《太陽能高密度跨季節儲存的吸收/吸附儲熱機理研究》是依託上海交通大學，由徐震原擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：太陽能高密度跨季節儲存的吸收/吸附儲熱機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐震原
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在太陽能儲熱技術中，吸收/吸附儲熱適合跨季節儲存，且具有較高的儲能密度，是近來的研究熱點。在大多數的相關研究中，系統均借鑑吸收/吸附式熱泵的循環方式，並研究儲能密度更高的工質對，較少有研究通過儲熱循環改進提升儲能密度。為了從循環角度進一步提高跨季節吸收/吸附儲熱的儲能密度，本項目結合熱驅動製冷和儲熱技術，提出了具有大濃度差的高儲能密度吸收/吸附儲熱循環。在充熱過程中，循環採用熱驅動製冷系統冷卻吸收/吸附儲熱系統的冷凝器，降低儲熱系統工作壓力，進而增加儲熱工質的濃度變化，並提升儲能密度和品位。主要研究內容包括大濃度差的儲熱循環構建、對工質對的篩選和太陽能驅動下系統儲熱特性的模擬實驗研究等。本項目通構建具有大濃度差的新型吸收/吸附儲熱循環，實現太陽能的高密度跨季節儲熱，具有儲能密度高於傳統系統和跨季節儲存基本無損失的優點，為從循環角度提高太陽能儲熱密度提供了新思路。
結題摘要
吸收式儲熱是太陽能長周期存儲的重要方式，傳統研究通過尋求儲能密度更高的材料來提升吸收式儲熱的儲能密度，而忽略了從熱力循環的角度提高儲能密度。本項目提出“通過循環構建增加儲熱濃度差，進而增加吸收式熱存儲的儲能密度”的新思路，並進行了循環構建、基於不同工質的性能分析以及實驗研究，從理論和實驗上均取得了比傳統吸收式儲熱循環更高的儲能密度，具體工作如下。（1）首先在熱力循環構建層次，項目基於“增加濃度差就是增加儲能密度”的指導思想，提出了兩類增加儲熱濃度差的循環構建方式：第一類循環是在充熱階段降低被吸收劑終了濃度的循環，在該構建思想的指導下本項目提出“循環1-採用吸收式製冷冷卻吸收式儲熱過程的儲熱循環”以及“循環2-熱增壓型吸收式儲熱循環”，第二類循環是在放熱階段增加被吸收劑終了濃度的循環，基於該思想本項目提出了“循環3-多級輸出型吸收式儲熱循環”。（2）其次在性能分析方面，項目基於典型太陽能長周期儲熱工況進行了循環性能分析，其中“循環1”可以將氨水吸收式儲熱系統的長周期儲能密度從理論上提升2.38倍，“循環2”可以將氯化鋰水三相吸收儲熱系統的短周期儲冷密度和長周期儲熱密度從理論上提升2.5倍和5.9倍，“循環3”可以將溴化鋰水吸收式儲熱系統的長周期儲熱密度最高提升7.32倍。（3）最後在長周期儲能實驗研究方面，項目基於“循環3”設計了兩級溴化鋰水長周期吸收式儲熱實驗裝置，對太陽能驅動的長周期單級和兩級吸收式儲熱性能進行了分析。在75-85℃的夏季驅動溫度和50℃的冬季熱輸出溫度下，兩級循環可以達到233 kJ/kg的儲熱密度，比單級循環在同樣工況下93 kJ/kg的儲熱密度提升了2.51倍，顯示了設計的有效性。本項目從新思路提出、理論循環構建、性能分析和實驗研究等不同層次對大濃度差的高密度太陽能吸收式儲熱進行了層層遞進的研究，不但從理論上為該領域的發展提供了新的思路，也從工程套用的角度提供了寶貴的經驗，對於推動該研究方向的發展起到了積極意義。
