一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应热泵系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应热泵系统，该系统包括太阳能集热器(1)、热水箱(7)、吸收-热化学热泵机组(37)、蒸发器(55)、供热箱(61)及采暖管(65)，所述的吸收-热化学热泵机组包括左吸附床(30)、左冷凝器(32)、左蒸发器(35)、右吸附床(31)、右冷凝器(34)及右蒸发器(36)，循环过程包括吸湿盐的吸收、结晶以及热化学反应。与现有技术相比，本发明专利技术既可以实现连续供热，也可以实现内置式储能，需要供热时才供热，不需要添加外置辅助储能装置就能实现内置式储能与供热：在储能过程中，工质盐和制冷剂互相隔离，几乎无损失。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应热泵系统
本专利技术属于太阳能应用
，涉及一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应泵 系统。
技术介绍
我国是太阳能资源十分丰富的国家，三分之二的国土面积年日照量在2200小时 以上，年辐射总量大约在每年3340-8360MJ/m 2,相当于110-250kg标准煤/m2。 然而，太阳能存在其自身固有缺点。例如，太阳能的强度较弱，地面获得的能量密 度较低，往往不能直接得到应用。如果需要获得较高的能量密度，则必须采用高聚焦比的集 热器。另外，太阳能不稳定，它不仅随昼夜、季节、维度和海拔影响，还受到天气的影响。因 此，为了使太阳能能够成为一个连续稳定的能源，太阳能储存是必不可少的关键性措施。 传统储能技术为显热储能和潜热储能。显热储能技术相对成熟，但其储能密度较 低，同时显热储能系统在释能过程中，存在温度波动较大的问题。潜热储能材料在相变过程 中会产生过冷、分层、衰减等问题。同时，常规显热或潜热储能方式由于与环境的温差而不 可避免地存在一定的热量损失。在吸收/吸附储能系统中，只要控制反应物不接触，吸收/ 吸附反应就不会发生，所以能量储存时间长，由温差引起的热损失很小。近些年来，以吸收/ 吸附储能为代表的储能技术引起众多学者的关注。利用LiBr溶液的浓度差势能进行储能， 但LiBr · H20储能系统会有结晶问题，结晶体会堵塞溶液泵，所以吸收盐的浓度范围会受到 限制。 太阳能热泵方面的研究，已经有很多科研人员进行了研究。 申请号为201310354980. 0的中国专利技术专利，公开了一种分体式平板太阳能热泵 采暖器及其控制方法，包括：室外机和室内机，室外机包括由平板太阳能集热板中的集热 板芯和热泵的蒸发器一体形成的管翼式集热蒸发器、太阳能热泵压缩机、热力膨胀阀、储液 器、干燥过滤器以及电磁阀，室内机包括由热泵的冷凝器制成的管翅式冷凝器、循环风机、 辅助热泵和控制器，平板太阳能热泵采暖器的运行通过控制器控制压缩机、热力膨胀阀及 电磁阀实现。通过上述方式，该专利中分体式平板太阳能热泵采暖器及其控制方法能够实 现太阳能的光热转换与热能传输，相对于太阳能热水采暖系统效率大大提高，解决了防冻 问题，并实现了全天候供暖，整个过程采用全自动控制，操作简单、安全可靠。但该专利技术使用 的电驱动压缩机，需要消耗电能，不利于节约能源。 申请号为201310538329.9的中国专利技术专利，公开了一种复合能源热泵式节能型 户式中央空调及其控制方法，该户式中央空调包括：并联设置的太阳能热泵单元、空气源热 泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元；所述太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热 泵单元和电加热热泵单元共用一个压缩机以及一个负载末端冷凝蒸发器，且皆受控于自动 控制单元。