液态空气储能系统、组合式蓄冷器及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种液态空气储能系统、组合式蓄冷器及其控制方法。组合式蓄冷器包括第一主管；第二主管；至少两个蓄冷罐，至少两个蓄冷罐之间通过第一支管串联，且至少两个蓄冷罐的顶部通过第二支管与第一主管连通，至少两个蓄冷罐的底部通过第三支管与第二主管连通；补冷罐，连接于第一主管，且通过第四支管连接于其中一个蓄冷罐的上游；常温罐，连接于第一主管和第二主管，且通过第五支管连接于另一个蓄冷罐的下游。该组合式蓄冷器中补冷罐和常温罐能够为斜温层的发展提供空间，保证在储/释冷过程中填充床的换热流体的出口温度始终保持在设计温度，开放部分有效换热的蓄冷罐以取代全部开放，可减少换热流体的泵送功耗，实现系统效率的提升。效率的提升。效率的提升。

【技术实现步骤摘要】
液态空气储能系统、组合式蓄冷器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及蓄冷设备领域，特别是涉及一种液态空气储能系统、组合式蓄冷器及其控制方法。

技术介绍

[0002]能源消耗的大幅增长是危及环境的主要问题之一，气候变化带来的不可逆转的后果促使了能源结构的转型，而目前在电力生产中，化石燃料仍然占据总能源消耗的四分之一，因此可再生能源的发展势在必行。然而，可再生能源具有不可预测、不稳定性，为电力生产和电力需求之间的平衡带来一定的挑战，克服这一问题的一个可行的解决方案是进行能量存储。
[0003]储能技术可以通过调峰或负载均衡来实现能源供需平衡。目前大规模的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气储能及液态空气储能，因抽水蓄能和压缩空气储能技术受环境条件限制较大，液态空气储能技术受到广泛关注。作为可实现大规模长时储能的液态空气储能技术，具有不受地理条件限制、储能密度较高等优点，而其系统储能效率仍有较大提升空间。
[0004]蓄冷系统作为液态空气储能整体流程中的核心部分，其效率直接决定系统效率。因此，实现蓄冷器的高效蓄冷则尤为关键。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种组合式蓄冷器，能够大幅减少换热流体的泵送功耗，进而实现系统效率的提升。
[0006]本专利技术第一方面实施例提供一种组合式蓄冷器，包括：
[0007]第一主管；
[0008]第二主管；
[0009]至少两个蓄冷罐，至少两个所述蓄冷罐之间通过第一支管串联，且至少两个所述蓄冷罐的顶部通过第二支管与所述第一主管连通，至少两个所述蓄冷罐的底部通过第三支管与所述第二主管连通；
[0010]补冷罐，连接于所述第一主管，且通过第四支管连接于其中一个所述蓄冷罐的上游；
[0011]常温罐，连接于所述第一主管和所述第二主管，且通过第五支管连接于另一个所述蓄冷罐的下游。
[0012]根据本专利技术第一方面实施例提供的组合式蓄冷器，通过在蓄冷罐的上下游分别加入补冷罐和常温罐，因为随着储/释冷过程进行和次数的不断累积，填充床内部斜温层不断扩张，加入补冷罐和常温罐能够有效为斜温层的发展提供空间，进而保证在储/释冷过程中填充床的换热流体的出口温度始终保持在设计温度，以上方式能够有效克服填充床在多循环中的动态特性对整体系统造成的不利影响。而且，由于该组合式蓄冷器采用模块化调控，
同时开放部分有效换热的蓄冷罐以取代全部开放，能够大幅减少换热流体的泵送功耗，进而实现系统效率的提升。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述第一支管上设置有第一控制阀，所述第二支管上设置有第二控制阀，所述第三支管上设置有第三控制阀，所述第四支管上设置有第四控制阀，所述第五支管上设置有第五控制阀。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述补冷罐的底部还设置有第六支管，所述第六支管上设置有第六控制阀。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述补冷罐与所述第一主管之间设置有第七控制阀，所述常温罐与所述第一主管之间设置有第八控制阀，所述常温罐与所述第二主管之间设置有第九控制阀。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，在所述第一主管上与所述第八控制阀背离所述常温罐的一侧连接有第十控制阀，在所述第二主管上背离所述第九控制阀的一侧连接有第十一控制阀。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述蓄冷罐包括蓄冷罐本体以及填充在所述蓄冷罐本体内部的固相蓄冷介质。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述补冷罐和/或所述常温罐为多个，多个所述补冷罐之间相互串联，和/或多个所述常温罐之间相互串联。
[0019]本专利技术第二方面实施例提供一种液态空气储能系统，包括上述的组合式蓄冷器。
