溴化锂热化学蓄能特性的实验研究

赵泳涵; 王刚; 陈泽华; 杨晖

doi:10.12465/issn.0253-4339.20250818001

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溴化锂热化学蓄能特性的实验研究

更新时间：2026-03-24

- 溴化锂热化学蓄能特性的实验研究
- Experimental Investigation on the Thermochemical Energy Storage Characteristics of Lithium Bromide
- 制冷学报 2026年页码：1-10
- 作者机构：
  
  北京建筑大学供热供燃气通风及空调工程北京市重点实验室北京 100044
- 作者简介：
  
  王刚，男，副教授，北京建筑大学环境与能源工程学院，15911066230，E-mail：wanggang@bucea.edu.cn。研究方向：吸收式热泵及热化学蓄能技术。Wang Gang， male， associate professor， School of Environment and Energy Engineering， Beijing University of Civil Engineering and Architecture， 86-15911066230， E-mail：wanggang@bucea.edu.cn. Research fields： absorption heat pumps and thermochemical energystorage technology.
- 基金信息：
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250818001
  中图分类号： TB61⁺6;TK115
- CSTR：XXXXX.XX.XXX.20250818001
- 收稿：2025-08-18，
  
  修回：2025-09-20，
  
  录用：2025-10-14，
  
  网络首发：2026-03-24，
- 稿件说明：
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赵泳涵,王刚,陈泽华等.溴化锂热化学蓄能特性的实验研究[J].制冷学报,

Zhao Yonghan Wang Gang Chen Zehua Yang Hui.Experimental Investigation on the Thermochemical Energy Storage Characteristics of Lithium Bromide[J].Journal of Refrigeration,
赵泳涵,王刚,陈泽华等.溴化锂热化学蓄能特性的实验研究[J].制冷学报, DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250818001. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20250818001.

Zhao Yonghan Wang Gang Chen Zehua Yang Hui.Experimental Investigation on the Thermochemical Energy Storage Characteristics of Lithium Bromide[J].Journal of Refrigeration, DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250818001. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20250818001.

摘要

热化学蓄能是解决太阳能作为供给侧与用能侧之间在时间、空间和能量强度上不匹配问题的关键技术。本文以溴化锂溶液为研究对象，实验研究了溴化锂溶液结晶过程热化学蓄能的蓄能密度、蓄能速率和蓄能效率等特性，分析了各因素的敏感性。结果表明：蓄能速率和蓄能效率与热源温度呈正相关，当溴化锂溶液质量分数为55%，热源温度由100 ℃升至140 ℃时，蓄能速率和蓄能效率分别提升89.1%和18%；溴化锂溶液质量分数对性能的影响呈非线性，并存在最优质量分数区间，溶液初始质量分数由55%升至63%，蓄能密度平均下降15.9%，蓄能效率提升31%；系统蓄能特性与冷却水温度呈负相关，冷却水温度由10 ℃升至30 ℃，蓄能速率与效率平均分别下降46.7%与35.4%。冷却水温度对蓄能速率与效率的影响最为强烈且稳定，是当前工况下限制系统性能的主导因子。

Abstract

Thermochemical energy storage is a promising solution for addressing the temporal， spatial， and intensity mismatch between solar energy supply and demand. This study experimentally investigates the crystallization-based energy storage characteristics of lithium bromide solution， focusing on the energy storage density， rate， and efficiency， along with a sensitivity analysis of key parameters. The results showed that the energy storage rate and efficiency increased with the source temperature. At a 55% mass fraction， increasing the heat source temperature from 100 ℃ to 140 ℃ enhances the energy storage rate and efficiency by 89.1% and 18%， respectively. The performance response to the solution mass fraction was nonlinear， with an optimal mass fraction range； as the initial mass fraction increased from 55% to 63%， the average storage density decreased by 15.9%， while the efficiency increased by 31%. Storage characteristics are negatively correlated with cooling water temperature； as it increases from 10 ℃ to 30 ℃， the energy storage rate and efficiency decrease by an average of 46.7% and 35.4%， respectively. Of all the factors， the cooling water temperature exerts the most consistent and significant negative impact on system performance， making it the primary limiting factor under current operating conditions.

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蔡伟光，于艳辉，刘源 . 中国城乡建设领域碳排放研究报告（2024年）［J］. 建筑， 2025 （ 2 ）： 56 - 63 .

