基于固-氣熱化學吸附原理的多模式制冷及低品位熱能復合變溫儲能特性研究.pdf

1、我國低品位熱能資源非常豐富,因能源利用效率較低,大量的低品位熱能資源(余熱/廢熱/可再生能源)沒有得到合理利用而被直接排放到環(huán)境中,造成極大地能源浪費,高效回收利用這些廣泛的低品位能源是解決我國能源問題的一個重要途徑。本文針對低品位熱能利用中面臨的基礎(chǔ)問題,采用固-氣熱化學吸附技術(shù)開展了低品位熱能制冷技術(shù)、能量儲存技術(shù)及能量品位提升技術(shù)等三個方面的課題研究,具體如下:
　　 (1)開展了固-氣熱化學吸附制冷系統(tǒng)的目標導向新型變壓

2、解吸特性研究。針對熱化學吸附制冷系統(tǒng)所需驅(qū)動熱源溫度較高限制其廣泛應(yīng)用的問題,提出了一種旨在降低熱化學吸附制冷驅(qū)動熱源溫度的目標導向變壓解吸新方法,進行了熱化學變壓解吸降溫理論的深入研究。實驗研究發(fā)現(xiàn):相對傳統(tǒng)解吸技術(shù),該新型變壓解吸技術(shù)具有目標導向降溫調(diào)控的顯著優(yōu)點,不僅可有效降低熱化學吸附制冷的外界驅(qū)動熱源溫度,且降溫幅度可通過不同熱力學平衡特性的輔助反應(yīng)鹽進行調(diào)節(jié);該方法對各種熱化學吸附制冷循環(huán)都具有很好的適應(yīng)性,實現(xiàn)了以外界驅(qū)動

3、熱源溫度品位為目標導向的變壓解吸再生,拓展了吸附制冷技術(shù)在熱源溫度較低場合的應(yīng)用。
　　 (2)開展了基于能量梯級利用的多模式太陽能熱化學吸附制冷研究。針對太陽能輻射強度變化導致集熱溫度隨時間變化的特點,提出了采用基于能量梯級利用的多模式熱化學吸附制冷技術(shù)來實現(xiàn)不同輻射強度下不同溫級太陽能集熱的分時高效利用方法。研究表明:采用雙重熱化學吸附制冷、二級熱化學吸附制冷及雙效熱化學吸附制冷等先進制冷循環(huán)技術(shù)可有效提高太陽能制冷效率和拓

4、展制冷溫度范圍;相對傳統(tǒng)太陽能制冷技術(shù),多模式熱化學吸附制冷可以根據(jù)外界太陽能集熱溫度的高低進行制冷模式的轉(zhuǎn)換,可有效擴大太陽能制冷溫度范圍。
　　 (3)開展了基于熱化學變壓解吸及變溫吸附原理的低品位熱能復合變溫儲能特性研究。針對低品位熱能溫度較低限制其高效回收利用的基礎(chǔ)問題,提出了一種基于固-氣熱化學變壓解吸及變溫吸附原理的低品位熱能復合變溫儲能方法,涵蓋低品位熱能的能量品位提升、冷熱聯(lián)供及復合能量儲存為一體。研究表明:低品

5、位熱能的變溫儲能效率隨著升溫能力的增加而減小,采用熱化學變壓解吸儲能及變溫吸附供能技術(shù),可以實現(xiàn)以外界供熱溫度為目標導向的低品位熱能升溫能力及供能品位的調(diào)節(jié)和控制,該技術(shù)改變了傳統(tǒng)儲能技術(shù)輸出溫度無法調(diào)節(jié)的問題;采用MnCl2-CaCl2-NH3吸附儲能工質(zhì)對實現(xiàn)了低品位熱能從87℃到171℃的溫度提升,采用NiCl2-SrBr2-NH3吸附儲能工質(zhì)對實現(xiàn)了從130℃到282℃的溫度提升;相對傳統(tǒng)儲能方式,該新型儲能技術(shù)具有高效儲能、變