无流体切换阀门的二级气固反应热变温器系统技术方案

一种热力工程技术领域的无流体切换阀门的二级气固反应热变温器系统，包括：第一低温反应腔室、第二低温反应腔室、中温反应腔室、高温反应腔室、低温换热器、中温换热器、高温换热器、第一回热器、第二回热器、换热器支架、第一腔室导轨、第二腔室导轨、移动导轨、第一气体阀门和第二气体阀门，在系统运行过程中，利用移动导轨控制各反应腔室的位置和加热与冷却状态。本发明专利技术避免了采用流体切换阀门控制各腔室的加热与冷却状态，提高了系统运行的可靠性，增加了系统的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种热力工程
的系统，具体是一种无流体切换阀门的二级气固反应热变温器系统。
技术介绍
随着人们对节约能源和保护环境的认识加深以及新能源的开发和利用；变温器系统作为一种余热/低品位热源的有效利用方式开始被关注，它可以实现热源的温度提升，从而使其获得更广泛的应用和更大的价值。和单级热变温器系统相比，二级系统能够实现更大的温度提升，从而使系统的经济性得到进一步的提升；但是，和单级系统相比，二级系统的结构更为复杂，部件增多，从而使得系统的运行可靠性降低；尤其是在系统运行过程中，反应腔室需要交替的进行加热和冷却，通常利用流体切换阀门控制加热和冷却流体在反应腔室的流动；在需要加热的阶段，利用阀门切换高温流体；在需要冷却的阶段，禾U用阀门切换低温流体；如此往复，维持系统运行。除温度提升以外，COP和功率是系统性能的两个重要指标；为提高系统性能，通常需要减短系统的循环时间；从而要求流体切换阀门更加频繁的动作，导致阀门的寿命减短，系统运行可靠性降低。经对现有技术的文献检索发现，Suda Seijirau等在《Journal ofLess-Common Metals》(稀有金属学报)(1991第172巻1092-1110)上发表的(Development of double stage heat pump) (二级热泵系统的开发)，以及A. Iselhorst等在《Journal of Alloys and Compounds》(合金和复合材料学报)(1995第231巻888-894)上发表的(Two-stage metal hydride heattransformer laboratory model) (二级氢热变温器系统的实验室模型)，两篇文章均提出了利用三种反应盐构建二级系统，并对系统的运行过程进行描述和分析，但其不足都在于系统利用换热流体切换阀门控制各反应腔室的加热/冷却状态，在实际的使用过程中，由于阔门寿命和频繁切换导致系统运行的可靠性下降。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术的不足，提出了一种无流体切换阀门的二级气固反应热变温器系统，本专利技术可以在无流体切换阀门的条件下，实现反应腔室的冷热交替控制，使得系统运行的可靠性得到提高。本专利技术是通过以下的技术方案来实现的，本专利技术包括第一低温反应腔室、第二低温反应腔室、中温反应腔室、高温反应腔室、低温换热器、中温换热器、高温换热器、第一回热器、第二回热器、换热器支架、第一气体阔门和第二气体阀门、第一腔室导轨、第二腔室导轨、移动导轨，其中第一腔室导轨上连接有第一低温反应腔室和中温反应腔室，第一低温反应腔室和中温反应腔室之间设有第一气体阀门；第二腔室导轨上连接有第二低温反应腔室和高温反应腔室，第二低温反应腔室和高温反应腔室之间设有第二气体阀门；第一低温反应腔室、第二低温反应腔室、中温反应腔室、高温反应腔室均和移动导轨固定相连，第一低温反应腔室和中温反应腔室通过移动导轨的牵引在第一腔室导轨上滑动，且第一低温反应腔室依次与中温换热器、第一回热器、低温换热器接触，同时中温反应腔室依次与第二回热器、中温换热器接触；第二低温反应腔室和高温反应腔室通过移动导轨的牵引在第二腔室导轨上滑动，且第二低温反应腔室依次与低温换热器、第一回热器、中温换热器接触，同时高温反应腔室依次和第二回热器、高温换热器接触；低温换热器、第一回热器、中温换热器、高温换热器和第二回热器依次设置于换热器支架上。所述的低温、中温、高温是指在同一环境中温度相对的高中低。所述低温换热器、中温换热器和高温换热器中均有换热流体，第一回热器和第二回热器中没有换热流体。所述第一低温反应腔室和第二低温反应腔室中填充低温反应盐，中温反应腔室中填充中温反应盐，高温反应腔室中填充高温反应盐，在四个反应腔室中充注相同的反应气体。所述换热流体为H20、导热油、空气中的其中之一。所述反应气体为NH" CH30H中的其中之一。所述低温反应盐为SrCl2、 CaCl2、 MnCl2、 BaCL中的其中之一。