Cai Weiguang ， Yu Yanhui ， Liu Yuan . Research report on carbon emissions in urban and rural construction in China （2024）［J］. Construction and Architecture ， 2025 （ 2 ）： 56 - 63 .

Yang Tianrun ， Liu Wen ， Kramer G J ， et al . Seasonal thermal energy storage： a techno-economic literature review ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2021 ， 139 ： 110732

唐云霓，闫如雪，周艳玲 . 碳中和愿景下能源政策的结构表征与优化路径［J］. 清华大学学报（自然科学版）， 2023 ， 63 （ 1 ）： 1 - 14 .

Tang Yunni ， Yan Ruxue ， Zhou Yanling . Structural representation and optimization path of energy policy under the carbon neutral vision ［J］. Journal of Tsinghua University （Science and Technology）， 2023 ， 63 （ 1 ）： 1 - 14 .

张春伟，陈静，王成刚，等 . 相变储能技术的传热强化方法综述［J］. 制冷学报， 2023 ， 44 （ 1 ）： 1 - 13 .

Zhang Chunwei ， Chen Jing ， Wang Chenggang ， et al . Review on heat transfer enhancement methods of latent heat storage technology ［J］. Journal of Refrigeration ， 2023 ， 44 （ 1 ）： 1 - 13 .

Zhang Yannan ， Wang Ruzhu . Sorption thermal energy storage： Concept， process， applications and perspectives ［J］. Energy Storage Materials ， 2020 ， 27 ： 352 - 369 .

李召金，毕月虹，刘林威，等 . 吸收式蓄能技术及其热力学研究现状及展望［J］. 制冷与空调（北京）， 2024 ， 24 （ 6 ）： 1 - 13 .

Li Zhaojin ， Bi Yuehong ， Liu Linwei ， et al . Status and prospect of absorption energy storage technology and thermodynamics research ［J］. Refrigeration and Air-Conditioning ， 2024 ， 24 （ 6 ）： 1 - 13 .

余楠，王如竹，陆紫生，等 . 三相吸收跨季节储能循环的理论分析［J］. 工程热物理学报， 2014 ， 35 （ 3 ）： 423 - 427 .

Yu Nan ， Wang Ruzhu ， Lu Zisheng ， et al . Theoretical analysis of a three-phase absorption cycle for seasonal heat storage ［J］. Journal of Engineering Thermophysics ， 2014 ， 35 （ 3 ）： 423 - 427 .

胡涛涛，杨丽，刘鹏，等 . 溶液结晶热力学与过程分析研究进展［J］. 化学工业与工程， 2023 ， 40 （ 4 ）： 67 - 77 .

Hu Taotao ， Yang Li ， Liu Peng ， et al . Research and application of solution crystallization thermodynamics and process analysis ［J］. Chemical Industry and Engineering ， 2023 ， 40 （ 4 ）： 67 - 77 .

Mehari A ， Xu Z Y ， Wang R Z . Multi-functional three-phase sorption solar thermal energy storage cycles for cooling， heating， and heat transformer ［J］. Applied Thermal Engineering ， 2021 ， 189 ： 116765 .

Mehari A ， Xu Z Y ， Wang R Z . Thermodynamic evaluation of three-phase absorption thermal storage in humid air with energy storage density over 600 kW·h/m 3 ［J］. Energy Conversion and Management ， 2022 ， 258 ： 115476 .

Wang Lingshi ， Liu Xiaobing ， Yang Zhiyao ， et al . Experimental study on a novel three-phase absorption thermal battery with high energy density applied to buildings ［J］. Energy ， 2020 ， 208 ： 118311 .

Lin Yao ， Xiao Fu ， Wang Shengwei . A novel modified LiCl solution for three-phase absorption thermal energy storage and its thermal and physical properties ［J］. International Journal of Refrigeration ， 2021 ， 130 ： 44 - 55 .

丁志雄，隋云任，吴伟 . 吸收式储能研究进展［J］. 制冷学报， 2025 ， 46 （ 3 ）： 11 - 23 .

Ding Zhixiong ， Sui Yunren ， Wu Wei . Research progress in absorption thermal energy storage ［J］. Journal of Refrigeration ， 2025 ， 46 （ 3 ）： 11 - 23 .

Choi K H ， Kimura K . Experiments of a dryness storage tank in a solar heated dehumidifying/drying system of open cycle absorption type ［M］// Clean and Safe Energy Forever . Amsterdam ： Elsevier ， 1990 ： 860 - 864 .