该专利中复合能源热泵式节能型户式中央空调，采用太阳能能源、空气冷热源、 地埋管地源热源以及电力热源互补和蓄能，实现了多元化资源的相互补偿及综合利用，制 冷时储存热量，制热时储存冷量，最大化地节省了电能等消耗型能源的使用，实现了能源的 综合利用，保障了户式中央空调系统的正常经济运行。但该专利所述的系统过于复杂，使用 了四套热泵系统，不利于系统控制，同时增加了投资成本。 申请号为201110388936. 2的中国专利技术专利，公开了一种基于直膨式太阳能热泵 的液化石油气气化系统及其应用，该系统包括直膨式太阳能热泵、蓄热水箱、热水循环泵、 气化器和液化石油气钢瓶组等，液化石油气液相管线分别连接气化器的液相输入端和液化 石油气钢瓶组的液相出口，所述气化器的热水输入端通过供水管线与蓄热水箱的热水输出 端连接；气化器的热水输出端通过回水管线连接蓄热水箱的热水输入端；气化器的气相输 出端通过气相管线与供气管网相连。该专利充分利用太阳能替代常规能源加热气化液化石 油气，节能环保，具有良好的经济和社会效益。整个系统结构合理，使用方便，能够长期高效 稳定地气化液化石油气，满足用户的用气需求。但该专利中使用电压缩式热泵机组，消耗电 能，不利于节约能源。 申请号为201310215743.6的中国专利技术专利，公开了一种空气源热泵辅助太阳能 集成采暖制冷供热系统，包括：供暖制冷支路、回水支路、空气源热泵支路；供暖制冷支路 包括太阳能集热器以及从太阳能集热器出水口起依次连接的第一电磁阀、太阳能热泵、第 一截止阀、第二截止阀、电加热器；回水支路包括从太阳能集热器进水口起依次连接的第一 逆止阀、第三截止阀、太阳能循环泵、第二电磁阀、第二逆止阀、循环泵；空气源热泵支路包 括空气源热泵和截止阀，在空气源热泵上联有热泵控制器和室内温控器。当夏天来临时，空 气源热泵室内温控器提供信号输出，空气源热泵开始工作，冷气会用循环泵通过管路传送 至室内，达到制冷效果。但该专利系统中，使用多路电磁阀控制，系统过于复杂，同时，使用 电驱动压缩式热泵，消耗电能。 申请号为201210157307. 3的中国专利技术专利，公开了一种用于太阳能热泵热水系 统的集热器的吸热芯、一种裸板式集热器、一种带有玻璃盖板的集热器以及一种直膨式太 阳能热泵热水系统。裸板式集热器和带有玻璃盖板的集热器通过电磁阀和制冷剂铜管相连 接，根据不同的外界条件通过PLC控制电磁阀的开启、关闭以实现裸板式集热器和带有玻 璃盖板的集热器的单独运行和串联运行。经蒸发、压缩后的制冷剂气体进入板式换热器与 循环水进行逆流换热，热水温度通过温度传感器反馈给控制器，通过控制器控制压缩机和 水泵的启停。但该系统使用电压缩机，系统运行时消耗大量电力，未能充分利用太阳能。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太阳能驱动高 效吸湿-热化学反应热泵系统。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现： 一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应热泵系统，该系统包括太阳能集热器、热 水箱、吸收-热化学热泵机组、蒸发器、供热箱及采暖管，所述的吸收-热化学热泵机组包括 左吸附床、左冷凝器、左蒸发器、右吸附床、右冷凝器及右蒸发器，所述的太阳能集热器、热 水箱与吸收-热化学热泵机组中的左吸附床通过管路组成循环线路A，所述的蒸发器分别 与吸收-热化学热泵机组中的左蒸发器、右蒸发器通过管路组成循环线路B和循环线路C， 所述的供热箱与吸收-热化学热泵机组中的左冷凝器、右冷凝器及右吸附床通过管路共同 组成循环线路D，所述的供热箱与采暖管通过管路组成循环线路E。 在所述的吸收-热化学热泵机组中，所述左吸附床的左上方设有左进水管，右上 方设有左出水管，所述右吸附床的右上方设有右进水管，左上方设有右出水管，所述的左吸 附床和右吸附床均设置在吸收-热化学热泵机组的腔体内，所述的左吸附床正下方依次设 有左冷凝器和左蒸发器，所述的右吸附床正下方依次设有右冷凝器和右蒸发器。 