专利名称：：二级气固反应热变温器系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及的是一种热力机械
技术领域：
的系统，具体是一种二级气固反应热变温器系统。技术背景随着人们对节约能源和保护环境的认识加深以及新能源的开发和利用；变温器系统作为一种余热/低品位热源的有效利用方式开始被关注；它可以实现热源的温度提升，从而使其获得更广泛的应用和更大的价值。经对现有技术文献的检索发现，GoetzV.等在《HeatRecoverySysCHP》(热回收系统及化学热泵)1993年第13(1)期p.79-96上发表的"Structureandperformanceofsingleeffectsolid/gaschemicalheatpumps"(单效气固化学热泵的结构和性能)，单级气固反应热变温器系统的基本结构由两个腔室构成，系统间歇性工作，两个腔室分别进行周期性的合成和分解。但是单级的气固反应热变温器系统所能够实现的温度提升有限，因此，需要进一步的提高系统对热量的温度提升效果，以改善系统的经济性。SudaS.等在《JLess-CommonMet》(稀有金属杂志)1991年第172期p.1092-1100上发表的"Developmentofdoublestageheatpump:experimentalandanalyticalsurveys"(双级热泵系统的发展试验和理论研究)，该文中提出了一种二级热变温器系统的结构，可以实现比单级系统更高的温度提升。但是，其不足在于当系统从单级系统转变为二级系统时，系统压力受到很大的影响，系统变得不可行或不可靠，系统也需要更高的驱动热源温度。
发明内容本发明针对上述现有技术的不足，提出了一种二级气固反应热变温器系统，使其利用可逆气固反应工质提高余热/低品位热源温度，实现比单级系统更大的温度提升效果；同时，在系统改进的过程中，系统压力不受影响，或影响较小，使二级系统的经济性和可行性得到提高。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第一气路阀门、第二气路阀门、回热阀门，其中第一腔室与第一气路阀门一端相连，第一气路阀门另一端与第三腔室相连，第三腔室的换热流体出口与回热阀门一端相连，回热阀门另一端与第四腔室的换热热流体入口相连，第三腔室的换热流体入口与第四腔室的换热流体出口相连，第四腔室与第二气路阀门一端相连，第二气路阀门另一端与第二腔室相连。所述第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室中均有反应盐，且均充注有反应气4本。所述第一腔室、第二腔室，其中的反应盐相同。所述第一腔室、第三腔室、第四腔室，其中的反应盐各不相同。所述反应盐，为CaCl2、MnCl2、SrCl2、BaCl2、FeCL之一。所述反应气体，为氨气。本发明工作过程具体如下当系统无高温热量的输出时打开第一气路阀门，连通第一低温腔室和第三腔室，利用余热/低品位热源加热第一腔室，第一腔室中的反应盐分解，第三腔室中的反应盐与反应气体合成，打开回热阀门，第三腔室向第四腔室传递热量，第四腔室中的反应盐分解。与此同时，打开第二气路阀门，连通第二腔室和第四腔室，利用环境冷却第二腔室；此时，第二腔室中的反应盐与反应气体合成。而后，关闭第一气路阀门和第二气路阀门，关闭回热阀门，利用余热/低品位热源加热第二腔室，利用环境冷却第一腔室。当系统输出高温热量，实现温度提升时关闭回热阀门，打开第一气路阀门，连通第一腔室和第三腔室，利用环境冷却第一腔室，利用余热/低品位热源加热第三腔室，第一腔室中的反应盐与反应气体合成，第三腔室中的反应盐分解。打开第二气路阀门，连通第二腔室和第四腔室，利用余热/低品位热源加热第二腔室。此时，第二腔室中的反应盐分解，第四腔室中的反应盐与反应气体合成，在第四腔室实现高温热量的输出。输出完毕后，关闭第一气路阀门和第二气路阀门，关闭回热阀门，利用余热/低品位热源加热第一腔室，利用环境冷却第二腔室。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明在不影响系统压力的条件下，将单级气固反应热变温器系统改进为二级系统，从而使二级系统的可行性得到提高；利用本发明的二级气固反应热变温器系统可以实现比单级系统更大的温度提升效果，从而使热变温器系统的经济性得到提高。本发明的二级气固反应热变温器系统可以实现35'C以上的温度提升。图1为本发明二级气固反应热变温器系统的结构图。具体实施方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1所示，本实施例包括第一腔室l、第二腔室2、第三腔室3、第四腔室4、第一气路阀门5、第二气路阀门6、回热阀门7，其中第一腔室l与第一气路阀门5—端相连，第一气路阀门5另一端与第三腔室3相连，第三腔室3的换热流体出口与回热阀门7—端相连，回热阀门7另一端与第四腔室4的换热流体入口相连，第三腔室3的换热流体入口与第四腔室4的换热流体出口相连，第四腔室4与第二气路阀门6—端相连，第二气路阀门6另一端与第二腔室2相连。