本發(fā)明屬于熱化學(xué)儲能,涉及一種連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
1、熱化學(xué)儲能利用可吸收或釋放熱能的化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)熱能儲存和調(diào)配。在吸熱化學(xué)反應(yīng)期間,系統(tǒng)接收熱能;在放熱反應(yīng)期間,系統(tǒng)釋放熱能。這些化學(xué)反應(yīng)通常是可逆的,因此可以重復(fù)進(jìn)行儲能和放能過程。熱化學(xué)儲能系統(tǒng)通常包括三個主要操作階段:吸熱解離:在這一階段,熱化學(xué)材料在熱能的作用下發(fā)生解離反應(yīng),分解為兩種或多種產(chǎn)物。這個過程中,系統(tǒng)吸收熱量,將熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)勢能儲存在產(chǎn)物中。反應(yīng)產(chǎn)物的儲存:解離后的產(chǎn)物需要被分開儲存,以便在需要時重新結(jié)合釋放熱量,這些產(chǎn)物可以在常溫下長時間保存,且性能保持穩(wěn)定。解離產(chǎn)物的放熱反應(yīng):當(dāng)需要釋放儲存的熱能時,將產(chǎn)物重新結(jié)合,發(fā)生放熱反應(yīng),這個過程中,系統(tǒng)釋放大量熱量,將化學(xué)勢能轉(zhuǎn)化為熱能。
2、但是單個熱化學(xué)儲能系統(tǒng)由于儲能材料單一導(dǎo)致在放熱和儲熱過程中能量不能得到有效利用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,提供了一種連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng)及方法,該系統(tǒng)及方法能夠?qū)崿F(xiàn)熱化學(xué)儲能過程中能量的有效利用。
2、為達(dá)到上述目的,本發(fā)明公開了一種連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),包括儲水罐、水泵、第一三通閥、第一熱化學(xué)反應(yīng)器、第二熱化學(xué)反應(yīng)器、第二三通閥、給水換熱器及電加熱器;
3、儲水罐的出口經(jīng)水泵后分為兩路,其中一路與電加熱器的入口相連接,另一路與第一三通閥的第一個開口相連通,第一三通閥的第二個開口與第一熱化學(xué)反應(yīng)器的管側(cè)入口相連通,第一三通閥的第三個開口與第二熱化學(xué)反應(yīng)器的管側(cè)入口相連通,電加熱器的出口與第一熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)及第二熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)相連通;第一熱化學(xué)反應(yīng)器的管側(cè)出口與第二三通閥的第一個開口相連通,第二熱化學(xué)反應(yīng)器的管側(cè)出口與第二三通閥的第二個開口相連通,第二三通閥的第三個開口經(jīng)給水換熱器與儲水罐的入口相連通;
4、所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)內(nèi)填充有儲熱材料,所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器中的儲熱材料為氧化鈣/氫氧化鈣;所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)內(nèi)填充有儲熱材料,所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器中的儲熱材料為氧化鎂/氫氧化鎂。
5、進(jìn)一步的,水泵的出口經(jīng)第三開關(guān)閥門與電加熱器的入口相連通。
6、進(jìn)一步的,電加熱器的出口經(jīng)第一開關(guān)閥門與第一熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)相連通。
7、進(jìn)一步的,電加熱器的出口經(jīng)第二開關(guān)閥門與第二熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)相連通。
8、進(jìn)一步的,所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)中布置有第一電加熱絲。
9、進(jìn)一步的,所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)中布置有第二電加熱絲。
10、本發(fā)明公開了一種連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能方法,包括以下步驟:
11、在儲熱過程中,啟動第一熱化學(xué)反應(yīng)器中的第一電加熱絲,使氫氧化鈣分解為氧化鈣和水蒸汽,打開第一開關(guān)閥門及第二開關(guān)閥門,關(guān)閉第三開關(guān)閥門,水蒸氣進(jìn)入第二熱化學(xué)反應(yīng)器中與氧化鎂反應(yīng)放熱,啟動水泵,調(diào)整第一三通閥,使水進(jìn)入第二熱化學(xué)反應(yīng)器中加熱為蒸汽,然后進(jìn)入到給水換熱器中換熱降溫,最后返回至儲水罐中;
12、在放熱過程中,啟動第二熱化學(xué)反應(yīng)器中的第二電加熱絲,使氫氧化鎂分解為氧化鎂和水蒸汽,打開第一開關(guān)閥門及第二開關(guān)閥門,關(guān)閉第三開關(guān)閥門,水蒸氣進(jìn)入第一熱化學(xué)反應(yīng)器中與氧化鈣反應(yīng)放熱,啟動水泵,調(diào)整第一三通閥,使給水進(jìn)入第一熱化學(xué)反應(yīng)器中加熱為蒸汽,然后進(jìn)入到給水換熱器中換熱降溫,最后返回至儲水罐。
13、進(jìn)一步的,還包括:
14、當(dāng)?shù)谝粺峄瘜W(xué)反應(yīng)器及第二熱化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的水蒸氣量減小時,則啟動電加熱器,將儲水罐輸出的水加熱為蒸汽,再送入第一熱化學(xué)反應(yīng)器及第二熱化學(xué)反應(yīng)器中。
15、進(jìn)一步的,所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)中布置有第一電加熱絲。
16、進(jìn)一步的,所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)中布置有第二電加熱絲。
17、本發(fā)明具有以下有益效果:
18、本發(fā)明所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng)及方法在具體操作時,所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)內(nèi)填充有儲熱材料,所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器中的儲熱材料為氧化鈣/氫氧化鈣;所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器的殼側(cè)內(nèi)填充有儲熱材料,所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器中的儲熱材料為氧化鎂/氫氧化鎂,同時第一熱化學(xué)反應(yīng)器與第二熱化學(xué)反應(yīng)器采用并聯(lián)的方式,通過氫氧化鈣/氫氧化鎂儲熱相互配合,實現(xiàn)能量的梯級利用與提質(zhì)增效,操作簡單,方便,實用性極強(qiáng)。
1.一種連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),其特征在于,包括儲水罐(1)、水泵(2)、第一三通閥(3)、第一熱化學(xué)反應(yīng)器(4)、第二熱化學(xué)反應(yīng)器(5)、第二三通閥(8)、給水換熱器(9)及電加熱器(10);
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),其特征在于,水泵(2)的出口經(jīng)第三開關(guān)閥門(11)與電加熱器(10)的入口相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),其特征在于,電加熱器(10)的出口經(jīng)第一開關(guān)閥門(6)與第一熱化學(xué)反應(yīng)器(4)的殼側(cè)相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),其特征在于,電加熱器(10)的出口經(jīng)第二開關(guān)閥門(7)與第二熱化學(xué)反應(yīng)器(5)的殼側(cè)相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),其特征在于,所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器(4)的殼側(cè)中布置有第一電加熱絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),其特征在于,所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器(5)的殼側(cè)中布置有第二電加熱絲。
7.一種連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能方法,其特征在于,基于權(quán)利要求4所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能系統(tǒng),包括以下步驟:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能方法,其特征在于,還包括:
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能方法,其特征在于,所述第一熱化學(xué)反應(yīng)器(4)的殼側(cè)中布置有第一電加熱絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)性供熱的熱化學(xué)儲能方法,其特征在于,所述第二熱化學(xué)反應(yīng)器(5)的殼側(cè)中布置有第二電加熱絲。