[发明专利]一种基于膜蒸馏技术的溶液蓄能装置及其方法

权利要求书

1.一种基于膜蒸馏技术的溶液蓄能装置，包括稀溶液储液器(15)和浓溶液储液器(12)，其特征在于：稀溶液储液器(15)底部的循环溶液出口通过管道与第三截止阀(16)的进口连接，第三截止阀(16)的出口与稀溶液经循环泵(17)的进口相连，稀溶液经循环泵(17)的出口与溶液加热装置(18)的溶液进口连接，溶液加热装置(18)的溶液出口与膜蒸馏组件(1)的进口连接，膜蒸馏组件(1)的溶液出口与稀溶液储液器(15)上部的料液进口连接；膜蒸馏组件(1)的水蒸气出口与冷凝器(2)的水蒸气进口连接，冷凝器(2)的液态水出口与制冷剂储液器(3)上部的进口连接，制冷剂储液器(3)下部的出口与流量调节阀(4)的进口连接，流量调节阀(4)的出口与膨胀阀(5)的进口连接，膨胀阀(5)的出口与蒸发器(6)的液体进口连接，蒸发器(6)的气态出口与吸收器(9)的气体进口连接，吸收器(9)的稀溶液出口与第一截止阀(10)的进口连接，第一截止阀(10)的出口与稀溶液泵(11)的进口连接，稀溶液泵(11)的出口与溶液热交换器(13)的冷侧进口连接，溶液热交换器(13)的冷侧出口与稀溶液储液器(15)侧面的料液进口连接；稀溶液储液器(15)底部的浓溶液出口与第二截止阀(14)的进口连接，第二截止阀(14)的出口与溶液热交换器(13)的热侧进口连接，溶液热交换器(13)的热侧出口与浓溶液储液器(12)顶部的料液进口连接，浓溶液储液器(12)底部的出口与流量调节阀(19)的进口连接，流量调节阀(19)的出口与吸收器(9)的浓溶液进口连接。

2.根据权利要求1所述的溶液蓄能装置，其特征在于：所述的蒸发器(6)上设置了蒸发器再循环泵(7)。

3.根据权利要求1所述的溶液蓄能装置，其特征在于：所述的吸收器(9)上设置了吸收器再循环泵(8)。

4.根据权利要求1所述的溶液蓄能装置，其特征在于：所述的膜蒸馏组件(1)所用的膜材料是膜表面经过疏水性增强处理的膜材料。

5.根据权利要求1或4所述的溶液蓄能装置，其特征在于：所述的膜蒸馏组件(1)所用的膜材料是聚乙烯(PE)膜材料、聚丙烯(PP)膜材料、聚四氟乙烯(PTFE)膜材料或聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料。

6.根据权利要求1所述的溶液蓄能装置，其特征在于：所述的膜蒸馏组件(1)的结构形式为板框式、螺旋卷式、圆管式、中空纤维式或毛细管式。

7.根据权利要求1所述的溶液蓄能装置，其特征还在于：所述的膜蒸馏组件(1)可以通过串联或并联的方式进行组合实现系统处理规模的扩展。

8.一种基于膜蒸馏技术的溶液蓄能方法，其特征在于：以稀溶液储液器(15)、浓溶液储液器(12)和制冷剂储液器(3)作为能量转换过程的存储或释放部件，包含蓄能过程和释能过程两个阶段，在蓄能阶段，利用膜蒸馏组件(1)对溴化锂稀溶液的浓缩分离特性将热能转换为工作溶液的浓度潜能和制冷剂的潜能；在释能阶段，利用工作溶液的浓度潜能和制冷剂的潜能释放能量，分别从蒸发器(6)和吸收器(9)得到所需的冷能和热能。

9.根据权利要求8所述的溶液蓄能方法，其特征还在于：所述的储能阶段包括以下步骤：关闭第二截止阀(14)，打开第三截止阀(16)，稀溶液储液器(15)中的稀溶液经循环泵(17)送入溶液加热装置(18)中加热，加热后的稀溶液在膜蒸馏组件(1)中进行膜蒸馏浓缩分离，其中产生的水蒸气由冷凝器(2)冷凝后流入制冷剂储液器(3)；初步浓缩后的溶液流入稀溶液储液器(15)中，如此循环，直至稀溶液储液器中(15)的溶液浓度达到要求后，开启第二截止阀(14)，关闭第三截止阀(16)，将浓缩后的浓溶液流入到浓溶液储液器(12)中，完成一次溶液储能过程。

10.根据权利要求8所述的溶液蓄能方法，其特征还在于：所述的释能阶段包括以下步骤：关闭第二截止阀(14)和第三截止阀(16)，打开流量调节阀(4)，制冷剂储液器(3)中的液态水经过膨胀阀(5)的减压后进入蒸发器(6)中，释放潜热能量吸收冷媒水中的热量成为气态，开启流量调节阀(19)，浓溶液储液器(12)中的浓溶液进入吸收器(9)中，吸收来自于蒸发器(6)中的水蒸气，释放热能，变为稀溶液，开启第一截止阀(10)，由稀溶液泵(11)将吸收后的稀溶液送至稀溶液储液器(15)中，完成一次溶液释能过程。