发明内容
[0003] 本发明提供一种全天运行三相蓄能与供热一体化供热系统,三相蓄能采用溴化锂-水溶液作为蓄能介质,三相蓄能技术克服了传统太阳能吸收式热泵溶液结晶带来的危险,还以汽液固三相的高蓄能密度实现蓄能系统对太阳能热泵的调荷作用。同时,系统实现全天运行,高效利用太阳能,白天利用三相蓄能系统的水储罐通过水蒸汽冷凝为液体放热实现供热;晚上利用吸收器释放吸收热实现供热。
[0004] 一种三相蓄能与供热一体化供热系统,其特征在于:应用如下一种三相蓄能兼供热系统,该系统包括槽式太阳集热器1、储油罐2、蓄能罐3、水储罐4、吸收器5、蒸发器6、节流阀7和土壤热交换器8,节流阀7位于水储罐4和蒸发器6之间,吸液器9位于蓄能罐3内部,蓄能罐3与吸收器5之间设置进行工况切换的第一阀门V1和第二阀门V2,第三溶液喷淋泵P3位于吸收器5与蓄能罐3之间。
[0005] 蓄能罐3中的换热器与槽式太阳能集热系统连成一个集热介质循环回路,包括槽式太阳能集热器1、储油罐2以及蓄能罐3中的换热器,蓄能罐3与吸收器5连成一个溶液循环回路,蓄能罐3中溴化锂浓溶液通过吸液器9经过第二阀门V2进入吸收器5,进入吸收器5的溴化锂浓溶液依靠第二溶液喷淋泵P2加压及第二溶液喷嘴12喷淋到换热器表面,在吸收器5中吸收来自蒸发器的水蒸汽,形成的溴化锂稀溶液经过第三溶液喷淋泵P3返回蓄能罐3中。
[0006] 蓄能罐3顶部通过管路与水储罐4连接,蓄能罐3中的溴化锂浓溶液通过吸液器9流入管路,经过第一阀门V1依靠第一溶液喷淋泵P1加压及第一溶液喷嘴10喷淋到换热器,溶液被加热浓缩,直到产生结晶,结晶物分布在三相蓄能罐3内,而加热所产生的制冷剂蒸汽进入水储罐4,水储罐4中生成的制冷剂水依靠第一液态制冷剂喷淋泵P4加压及第一液态制冷剂喷嘴11喷淋到换热器表面,水储罐4经过节流阀7连接到蒸发器6,蒸发器6中的换热器与土壤热交换器8连成一个载热介质循环回路,蒸发器6中的制冷剂水依靠第二液态制冷剂喷淋泵P5加压及第二液态制冷剂喷嘴13喷淋到换热器表面,产生水蒸汽。
[0007] 通过全天运行三相蓄能与供热一体化供热系统,采用吸收式制冷工质对溴化锂水溶液作为蓄能介质,白天供热时,槽式太阳能集热器1吸收太阳辐射,将光能转换为热能,集热介质通过换热器加热三相蓄能系统蓄能罐3内的溴化锂水溶液。三相蓄能系统白天工作时,打开第一阀门V1,关闭第二阀门V2,蓄能罐3内溴化锂水溶液经过第一溶液喷淋泵P1喷淋到换热器,产生的过热水蒸汽在水储罐4内凝结成水,冷凝热用于供热,同时,将制冷剂水储存在水储罐4中;夜间供热时,三相蓄能系统开启释能,打开第二阀门V2,关闭第一阀门V1,水储罐4中的制冷剂水进入蒸发器6,经换热器中的载热介质加热而蒸发成为水蒸汽,流入吸收器5中,此时,来自蓄能罐3的溴化锂浓溶液在吸收器5内吸收水蒸汽,吸收器5中吸收了水蒸气的溴化锂稀溶液返回蓄能罐3内,使得蓄能罐3内的溴化锂水溶液浓度不断下降。吸收器5中的吸收放热用于夜间供热。
[0008] 进一步,本系统蓄能是以汽液固三相态实现蓄能,槽式太阳能集热器集热介质箱出口端作为热源为三相蓄能罐提供热量,并以溴化锂水溶液化学势能形式储存在蓄能罐中。具体来讲,三相蓄能系统蓄能时,太阳能集热介质直接为三相蓄能罐提供热量,加热三相蓄能罐中的溴化锂水溶液,产生的水蒸汽进入水储罐,水蒸汽在水储罐中冷凝为液体放热用于白天供热,同时热量以溴化锂水溶液化学势能形式储存在蓄能罐中。三相蓄能系统开启释能时,水储罐中的液态水经节流装置降压后进入蒸发器,在蒸发器中受换热器内载热介质加热而汽化,水蒸汽进入吸收器,同时三相蓄能罐中的溴化锂浓溶液也流到吸收器,吸收来自蒸发器的水蒸汽,随后吸收器中被稀释后的溴化锂稀溶液又流回到三相蓄能罐中,吸收器中溶液吸收水蒸汽释放吸收热,产生的空调热水提供建筑供热。
[0009] 本发明的特征还在于:提供一种全天运行三相蓄能与供热一体化供热系统,一方面利用汽液固三相蓄能系统,蓄能能力增强,蓄能密度比气液两相蓄能方式明显提高;另一方面系统可以实现同步蓄能与供热,白天直接供热,晚上释能供热,系统全天运行,有效提高了太阳能利用率。
[0010] 系统白天运行时,太阳能集热介质直接为三相蓄能罐提供热量,加热三相蓄能罐中的溴化锂水溶液,产生的水蒸汽进入水储罐,水蒸汽在水储罐中冷凝为液体放热用于白天供热,同时三相蓄能罐内的溴化锂溶液浓度增大,热量以溴化锂水溶液化学势能形式储存在蓄能罐中,用于夜间供热,系统实现同步供热和蓄能。
[0011] 白天利用水储罐供热的同时蓄能,热量以蓄能介质溴化锂水溶液化学势能的方式储存在蓄能罐中;夜间利用释能以释放的吸收热实现供热。系统白天直接供热,晚上释能供热,系统全天运行,有效提高了太阳能利用率。系统利用土壤热作低温热源,进入蒸发器的制冷剂水,经土壤源热泵换热器中的载热介质加热而蒸发成为水蒸汽。太阳能和土壤源都属于可再生能源,充分利用了可再生能源。
[0012] 有益效果
[0013] 本发明专利提出一种三相蓄能与供热一体化供热系统,三相蓄能技术克服了传统太阳能吸收式热泵溶液结晶带来的危险,还以溴化锂水溶液汽液固三相的高蓄能密度实现蓄能系统对太阳能热泵的调荷作用,三相蓄能能力增强,蓄能密度比气液两相蓄能方式明显提高,50%的结晶率可使蓄能密度提高50%以上,换言之,50%的结晶率,蓄能装置的体积缩小一半以上,特别是,系统可以实现同步供热和蓄能,白天直接供热,晚上释能供热,系统全天运行,有效提高了太阳能利用率,利用土壤热作低温热源,充分利用了可再生能源,对保护和改善生态环境具有重要作用。