Li Gang ， Qian Suxin ， Lee H ， et al . Experimental investigation of energy and exergy performance of short term adsorption heat storage for residential application ［J］. Energy ， 2014 ， 65 ： 675 - 691 .

Yu N ， Wang R Z ， Lu Z S ， et al . Evaluation of a three-phase sorption cycle for thermal energy storage ［J］. Energy ， 2014 ， 67 ： 468 - 478 .

Jeong J ， Jung H S ， Lee J W ， et al . Hybrid cooling and heating absorption heat pump cycle with thermal energy storage ［J］. Energy ， 2023 ， 283 ： 129027 .

Padamurthy A ， Gandla P K ， Sheelwant A ， et al . Emerging trends and future prospects of thermochemical energy storage systems for building space and water heating applications ［J］. International Journal of Energy Research ， 2025 ， 2025 （ 1 ）： 6685290 .

游锦方，高金彤，闵恒，等 . 高储能密度三相吸收式储热系统的设计与测试［J］. 制冷学报， 2024 ， 45 （ 6 ）： 33 - 40 .

You Jinfang ， Gao Jintong ， Min Heng ， et al . Design and test of a three-phase absorption thermal storage system with high energy storage density ［J］. Journal of Refrigeration ， 2024 ， 45 （ 6 ）： 33 - 40 .

陈泽华，王刚，赵泳涵，等 . 溶液吸收式蓄能循环特性分析［J］. 制冷学报， 2025 ， 46 （ 3 ）： 32 - 38 .

Chen Zehua ， Wang Gang ， Zhao Yonghan ， et al . Analysis of the characteristics of solution absorption heat storage cycles ［J］. Journal of Refrigeration ， 2025 ， 46 （ 3 ）： 32 - 38 .

Zhang Xiaoling ， Li Minzhi ， Shi Wenxing ， et al . Experimental investigation on charging and discharging performance of absorption thermal energy storage system ［J］. Energy Conversion and Management ， 2014 ， 85 ： 425 - 434 .

张晓灵，石文星，王宝龙，等 . 基于增压吸收的吸收式蓄能装置的性能分析［J］. 化工学报， 2014 ， 65 （ 6 ）： 2241 - 2248 .

Zhang Xiaoling ， Shi Wenxing ， Wang Baolong ， et al . Performance analysis of pressurized absorption thermal storage equipment ［J］. CIESC Journal ， 2014 ， 65 （ 6 ）： 2241 - 2248 .

N’Tsoukpoe K E ， Le Pierrès N ， Luo Lingai . Numerical dynamic simulation and analysis of a lithium bromide/water long-term solar heat storage system ［J］. Energy ， 2012 ， 37 （ 1 ）： 346 - 358 .

蒋明贺，毕月虹，刘肖，等 . 溴化锂-水工质对的三相蓄能系统热力学性能分析［J］. 制冷与空调（北京）， 2015 ， 15 （ 6 ）： 86 - 92 .

Jiang Minghe ， Bi Yuehong ， Liu Xiao ， et al . Thermodynamic performance analysis on LiBr-H 2 O three-phase therm al energy storage system ［J］. Refrigeration and Air-Conditioning ， 2015 ， 15 （ 6 ）： 86 - 92 .

Courbon E ， D'Ans P ， Skrylnyk O ， et al . New prominent lithium bromide-based composites for thermal energy storage ［J］. Journal of Energy Storage ， 2020 ， 32 ： 101699 .

GB/T 3163—2024 真空技术术语［S］. GB/T 3163—（2024 Vacuum technology—vocabulary ［S］.）

Meyer V R . Measurement uncertainty ［J］. Journal of Chromatography A ， 2007 ， 1158 （ 1/2 ）： 15 - 24 .

Løge I A ， Anabaraonye B U ， Bovet N ， et al . Crystal nucleation and growth： supersaturation and crystal resilience determine stickability ［J］. Crystal Growth & Design ， 2023 ， 23 （ 4 ）： 2619 - 2627 .

张晓灵 . 吸收式蓄能与释能的动态特性及其性能改善方法［D］. 北京：清华大学， 2014 .

Zhang Xiaoling . Charging and discharging characteristics and performance improvement of absorption thermal energy storage system ［D］. Beijing ： Tsinghua University ， 2014 .

Ding Zhixiong ， Wu Wei . Large-temperature-lift energy storage heat transformer for deep thermal energy utilization ［J］. Applied Energy ， 2025 ， 384 ： 125481 .

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