度来反馈独立控制各级吸附反应床的工作过程结束时间，能够进一步提高储/放热效率并降低风机能耗，优化整个系统的运行性能。本专利技术系统具有的突出优点如下：
23、1.本专利技术提出的多级吸湿材料串联耦合的吸附反应器设计方法，无需采用额外的调控部件，直接利用多种吸湿材料的差异化吸湿放热特性来实现热输出稳定性调控，不增加系统结构复杂性且不产生额外能耗，能够满足建筑供热的热舒适性需求；
24、2.本专利技术采用的多级吸湿材料的吸湿放热温度沿气流方向从低到高依次递增，可以延长有效供热时长，提高放热温度品位，提高有效供热热量；
25、3.采用的多级吸湿材料的解吸再生温度沿气流方向从高到低依次递减，能够实现对输入的解吸热量的梯级利用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热输出稳定的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：包括进口风道(1)、风机(2)、第一开关阀(3)、第二开关阀(4)、加热器(5)、加湿器(6)、多级吸附储/放热单元和出口风道(13)；
2.根据权利要求1所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：所述进口风道(1)与建筑室内连接，用于将室内空气接入风机(2)中。
3.根据权利要求1所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：所述加热器(5)和加湿器(6)的出口端连接的管道汇总为一根管道后与各级并联入口风道并联。
4.根据权利要求1所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：所述加热器(5)为电加热器或者太阳能集热器。
5.根据权利要求1所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：所述多级吸附储/放热单元为两级吸附储/放热单元，第一级吸附反应床的吸附材料为活性氧化铝/氯化锂复合吸附剂，第二级吸附反应床的吸附材料是一水溴化锶。
8.根据权利要
9.权利要求1至8任一项所述的梯级吸湿储热供热系统的工作控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种热输出稳定的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：包括进口风道(1)、风机(2)、第一开关阀(3)、第二开关阀(4)、加热器(5)、加湿器(6)、多级吸附储/放热单元和出口风道(13)；
2.根据权利要求1所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：所述进口风道(1)与建筑室内连接，用于将室内空气接入风机(2)中。
3.根据权利要求1所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：所述加热器(5)和加湿器(6)的出口端连接的管道汇总为一根管道后与各级并联入口风道并联。
4.根据权利要求1所述的梯级吸湿储热供热系统，其特征在于：所述加热器(5)为电加热器或者太...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳楠，王腾，吴子豪，唐雨豪，陈颖，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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