所述中温反应盐为PbCl2、 MnCl2、 FeCl2、 ZnCl2中的其中之一。5所述高温反应盐为CuCl2、 FeCl2、 NiCl2、 MgCl2中的其中之一。本专利技术的二级气固反应热变温器系统能够间断性输出高温热量，其系统操作过程具体如下第一步，维持第一气体阀门和第二气体阀门关闭；利用移动导轨控制各反应腔室的位置第一低温反应腔室和中温换热器接触，第二低温反应腔室和低温换热器接触，中温反应腔室、高温反应腔室和第二回热器接触；第二步，维持各反应腔室的位置，开启第一气体阀门和第二气体阀门，此时，第一低温反应腔室的低温反应盐受热分解，中温反应腔室的中温反应盐合成放热，利用第二回热器将中温反应腔室的热量传递给高温反应腔室，高温反应腔室的高温反应盐受热分解，第二低温反应腔室的低温反应盐合成放热；第三步，关闭第一气体阀门和第二气体阀门，利用移动导轨控制各反应腔室的位置第一低温反应腔室、第二低温反应腔室均和第一回热器接触，此时，第一低温反应腔室被冷却，第二低温反应腔室被加热；第四步，维持第一气体阀门和第二气体阀门关闭；利用移动导轨控制各反应腔室的位置第一低温反应腔室和低温换热器接触，第二低温反应腔室、中温反应腔室和中温换热器接触，高温反应腔室和高温换热器接触；第五步，维持各反应腔室的位置，开启第一气体阀门和第二气体阀门，高温热量由高温换热器输出，此时，第一低温反应腔室的低温反应盐合成放热，中温反应腔室的中温反应盐受热分解，第二低温反应腔室的低温反应盐受热分解，高温反应腔室的高温反应盐合成放热；第六步，关闭第一气体阀门和第二气体阀门，利用移动导轨控制各反应腔室的位置第一低温反应腔室、第二低温反应腔室和第一回热器接触，此时，第一低温反应腔室被加热，第二低温反应腔室被冷却。本专利技术利用移动导轨控制各反应腔室的位置，实现反应腔室的交替加热和冷却，避免了采用流体切换阀门的频繁动作；在系统循环周期縮短时，稳定和提高系统的运行可靠性。附图说明图l为本专利技术的工作原理图。图2为本专利技术操作过程中系统状态6其中图(a)是本专利技术操作过程第一、第二步的系统状态图；图(b)是本 专利技术操作过程第三、第六步的系统状态图；图(c)是本专利技术操作过程第四、第 五步的系统状态图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护 范围不限于下述的实施例。实施例一如图2所示，本实施例包括第一低温反应腔室l、第二低温反应腔室2、 中温反应腔室3、高温反应腔室4、低温换热器5、中温换热器6、高温换热器7、 第一回热器8、第二回热器9、换热器支架IO、第一腔室导轨ll、第二腔室导轨 12、移动导轨13、第一气体阀门14、第二气体阀门15，其中第一腔室导轨ll 上连接有第一低温反应腔室1和中温反应腔室3，第一低温反应腔室1和中温反 应腔室3之间设有第一气体阀门14;第二腔室导轨12上连接有第二低温反应腔 室2和高温反应腔室4，第二低温反应腔室2和高温反应腔室4之间设有第二气 体阀门15;第一低温反应腔室l、第二低温反应腔室2、中温反应腔室3、高温 反应腔室4均和移动导轨13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无流体切换阀门的二级气固反应热变温器系统，包括：第一低温反应腔室、第二低温反应腔室、中温反应腔室、高温反应腔室、低温换热器、中温换热器、高温换热器、第一回热器、第二回热器、换热器支架、第一气体阀门和第二气体阀门，其特征在于，还包括：第一腔室导轨、第二腔室导轨、移动导轨，其中：第一腔室导轨上连接有第一低温反应腔室和中温反应腔室，第一低温反应腔室和中温反应腔室之间设有第一气体阀门；第二腔室导轨上连接有第二低温反应腔室和高温反应腔室，第二低温反应腔室和高温反应腔室之间设有第二气体阀门；第一低温反应腔室、第二低温反应腔室、中温反应腔室、高温反应腔室均和移动导轨固定相连，第一低温反应腔室和中温反应腔室通过移动导轨的牵引在第一腔室导轨上滑动，且第一低温反应腔室依次与中温换热器、第一回热器、低温换热器接触，同时中温反应腔室依次与第二回热器、中温换热器接触；第二低温反应腔室和高温反应腔室通过移动导轨的牵引在第二腔室导轨上滑动，且第二低温反应腔室依次与低温换热器、第一回热器、中温换热器接触，同时高温反应腔室依次和第二回热器、高温换热器接触；低温换热器、第一回热器、中温换热器、高温换热器和第二回热器依次设置于换热器支架上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪城，张鹏，王如竹，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]