所述第一腔室l、第二腔室2、第三腔室3、第四腔室4中均有反应盐，且均充注有反应气体，所述反应气体为氨气。所述第一腔室l、第二腔室2，其中的反应盐为CaCl2。所述第三腔室3、第四腔室4，其中的反应盐分别为MnCL和FeCl2。本实施例工作时阀门控制如表1所示，工作过程具体如下当系统无高温热量的输出时打开第一气路阀门5，连通第一腔室1和第三腔室3，利用余热(14(TC)加热第一腔室l，第一腔室l中的反应盐CaCl2分解，第三腔室3中的反应盐MnCl2与反应气体NH3合成，打开回热阀门7，第三腔室3向第四腔室4传递热量，第四腔室4中的反应盐FeCl2分解。与此同时，打开第二气路阀门6，连通第二低温腔室2和第四腔室4，利用环境(30°C)冷却第二腔室2;此时，第二腔室2中的反应盐CaCl2与反应气体NH3合成。而后，关闭第一气路阀门5和第二气路阀门6，关闭回热阀门7，利用余热(140°C)加热第二腔室2，利用环境(30°C)冷却第一腔室l。当系统输出高温热量，实现温度提升时关闭回热阀门7，打开第一气路阀门5，连通第一腔室1和第三腔室3，利用环境(30°C)冷却第一腔室l，利用余热(140°C)加热第三腔室3。此时，第一腔室1中的反应盐CaCL与反应气体NH3合成，第三腔室3中的反应盐MnCl2分解。打开第二气路阀门6，连通第二腔室2和第四腔室4，利用余热(14(TC)加热第二腔室2。此时，第二腔室2中的反应盐CaCl2分解，第四腔室4中反应盐FeCl2与反应气体NH3合成，在第四腔室4实现高温热量的输出。输出完毕后，关闭第一气路阀门5和第二气路阀门6，关闭回热阀门7，利用余热(14(TC)加热第一腔室1，利用环境(30°C)冷却第二腔室2。表l为二级气固反应热变温器系统的阀门控制<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>与单级系统相比，本实施例的二级气固反应热变温器系统在余热(140°C)驱动的条件下，实现高温(180°C)热量的输出，单机系统只能实现16(TC的热量输出，所以二级系统实现了更高的温度提升；同时在改进单级系统为二级气固反应热变温器系统的过程中，系统压力没有受到影响。如表2所示，为其他实施例及其获得的温度提升效果，各实施例中，第一腔室l、第二腔室2、第三腔室3、第四腔室4中有不同组合的反应盐，在不同的余热温度和环境温度下，分别获得相应的温度提升。表2其他实施例及其获得的温度提升效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、一种二级气固反应热变温器系统，包括第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第一气路阀门、第二气路阀门、回热阀门，其特征在于，第一腔室与第一气路阀门一端相连，第一气路阀门另一端与第三腔室相连，第三腔室的换热流体出口与回热阀门一端相连，回热阀门另一端与第四腔室的换热热流体入口相连，第三腔室的换热流体入口与第四腔室的换热流体出口相连，第四腔室与第二气路阀门一端相连，第二气路阀门另一端与第二腔室相连。2、根据权利要求1所述的二级气固反应热变温器系统，其特征是，第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室中均填装反应盐，且均充注有反应气体。3、根据权利要求l所述的二级气固反应热变温器系统，其特征是，所述第一腔室、第二腔室，其中的反应盐相同。4、根据权利要求2或3所述的二级气固反应热变温器系统，其特征是，所述反应盐，为氯化物。5、根据权利要求4所述的二级气固反应热变温器系统，其特征是，所述氯化物，为CaCl2、MnCl2、SrCl2、BaCl2、FeCl2之一。6、根据权利要求l所述的二级气固反应热变温器系统，其特征是，所述反应气体为氮气。全文摘要一种热力机械
技术领域：
的二级气固反应热变温器系统，包括第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第一气路阀门、第二气路阀门、回热阀门，其中第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室中均填装反应盐，且均充注有反应气体，第一腔室与第一气路阀门一端相连，第一气路阀门另一端与第三腔室相连，第三腔室的换热流体出口与回热阀门一端相连，回热阀门另一端与第四腔室的换热热流体入口相连，第三腔室的换热流体入口与第四腔室的换热流体出口相连，第四腔室与第二气路阀门一端相连，第二气路阀门另一端与第二腔室相连。本发明提高了系统对余热/低品位热源的温度提升性能。文档编号F25B29/00GK101251316SQ200710171228公开日2008年8月27日申请日期2007年11月29日优先权日2007年11月29日发明者余吟清,鹏张,城汪,王如竹申请人:上海交通大学