沸石13X在开式吸附储热中“反应波”现象研究
2021-03-19董浩晖王丽伟
储能科学与技术 2021年2期
董浩晖,王丽伟
(上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240)
建筑能耗约占社会总能耗的1/3,其中供热占了60%[1]。当前建筑冬季供热主要依靠煤等化石燃料的燃烧,带来环境污染和温室效应等严重问题。国家于2017 年大力推广“清洁供热”政策,其中高效利用太阳能、工业余热和低谷电力来供热是一项有效举措[2-3]。而有效利用上述能源的主要瓶颈是其空间或时间上的不稳定性和不连续性[4],储热技术被认为是有效的可再生能源利用技术,通过能量储存和按需释放两个过程实现供需平衡。在三类储热技术(显热储热、潜热储热和热化学储热)当中,隶属于热化学储热的吸附储热因其储热密度高和理论上热量零损耗而获得广泛关注和研究[5-6]。应用于建筑供热的开式吸附储热系统直接以室内湿空气内含有的水蒸气作为吸附质,通过其与反应床内填充的吸附剂发生吸附反应,释放热量来获得暖空气给室内供热。该系统以太阳能或者低谷电力作为驱动能源来再生吸附剂,能有效提高太阳能利用率和缓解电网负荷。
尽管开式吸附储热系统具有储热密度高、结构简单和运行、维护成本低等优点[7-8],但采用不同类型吸附剂的开式吸附储热器表现出不同的输出性能(稳定/不稳定输出)[9],当前缺乏对其输出性能进行准确预测的有效手段,阻碍了该技术的大规模推广应用。从反应机理和过程出发,足够大的反应床内同时存在完全反应区、反应区和未反应区,反应区内发生的吸附反应是出口暖空气热量的来源,故反应区在反应床内的停留时间及其内吸附剂释放的总吸附热直接影响到输出温度大小和放热时间。……
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