[0020]根据本专利技术第二方面实施例提供的液态空气储能系统，通过设置本专利技术第一方面实施例中的组合式蓄冷器，能够保证在储/释冷过程中填充床的换热流体的出口温度始终保持在设计温度。由于组合式蓄冷器采用模块化调控，同时开放部分有效换热的蓄冷罐以取代全部开放，能够大幅减少换热流体的泵送功耗，进而能够实现液态空气储能系统效率的提升。
[0021]本专利技术第三方面实施例提供一种组合式蓄冷器的控制方法，包括：
[0022]初次蓄冷步骤，将换热流体由所述蓄冷罐的底部通入至少两个所述蓄冷罐中位于上游的所述蓄冷罐中，并使所述换热流体依次流经其余所述蓄冷罐；
[0023]再次蓄冷步骤，将换热流体通入所述补冷罐中，并使所述换热流体依次流经其余所述蓄冷罐。
[0024]根据本专利技术的一个实施例，还包括：
[0025]确定相邻上次的蓄冷过程中，斜温层进入所述常温罐中；
[0026]第一释冷步骤，将换热流体由第八控制阀通入所述常温罐和至少两个所述蓄冷罐中位于下游的所述蓄冷罐中；
[0027]第二释冷步骤，所述常温罐的温度达到预设温度后，将所述换热流体依次通入所述蓄冷罐和所述低温罐中。
[0028]本专利技术中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
[0029]根据本专利技术第一方面实施例提供的组合式蓄冷器，通过在蓄冷罐的上下游分别加入补冷罐和常温罐，因为随着储/释冷过程进行和次数的不断累积，填充床内部斜温层不断扩张，加入补冷罐和常温罐能够有效为斜温层的发展提供空间，进而保证在储/释冷过程中填充床的换热流体的出口温度始终保持在设计温度，以上方式能够有效克服填充床在多循
环中的动态特性对整体系统造成的不利影响。而且，由于该组合式蓄冷器采用模块化调控，同时开放部分有效换热的蓄冷罐以取代全部开放，能够大幅减少换热流体的泵送功耗，进而实现系统效率的提升。
[0030]根据本专利技术第二方面实施例提供的液态空气储能系统，通过设置本专利技术第一方面实施例中的组合式蓄冷器，能够保证在储/释冷过程中填充床的换热流体的出口温度始终保持在设计温度。由于组合式蓄冷器采用模块化调控，同时开放部分有效换热的蓄冷罐以取代全部开放，能够大幅减少换热流体的泵送功耗，进而能够实现液态空气储能系统效率的提升。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例提供的组合式蓄冷器的示意性结构图。
[0032]附图标记：
[0033]100、第一主管；102、第二主管；104、蓄冷罐；106、第一支管；108、第二支管；110、第三支管；112、补冷罐；114、第四支管；116、常温罐；118、第五支管；120、第一控制阀；122、第二控制阀；124、第三控制阀；126、第四控制阀；128、第五控制阀；130、第六支管；132、第六控制阀；134、第七控制阀；136、第八控制阀；138、第九控制阀；140、第十控制阀；142、第十一控制阀。
具体实施方式
[0034]为使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合专利技术中的附图，对专利技术中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于专利技术中的实施例，本领域普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式蓄冷器，其特征在于，包括：第一主管(100)；第二主管(102)；至少两个蓄冷罐(104)，至少两个所述蓄冷罐(104)之间通过第一支管(106)串联，且至少两个所述蓄冷罐(104)的顶部通过第二支管(108)与所述第一主管(100)连通，至少两个所述蓄冷罐(104)的底部通过第三支管(110)与所述第二主管(102)连通；补冷罐(112)，连接于所述第一主管(100)，且通过第四支管(114)连接于其中一个所述蓄冷罐(104)的上游；常温罐(116)，连接于所述第一主管(100)和所述第二主管(102)，且通过第五支管(118)连接于另一个所述蓄冷罐(104)的下游。2.根据权利要求1所述的组合式蓄冷器，其特征在于，所述第一支管(106)上设置有第一控制阀(120)，所述第二支管(108)上设置有第二控制阀(122)，所述第三支管(110)上设置有第三控制阀(124)，所述第四支管(114)上设置有第四控制阀(126)，所述第五支管(118)上设置有第五控制阀(128)。3.根据权利要求1所述的组合式蓄冷器，其特征在于，所述补冷罐(112)的底部还设置有第六支管(130)，所述第六支管(130)上设置有第六控制阀(132)。4.根据权利要求1所述的组合式蓄冷器，其特征在于，所述补冷罐(112)与所述第一主管(100)之间设置有第七控制阀(134)，所述常温罐(116)与所述第一主管(100)之间设置有第八控制阀(136)，所述常温罐(116)与所述第二主管(102)之间设置有第九控制阀(138)。5.根据权利要求4所述的组合式蓄冷器，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：季伟，郭璐娜，高诏诏，陈六彪，崔晨，郭嘉，王俊杰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：