[發(fā)明專利]一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111482100.9
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114198169B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝永慧;唐勃;張荻;孫磊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K7/00;F01K13/02;F01K21/00;F01K25/10;F02G1/043;F02G1/053;F02G1/055
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，包括干冰制造機（2）、干冰儲存箱（3）、斯特林發(fā)動機釋能組件、高壓二氧化碳釋能組件和泵（4）；高壓二氧化碳釋能組件包括高壓二氧化碳穩(wěn)壓罐（11）、回?zé)峒訜崞鳎?2）、加熱器（13）和透平（14）；

干冰制造機（2）出口與干冰儲存箱（3）干冰入口連通，干冰儲存箱（3）能夠通過內(nèi)壁的螺旋管束內(nèi)換熱介質(zhì)在泵（4）驅(qū)動下流動向斯特林發(fā)動機釋能組件中的斯特林發(fā)動機冷端換熱器（5）輸送冷能，干冰儲存箱（3）的二氧化碳出口與高壓二氧化碳穩(wěn)壓罐（11）入口連通，高壓二氧化碳穩(wěn)壓罐（11）出口依次連接回?zé)峒訜崞鳎?2）冷端、加熱器（13）冷端和透平（14），透平（14）出口連接回?zé)峒訜崞鳎?2）熱端，回?zé)峒訜崞鳎?2）熱端連接干冰制造機（2）二氧化碳原料入口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，干冰制造機（2）外接有主電動機（1），用于制造干冰，其消耗的能量是用電低峰期電網(wǎng)富余電能或可再生能源產(chǎn)生的電能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，干冰儲存箱（3）外部設(shè)絕熱保溫材料，干冰儲存箱（3）內(nèi)壁布置換熱螺旋管束，換熱螺旋管束內(nèi)充滿有凝固點低于-80℃的換熱介質(zhì)，使得在斯特林發(fā)電階段能夠?qū)⒗淠軒С龈杀鶅Υ?箱（3），且干冰儲存箱（3）能夠作為冷源為空調(diào)系統(tǒng)提供冷庫。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，換熱介質(zhì)為天然氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，斯特林發(fā)動機釋能組件包括斯特林發(fā)動機冷端換熱器（5）、斯特拉發(fā)動機蓄熱器（6）、斯特林發(fā)動機熱端換熱器（7）、第一斯特林發(fā)動機活塞（8）和第二斯特林發(fā)動機活塞（9），斯特拉發(fā)動機蓄熱器（6）雙向連接在斯特林發(fā)動機冷端換熱器（5）和斯特林發(fā)動機熱端換熱器（7）之間，第一斯特林發(fā)動機活塞（8）和第二斯特林發(fā)動機活塞（9）外接有第一發(fā)電機（10），斯特林發(fā)動機冷端換熱器（5）和斯特林發(fā)動機熱端換熱器（7）在釋能階段冷熱巨大溫差推動活塞做功帶動第一發(fā)電機（10）產(chǎn)生電能用來補充用電高峰期電網(wǎng)供電。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，高壓二氧化碳穩(wěn)壓罐（11），儲存有常溫高壓的二氧化碳?xì)怏w，用于實現(xiàn)二氧化碳?xì)怏w的持續(xù)、穩(wěn)定釋放，減小對透平（14）的損傷并穩(wěn)定輸出功率。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，干冰儲存箱（3）和高壓二氧化碳穩(wěn)壓罐（11）根據(jù)輸出功率與實際情況需求布置有多個。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，回?zé)峒訜崞鳎?2）用于加熱高壓二氧化碳?xì)怏w溫度，并冷卻乏汽，減少能量向環(huán)境的損耗。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，加熱器（13）采用生活廢熱、生產(chǎn)廢熱或太陽能集熱熱源，用于提升二氧化碳?xì)怏w溫度與做功能力，充分利用現(xiàn)有余熱資源與提升系統(tǒng)利用能量的多樣性。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用干冰升華的儲能系統(tǒng)，其特征在于，透平（14）外接有第二發(fā)電機（15），釋能階段高壓二氧化碳?xì)怏w推動透平（14）葉片做功，帶動第二發(fā)電機（15）產(chǎn)生電能用來補充用電高峰期電網(wǎng)供電。