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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热泵储能,具体地说,涉及一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统。
技术介绍
1、随着化石能源的枯竭和环境污染的加剧,核能和可再生能源在电网中的占比日渐提升,但两者均具有可控性、可调性差的缺点,其大规模并网势必会对电网的稳定运行带来的挑战。储能技术是解决上述问题的有效方法之一,常见的大规模储能系统包括抽水蓄能和压缩空气储能两种,但其均以势能的形式存储电能,因此对地理条件有特殊要求,且储能密度较低,进而限制了其广泛应用。一些新型的储能系统,如热泵储能和液化空气储能,能够以热力学能的形式存储电能,从而突破了地理条件的限制,实现了较高的储能密度和效率,日渐成为储能领域的研究热点。跨临界热泵储能系统属于热泵储能的一种,其通过回功比较低的朗肯循环设计降低了压缩/膨胀机内的能量损失,同时通过匹配工作介质(如二氧化碳)与储能介质(如热水或冰块)的温度变化曲线以降低换热器内的能量损失,具有较高的储能效率和较好的经济性。
2、跨临界热泵储能系统的工作介质(如二氧化碳)无论在储能还是释能过程中,均会经历超临界状态和亚临界状态,其对特定溶质的溶解度会发生显著的变化。当工作介质处于超临界状态时,其溶解性类似液体,而扩散性类似气体,因此能很容易地渗透扩散到被萃取物的微孔内并完成溶解传质;而当工作介质变回亚临界状态时,其对溶质的溶解度会显著降低,从而完成溶剂与溶质的有效分离。
3、上述分离方法即超临界萃取,其技术工艺成熟且已实现工业化,具有绿色环保的优点。但超临界萃取属于高压技术,对工艺技术要求高,设备加工相对昂贵;而且由
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本专利技术采用技术方案的基本构思是:
2、一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,包括依次连接的换热器、萃取釜、压缩机、透平机、分离釜、蒸发器、凝结器、膨胀机和液泵;
3、其中,所述换热器与蓄热器和常温储液罐连接;所述蒸发器和凝结器与蓄冷器连接;所述分离釜与样品槽相连,所述样品槽位于分离釜的下方;所述压缩机和透平机与电动机和发电机连接。
4、作为本专利技术的一种优选实施方式,所述分离釜和萃取釜均设置有若干组,各组所述萃取釜均用于盛放物料,并通入超临界流体萃取物料中的萃取物。
5、作为本专利技术的一种优选实施方式,相邻的两组萃取釜之间通过串阀连通,且各所述萃取釜均与超临界流体源和分离釜相互连通形成萃取通路。
6、作为本专利技术的一种优选实施方式,各所述萃取通路有依次相连的若干个萃取釜与超临界流体源和分离釜连通而成。
7、作为本专利技术的一种优选实施方式,所述分离釜和萃取釜上均管路连接于换热器,所述换热器与所述蓄热器连接,并由所述蓄热器供热。
8、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果:
9、1、本专利技术提出的跨临界热泵储能系统能够将用电低谷时电网中多余的电能、间歇性的可再生能源或者缺乏可调节能力的核能转化为热力学能进行存储,并在用电高峰时重新将存储的热力学能转化为稳定、可控的电能并返回至电网中去,从而更好地匹配电能的供给和需求,同时有效缓解可再生能源的间歇性和核能的不可调节性对电网的稳定运行带来的不利影响。
10、2、本专利技术提出的跨临界热泵储能系统能够在基本不增加热泵储能系统成本的前提下实现了超临界流体萃取,既保留了超临界流体萃取技术成熟、绿色环保等优点,又克服了传统超临界萃取系统能耗高、效率低、价格昂贵的缺点,从而提升了提升了储能-萃取联合系统的整体经济性。
11、3、本专利技术具体实施例提供的朗肯循环设计能有效地减少压缩机和膨胀机中的能量损失,提供的蓄冷、蓄热介质能很好地匹配工质的温度变化曲线,从而有效地减少换热损失,同时该蓄冷、蓄热介质还具有价格低廉、环境友好和储能密度高等优点。
12、下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
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1.一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,包括依次连接的换热器3、萃取釜4、压缩机6、透平机13、分离釜7、蒸发器9、凝结器14、膨胀机11和液泵15;
2.根据权利要求1所述的一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,所述分离釜7和萃取釜4均设置有若干组,各组所述萃取釜4均用于盛放物料,并通入超临界流体萃取物料中的萃取物。
3.根据权利要求2所述的一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,相邻的两组萃取釜4之间通过串阀连通,且各所述萃取釜4均与超临界流体源和分离釜7相互连通形成萃取通路。
4.根据权利要求3所述的一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,各所述萃取通路有依次相连的若干个萃取釜4与超临界流体源和分离釜7连通而成。
5.根据权利要求1所述的一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,所述分离釜7和萃取釜4上均管路连接于换热器3,所述换热器3与所述蓄热器1连接,并由所述蓄热器1供热。
【技术特征摘要】
1.一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,包括依次连接的换热器3、萃取釜4、压缩机6、透平机13、分离釜7、蒸发器9、凝结器14、膨胀机11和液泵15;
2.根据权利要求1所述的一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,所述分离釜7和萃取釜4均设置有若干组,各组所述萃取釜4均用于盛放物料,并通入超临界流体萃取物料中的萃取物。
3.根据权利要求2所述的一种具有超临界萃取功能的热泵储能系统,其特征在于,相...
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