[发明专利]一种低温余热增焓双级储热系统

说明书

一种低温余热增焓双级储热系统，属于储能技术领域。本发明可对生产生活中的低品位余热进行储存，然后利用吸收式制热提质单元对储存后的低品位余热进行提质，最后利用中温蓄热单元将提质后的中温热能存储于系统中。实现了低温余热的低温储存、提质和中温储存及释放，扩大了原有低温余热的应用范围，与显热存储和潜热存储相比，具有热能密度高，热损失小，系统热效率高，经济效益好的特点。

技术领域

本发明涉及一种低温余热增焓双级储热系统，属于储能技术领域。

背景技术

能源是现代社会和生活的基础，也是国家经济发展的重要支柱。然而我国的能源利用存在着一系列问题，比如以煤炭、石油、天然气为主的化学燃料的大量使用，在推动国家经济发展的同时，也存在着利用率低、经济效益差和生态环境压力大等问题。相较于其他领域，我国工业领域能源消耗量占全国能源消耗总量的份额十分大。然而在一些工业生产的过程中，由于生产工业相对落后、产业结果不合理和能源利用率低，会产生数量十分惊人的工业废热和余热，但是由于我国的能源利用率低，大多数的余热都会被直接排放掉而白白浪费。然而，从另一方面来说，也可以看出工业生产会产生非常丰富的余热资源。因此，可以设计合适的储热方案，将一部分废热、余热的热量加以储存并利用，从而提高能源的利用率，并且还能带来巨大的经济和环境效益。

现如今常见的储热方式有显热储热、潜热储热和化学储热。相较于化学储热，显热储热和潜热储热的技术比较成熟，应用较为广泛。但是因为显热储热和潜热储热的固有缺陷，在使用时具有一定的局限性。例如，显热储热：放热不恒温、储热密度小以及储热装置庞大等；潜热储热：受到材料相变温度的影响较大而且技术难度大。除此之外，它们都受到换热温差以及换热器面积的限制，因而在储热过程中会使热能品位降低，并且热能长期储存会产生较大的热量损失，从而导致储热效率下降。化学储热是利用一对正逆吸/放热的化学反应，将热能以化学能的形式储存起来，并且可以使用催化剂或者反应物对反应过程进行控制，将热量长期储存起来，还可以减小在储存热量时的损失。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提出了一种低温余热增焓双级储热系统，将化学储热和吸收式制热提质单元相结合，该系统依次进行低温余热存储、吸收式制热提质以及中温蓄热，在储热的同时提升了低温余热的品位，扩大了热能的应用范围，而且与传统的储热相比，具有热能密度高，热损失小，系统效率高，经济效益好的特点。

本发明的技术方案如下：

一种低温余热增焓双级储热系统，其特征在于包括低温余热存储单元、吸收式制热提质单元、中温蓄热单元。本发明所述系统可实现低温余热存储，并对已储存的低温余热进行提质，最后将提质后的中温热能存储于系统内，从而将低品位热能转变为高品位的热能并储存。

一种低温余热增焓双级储热系统，其特征在于：首先，由所述低温余热存储单元完成低温余热存储过程；然后，由所述吸收式制热提质单元完成低温余热的提质过程；最后，由所述中温蓄热单元完成中温蓄热过程。

其中，所述低温余热存储单元包括低温余热存储装置、低温生成物储罐、一级蒸发器和发生器，所述低温余热存储装置内部填充基于化学储热原理的反应原料，该反应原料可发生正向吸热反应(其逆向反应为放热反应)。

其中，所述吸收式制热提质单元包括一级蒸发器、二级蒸发器、冷凝器、一级吸收器、二级吸收器、气液换热器、溶液换热器和发生器，所述发生器内部填充实现吸收式制热提质的低浓度的溶液，该溶液在浓度增加的过程中可放出热量。

其中，所述中温蓄热单元包括传热介质储罐、中温余热存储装置、中温蓄热装置、中温生成物储罐和压气机，所述中温余热存储装置内部填充基于化学储热原理的反应原料，该反应原料可发生正向吸热反应(其逆向反应为放热反应)。

其中，所述低温余热存储单元的低温余热存储装置中的反应产物离开低温余热存储装置，分别与一级蒸发器内部换热器和发生器内部换热器换热后进入低温生成物储罐。