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

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

溴化锂热化学蓄能特性的实验研究

更新时间：2026-10-13

- 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47卷第5期页码：173-182
- 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。
- 基金信息：
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250818001
  中图分类号： TB61⁺6;TK115
- 收稿：2025-08-18，
  
  修回：2025-09-20，
  
  录用：2025-10-14，
  
  纸质出版：2026-10-16
- 稿件说明：
移动端阅览
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,2026,47(05):173-182.

Zhao Yonghan Wang Gang Chen Zehua Yang Hui.Experimental Investigation on the Thermochemical Energy Storage Characteristics of Lithium Bromide[J].Journal of Refrigeration,2026,47(05):173-182.
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,2026,47(05):173-182. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20250818001.

Zhao Yonghan Wang Gang Chen Zehua Yang Hui.Experimental Investigation on the Thermochemical Energy Storage Characteristics of Lithium Bromide[J].Journal of Refrigeration,2026,47(05):173-182. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20250818001.

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%。可见，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 show that the energy storage rate and efficiency increase with the source temperature. At a 55% mass fraction of lithium bromide， 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 is nonlinear， with an optimal mass fraction range； as the initial mass fraction increases from 55% to 63%， the average storage density decreases by 15.9%， while the efficiency increases by 31%. The storage characteristics are negatively correlated with the 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 the system performance， making it the primary limiting factor under current operating conditions.

关键词

Keywords

references

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 thermal 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 .

浏览量

815

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

单蜂窝槽内溶液结晶热质传递的研究

平膜蓄能器溶晶过程实验研究

基于蓄能的户用光伏智能用电系统研究

溶液吸收式蓄能循环特性分析

基于新型石墨烯基复合吸附剂的太阳能热驱动蓄冷研究