[发明专利]一种太阳能驱动双级吸收式热能系统

说明书

本发明提供了一种太阳能驱动双级吸收式热能系统，涉及能源利用技术领域，能够在不同工况下实现制冷、制热和冷热联供，显著提高性能系数，有效降低驱动温度，增加工作温度范围；该系统包括第一吸收式热泵子系统和第二吸收式热泵子系统；第一和第二吸收式热泵子系统中的发生器、蒸发器和吸收器内均设有工质对溶液的喷淋装置，利用工质对溶液实现热量的吸收和释放；第一吸收式热泵子系统以太阳能为驱动热源；第二吸收式热泵子系统以第一吸收式热泵子系统发生器产生的过热蒸汽为驱动热源；所述过热蒸汽放热后进入第一吸收式热泵子系统的冷凝器参与工作；工质对包括锂盐、咪唑类离子液体和醇类。本发明提供的技术方案适用于热能利用的过程中。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，尤其涉及一种太阳能驱动双级吸收式热 能系统。

背景技术

我国是世界最大的能源消费国，2019年全国能源消费总量超过47亿吨 标准煤。能源安全已经成为我国经济社会发展的全局性、战略性问题，对国 家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。促进我国走持续发展 的必由之路的关键在于加快低碳可再生能源代替传统化石能源，并同时规模 化消纳可再生能源。以我国建筑行业为例，至2020年建筑面积已经达到了 550亿m²，而其中95％以上为高耗能建筑，建筑运行能耗已约占全国商品能 源的25％。

太阳能作为丰富的可再生能源，其存在时空和负荷波动性的矛盾。如何 实现周期性波动的可再生能源的稳定输出及其与连续用能过程的柔性衔接是 可再生能源规模化应用亟待解决的瓶颈问题。储能技术作为可再生能源规模 化应用的核心支撑，在多元能源供应体系构建和推动消费侧能源高效利用等 方面发挥至关重要的作用。

针对绿色建筑领域，热能储存技术可以有效解决太阳能和建筑热负荷供 需在时间和空间上不匹配的矛盾，实现可再生能源高效永续利用。与显热和 相变潜热储热相比，吸收式储能能够实现在接近环境温度下长期无热损储热， 具有更高的储能密度，并且可根据需要以热或冷的形式释放出来，表现出了 极大的应用潜力和优势。而且吸收式储能工作温度区间与太阳能中低温热利 用温区和建筑冷热负荷温区相同，尤其适用于绿色建筑节能。但作为一种具 有巨大发展潜力和广阔应用前景的储能技术，现有技术无法满足外部复杂条 件及不同用户需求，限制了吸收式储能技术的推广及应用。

因此，有必要研究一种太阳能驱动的双效双级双工质对吸收式热泵及储 能系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种太阳能驱动双级吸收式热能系统，能够在 不同工况条件下实现制冷、制热和冷热联供，显著提高性能系数，有效降低 驱动温度，并且可以在0℃以下工作，增加工作温度范围。

一方面，本发明提供一种太阳能驱动双级吸收式热能系统，其特征在于， 所述系统包括第一吸收式热泵子系统和第二吸收式热泵子系统；

第一和第二吸收式热泵子系统中的发生器、蒸发器和吸收器内均设有工质 对溶液的喷淋装置，利用工质对溶液实现热量的储存或释放；

第一吸收式热泵子系统以太阳能为驱动热源；第二吸收式热泵子系统以第 一吸收式热泵子系统发生器产生的过热蒸汽为驱动热源；所述过热蒸汽放热后 进入第一吸收式热泵子系统的冷凝器参与工作。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，第一 吸收式热泵子系统包括第一发生器、第一冷凝器、第一吸收器和第一蒸发器； 第一吸收式热泵子系统中工质对溶液的循环方式为：在第一发生器中浓缩产生 过热蒸汽，进入第二吸收式热泵子系统放热冷凝，再进入第一冷凝器，作为制 冷剂进入第一蒸发器吸热汽化，再进入第一吸收器和第一发生器输送来的工质 对溶液一起放热，最后输送至第一发生器，完成循环。

第二吸收式热泵子系统的第二发生器内工质对溶液被第一发生器输送来的 过热蒸汽加热，浓缩产生第二过热蒸汽，并在第二冷凝器中冷凝，浓缩溶液储 存于第二发生器中，完成第二吸收式热泵子系统的工作循环。