所述的太阳能集热器包括热水出口管和太阳能集热器进口管，所述的热水出口管 设置在太阳能集热器的顶部，并和热水箱进口管相连，太阳能集热器进口管设置在太阳能 集热器的底部，并和热水箱出口管相连。 所述的供热箱包括出水管j和回水管c'，所述的出水管j从供热箱的底部水槽接 出，所述的回水管C'设置在供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能驱动高效吸湿‑热化学反应热泵系统，其特征在于，该系统包括太阳能集热器(1)、热水箱(7)、吸收‑热化学热泵机组(37)、蒸发器(55)、供热箱(61)及采暖管(65)，所述的吸收‑热化学热泵机组包括左吸附床(30)、左冷凝器(32)、左蒸发器(35)、右吸附床(31)、右冷凝器(34)及右蒸发器(36)，所述的太阳能集热器(1)、热水箱(7)与吸收‑热化学热泵机组(37)中的左吸附床(30)通过管路组成循环线路A，所述的蒸发器(55)分别与吸收‑热化学热泵机组(37)中的左蒸发器(35)、右蒸发器(36)通过管路组成循环线路B和循环线路C，所述的供热箱(61)与吸收‑热化学热泵机组(37)中的左冷凝器(32)、右冷凝器(34)及右吸附床(31)通过管路共同组成循环线路D，所述的供热箱(61)与采暖管(65)通过管路组成循环线路E。

【技术特征摘要】
1. 一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应热泵系统，其特征在于，该系统包括太阳能 集热器（1)、热水箱（7)、吸收-热化学热泵机组（37)、蒸发器（55)、供热箱（61)及采暖管 (65)，所述的吸收-热化学热泵机组包括左吸附床（30)、左冷凝器（32)、左蒸发器（35)、 右吸附床（31)、右冷凝器（34)及右蒸发器（36)，所述的太阳能集热器（1)、热水箱（7)与 吸收-热化学热泵机组（37)中的左吸附床（30)通过管路组成循环线路A，所述的蒸发器 (55)分别与吸收-热化学热泵机组（37)中的左蒸发器（35)、右蒸发器（36)通过管路组成 循环线路B和循环线路C，所述的供热箱（61)与吸收-热化学热泵机组（37)中的左冷凝器 (32)、右冷凝器（34)及右吸附床（31)通过管路共同组成循环线路D，所述的供热箱（61)与 采暖管（65)通过管路组成循环线路E。2. 根据权利要求1所述的一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应热泵系统，其特征在 于，在所述的吸收-热化学热泵机组（37)中，所述左吸附床（30)的左上方设有左进水管 (26)，右上方设有左出水管（27)，所述右吸附床（31)的右上方设有右进水管（29)，左上方 设有右出水管（28)，所述的左吸附床（30)和右吸附床（31)均设置在吸收-热化学热泵机 组（37)的腔体内，所述的左吸附床（30)正下方依次设有左冷凝器（32)和左蒸发器（35)， 所述的右吸附床（31)正下方依次设有右冷凝器（34)和右蒸发器（36)。3. 根据权利要求1或2所述的一种太阳能驱动高效吸湿-热化学反应热泵系统，其 特征在于，所述的循环线路A各部分连接方式为所述的太阳能集热器（1)通过热水出口管 (2)、热水箱进口管（4)连接至热水箱（7)，所述热水箱（7)通过热水箱出水管（9)、热水泵 a'（10)和进水管e(12)连接至四通阀j (15)，所述四通阀j (15)通过出水管g(13)、进水管 e'（21)连接至四通阀m(25)，并由出水管g'（22)、左进水管（26)连接至左吸附床（30)， 所述左吸附床（30)通过左出水管（27)、进水管e'（17)连接至四通阀k(20)，所述四通阀 k(20)通过出水管g'（16)、回水管b（14)连接至四通阀j(15)，并由回水管连接至热水箱 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆紫生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31