[发明专利]大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置及应用

权利要求书

1.大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，包括太阳能集热器、固-气化学反应器、制冷剂储液器及冷却塔，

所述的固-气化学反应器、制冷剂储液器合并连接，

所述的太阳能集热器经循环管道连接固-气化学反应器并通过循环管道将热能输送到热用户终端，

所述的冷却塔经循环管道与制冷剂储液器连接，

其特征在于，所述的固-气化学反应器内填充有三种储热盐吸附剂，在相同的工作压力下，高温盐吸附剂的平衡温度高于中温盐吸附剂的平衡温度，中温盐吸附剂的平衡温度高于低温盐吸附剂的平衡温度，在同一压力下，三种储热盐吸附剂沿换热流体的流动方向解吸平衡温度从高到低依次递减，呈梯级分布。

2.根据权利要求1所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，其特征在于，

所述的高温盐吸附剂为氯化盐、溴化盐、碘化盐、氢化物、氧化物或其复合材料，选自碘化镍(NiI₂)、溴化镍(NiBr₂)、氯化镍(NiCl₂)溴化镁(MgBr₂)、溴化亚铁(FeBr₂)、氯化亚铁(FeCl₂)、氯化镁(MgCl₂)、溴化锰(MnBr₂)或氯化锰(MnCl₂)；

所述的中温盐吸附剂为氯化盐、溴化盐、碘化盐、氢化物、氧化物或其复合材料，选自如溴化镁(MgBr₂)、溴化亚铁(FeBr₂)、氯化亚铁(FeCl₂)、氯化镁(MgCl₂)、溴化锰(MnBr₂)、氯化锰(MnCl₂)、溴化锶(SrBr₂)、氯化锶(SrCl₂)或氯化钙(CaCl₂)；

所述的低温盐吸附剂为氯化盐、溴化盐、碘化盐、氢化物、氧化物或其复合材料，选自氯化镁(MgCl₂)、溴化锰(MnBr₂)、氯化锰(MnCl₂)、溴化锶(SrBr₂)、氯化锶(SrCl₂)、氯化钙(CaCl₂)、溴化钡(BaBr₂)、氯化钡(BaCl₂)、溴化钠(NaBr)或氯化锂(LiCl)。

3.根据权利要求1所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，其特征在于，所述的固-气化学反应器内设有隔板，经隔板分隔出的高温段、中温段及低温段，各温度段内填充相应的储热盐吸附剂并串联组合。

4.根据权利要求3所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，其特征在于，各温度段内均设置反应器换热管束，该管束相互连通并与连接固-气化学反应器的循环管道连通，所述的循环管道上设置加热切换阀、加热循环泵、控制调节阀、供热控制阀。

5.根据权利要求4所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，其特征在于，所述的太阳能集热器、循环管道、固-气化学反应器及反应器换热管束构成太阳能热储存阶段太阳能集热器侧传热流体的流动环路。

6.根据权利要求1所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，其特征在于，所述的制冷剂储液器内填充制冷剂并设有储液器换热盘管，该盘管与连接制冷剂储液器的循环管道连通，所述的循环管道上设置循环泵、控制调节阀。

7.根据权利要求6所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，其特征在于，所述的冷却塔、循环管道、制冷剂储液器及储液器换热盘管构成冷却塔侧传热流体的流动环路。

8.根据权利要求1所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置，其特征在于，所述的固-气化学反应器与制冷剂储液器之间设有双向转换阀。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的大容量组合式太阳能热化学梯级高效储热装置的应用，其特征在于，该装置使用时有太阳能热能储存阶段及热能释放阶段，

太阳能热能储存阶段利用太阳能集热器收集太阳能辐射热量，利用获得的太阳热能为固-气化学反应器内填充的储热盐吸附剂提供解吸热，储热盐吸附剂在太阳热能的加热作用下与制冷剂发生化学分解反应，此时系统工作压力为环境温度下的冷凝压力，解吸出的制冷剂蒸汽进入制冷剂储液器内发生凝结，释放的冷凝热通过储液器换热盘管内的传热流体经循环泵输送到冷却塔排入环境，实现太阳热能向化学吸附势能的转化以及储存；

热能释放阶段利用制冷剂储液器内的制冷剂在固-气化学反应器内储热盐吸附剂的吸附作用下发生蒸发相变吸收热量，制冷剂储液器被用作蒸发器，消耗的蒸发潜热通过冷却塔由外界环境介质提供，固-气化学反应器和制冷剂储液器的工作压力为环境温度下的蒸发压力，制冷剂蒸汽进入固-气化学反应器内与化学吸附储热材料发生化学合成反应释放出大量的吸附热，利用该吸附热实现对热用户终端供热。