[發明專利]固體串聯型熱泵式循環儲能方法及裝置

有效

• 申請號: 201810258652.3
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108534575B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 沈佳杰;鄒楊;戴葉;袁曉鳳
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28F21/04;F24D11/00;F24F5/00;F01D15/10
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

1.一種固體串聯型熱泵式循環儲能方法，其包括儲能模式和釋能模式，其特征在于，

儲能模式：常溫的工作介質經過壓縮機絕熱壓縮之后，通過固體蓄熱系統進行等壓放熱過程，然后進入透平絕熱膨脹對外做功，然后通過固體蓄冷系統進行等壓吸熱；隨后回到壓縮機并重復上述過程；

釋能模式：包括以下兩種可切換的模式：

(1)發電模式：常溫的工作介質通過固體蓄冷系統進行等壓放熱，然后經過壓縮機絕熱壓縮，繼而通過固體蓄熱系統進行等壓吸熱，然后進入透平絕熱膨脹對外做功，最后作為熱源釋放到外界；在此過程中凈輸出的功用于供電；

(2)熱能綜合利用模式：包括供冷子模式和發電與供熱子模式，在所述供冷子模式中，常溫的工作介質通過固體蓄冷系統進行等壓放熱，最后作為冷源供應釋放到外界；在所述發電與供熱子模式中，常溫的工作介質經過壓縮機絕熱壓縮，繼而通過固體蓄熱系統進行等壓吸熱，然后進入透平絕熱膨脹對外做功，最后作為熱源與外界換熱并釋放到外界；在此過程中凈輸出的功用于供電；

所述固體蓄熱系統包括至少一個按順序排列且相互獨立隔熱的固體蓄熱子模塊，所述固體蓄熱子模塊由一條工作介質密封管道串聯；

所述固體蓄冷系統包括至少一個按順序排列且相互獨立隔熱的固體蓄冷子模塊，這些固體蓄冷子模塊由一條工作介質密封管道串聯。

2.根據權利要求1所述的固體串聯型熱泵式循環儲能方法，其特征在于，所述工作介質包括空氣、氬氣、氮氣、氦氣或二氧化碳。

3.一種固體串聯型熱泵式循環儲能裝置，其特征在于：其對應于權利要求1所述的儲能模式，沿工作介質的走向依次排布有流量控制閥、壓縮機、固體蓄熱系統、透平和固體蓄冷系統且形成回路；

對應于權利要求1所述的發電模式，沿工作介質的走向依次排布有第一進氣裝置、固體蓄冷系統、壓縮機、固體蓄熱系統、透平和第一出氣裝置；

對應于權利要求1所述的熱能綜合利用模式，包括：

對應于所述供冷子模式而沿工作介質的走向依次排布的第一進氣裝置、風機、固體蓄冷系統、分流閥和第二出氣裝置；以及

對應于所述發電與供熱子模式而沿工作介質的走向依次排布的第二進氣裝置、壓縮機、固體蓄熱系統、透平、供暖換熱器、供暖系統和第一出氣裝置；

所述固體蓄熱系統包括至少一個按順序排列且相互獨立隔熱的固體蓄熱子模塊，所述固體蓄熱子模塊由一條工作介質密封管道串聯；

所述固體蓄冷系統包括至少一個按順序排列且相互獨立隔熱的固體蓄冷子模塊，這些固體蓄冷子模塊由一條工作介質密封管道串聯。

4.根據權利要求3所述的固體串聯型熱泵式循環儲能裝置，其特征在于，每個固體蓄熱子模塊分別包含固體蓄熱介質和設于該固體蓄熱介質外的保溫層，所述工作介質密封管道的位于固體蓄熱子模塊外的部分均覆蓋有保溫層。

5.根據權利要求4所述的固體串聯型熱泵式循環儲能裝置，其特征在于，所述固體蓄熱介質為包含氧化鎂或氧化鐵的蓄熱磚材料或包含硅酸鹽成分的陶瓷材料。

6.根據權利要求3所述的固體串聯型熱泵式循環儲能裝置，其特征在于，每個固體蓄冷子模塊分別包含固體蓄冷介質和設于該固體蓄冷介質外的保溫層，所述工作介質密封管道的位于固體蓄冷子模塊外的部分均覆蓋有保溫層。

7.根據權利要求6所述的固體串聯型熱泵式循環儲能裝置，其特征在于，所述固體蓄冷介質為包含氧化鎂或氧化鐵的蓄熱磚材料或包含硅酸鹽成分的陶瓷材料。