本發(fā)明涉及儲能，尤其涉及一種接觸式換熱蓄冷裝置、方法及儲能設備。

背景技術：

1、

2、液態(tài)空氣儲能具有儲能時間長、儲能密度高、循環(huán)壽命長、布設位置靈活、環(huán)境友好等突出優(yōu)點，是理想的大規(guī)模長時儲能技術之一，蓄冷是液態(tài)空氣儲能的關鍵環(huán)節(jié)。

3、基于流化技術的接觸式換熱蓄冷裝置采用固體顆粒作為蓄冷介質，固體顆粒在重力的作用下在換熱器中與低溫氮氣完成熱交換，吸收并儲存冷能后落入低溫顆粒儲罐中。此固相蓄冷方式無斜溫層影響、安全環(huán)保、蓄冷效率高，對推動液態(tài)空氣儲能大規(guī)模工程應用具有重要價值。

4、固相蓄冷方式采用石英砂、玄武巖等固體顆粒材料，具有成本低廉、安全性好的突出優(yōu)勢，然而傳統(tǒng)固相蓄冷多采用固定式填充床結構，該結構由于填充介質的堆積，儲釋冷過程中不可避免存在斜溫層效應，導致蓄冷效率較低。

5、傳統(tǒng)固定式填充床結構在長期儲釋冷循環(huán)中，固體顆粒存在碎裂風險，破碎的固體顆粒不僅難以清除，而且容易導致填充床堵塞，產生局部溫度集中區(qū)，進一步惡化換熱蓄冷環(huán)境，嚴重影響液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的安全運行，為此，有必要開發(fā)新型高效的固相蓄冷方式。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種接觸式換熱蓄冷裝置，用以解決現(xiàn)有技術存在蓄冷效率低、固體顆粒容易破碎以及安全性低的問題。

2、本發(fā)明提供一種接觸式換熱蓄冷裝置，包括：

3、流化床換熱管道，所述流化床換熱管道的下端設置有介質入口與顆粒輸出口，所述流化床換熱管道的上端設置有介質出口與顆粒輸入口；氣相傳熱介質通過所述介質入口流入所述流化床換熱管道內，并通過所述介質出口流出；

4、第一顆粒儲罐，所述第一顆粒儲罐通過第一連接管與所述顆粒輸入口連通，所述第一顆粒儲罐用于通過所述顆粒輸入口向所述流化床換熱管道內輸送惰性顆粒；所述惰性顆粒在所述流化床換熱管道內依靠重力向下運動并與所述氣相傳熱介質進行換熱；

5、第二顆粒儲罐，所述第二顆粒儲罐通過第二連接管與所述顆粒輸出口連通，所述第二顆粒儲罐用于存儲與所述氣相傳熱介質換熱之后的所述惰性顆粒；

6、顆粒輸送機，所述顆粒輸送機與所述第一顆粒儲罐以及所述第二顆粒儲罐連通，所述顆粒輸送機用于將所述第二顆粒儲罐內的所述惰性顆粒輸送至所述第一顆粒儲罐中。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種接觸式換熱蓄冷裝置，還包括：

8、顆粒均布器，設置于所述流化床換熱管道內的上部，所述顆粒均布器通過所述顆粒輸入口與所述第一連接管連通，所述顆粒均布器用于使所述惰性顆粒均勻輸入所述流化床換熱管道內，以使所述惰性顆粒在所述流化床換熱管道內均勻下落。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種接觸式換熱蓄冷裝置，還包括：

10、進氣均布器，設置于所述流化床換熱管道內的下部，所述進氣均布器與所述介質入口連通，所述進氣均布器用于使所述氣相傳熱介質在所述流化床換熱管道內均勻分布。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種接觸式換熱蓄冷裝置，還包括：

12、第一顆粒閥門，設置于所述第一連接管，所述第一顆粒閥門用于控制所述第一連接管的導通與關閉，并控制所述惰性顆粒流入所述流化床換熱管道內的流速。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的一種接觸式換熱蓄冷裝置，還包括：

14、第二顆粒閥門，設置于所述第二連接管，所述第二顆粒閥門用于控制所述第二連接管的導通與關閉，并控制所述惰性顆粒流出所述流化床換熱管道的流速。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種接觸式換熱蓄冷裝置，所述惰性顆粒為石英砂顆?；蛘咝鋷r顆粒，所述惰性顆粒的粒徑為0.1mm-10mm。

16、根據(jù)本發(fā)明提供的一種接觸式換熱蓄冷裝置，所述流化床換熱管道、所述第一顆粒儲罐以及所述第二顆粒儲罐的外部均設置有保溫層。

17、本發(fā)明還提供一種儲能設備，所述儲能設備包括上述任一項所述的接觸式換熱蓄冷裝置。

18、本發(fā)明還提供一種接觸式換熱蓄冷方法，所述方法基于上述任一項所述的接觸式換熱蓄冷裝置，包括：

19、通過顆粒輸送機將第二顆粒儲罐內的惰性顆粒輸送至第一顆粒儲罐中；

20、將氣相傳熱介質輸入所述流化床換熱管道內；

21、將所述第一顆粒儲罐的所述惰性顆粒輸送至所述流化床換熱管道內，所述惰性顆粒在所述流化床換熱管道內依靠重力向下運動，并與所述氣相傳熱介質進行換熱；

22、將與所述氣相傳熱介質換熱之后的所述惰性顆粒輸入所述第二顆粒儲罐進行存儲。

23、根據(jù)本發(fā)明提供的一種接觸式換熱蓄冷方法，在執(zhí)行將所述第一顆粒儲罐的所述惰性顆粒輸送至所述流化床換熱管道內的步驟的同時，還包括：

24、通過調節(jié)第一顆粒閥的開度來控制所述惰性顆粒的流速，以控制介質入口和介質出口的溫度。

25、本發(fā)明提供的接觸式換熱蓄冷裝置，解決了現(xiàn)有固相蓄冷方式的缺陷，提升了固相蓄冷方式的實用性。由于采用了顆粒流化技術極大地減輕了斜溫層效應的影響，解決了固體顆粒破損帶來的風險和問題，提高了蓄冷的效率，延長了設備的使用壽命，由于采用了固體顆粒利用自身重力向下運動過程中與換熱流體直接接觸，提高了換熱效率。

技術特征：

1.一種接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，還包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，還包括：

6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，所述惰性顆粒（9）為石英砂顆?；蛘咝鋷r顆粒，所述惰性顆粒（9）的粒徑為0.1mm-10mm。

7.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，所述流化床換熱管道（2）、所述第一顆粒儲罐（1）以及所述第二顆粒儲罐（3）的外部均設置有保溫層。

8.一種儲能設備，其特征在于，所述儲能設備包括權利要求1至7任一項所述的接觸式換熱蓄冷裝置。

9.一種接觸式換熱蓄冷方法，所述方法基于權利要求1至7任一項所述的接觸式換熱蓄冷裝置，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權利要求9所述的接觸式換熱蓄冷方法，其特征在于，在執(zhí)行將所述第一顆粒儲罐（1）的所述惰性顆粒（9）輸送至所述流化床換熱管道（2）內的步驟的同時，還包括：

技術總結
本發(fā)明提供一種接觸式換熱蓄冷裝置、方法及儲能設備，涉及儲能技術領域。蓄冷裝置包括流化床換熱管道、第一顆粒儲罐、第二顆粒儲罐和顆粒輸送機，流化床換熱管道的下端設置有介質入口與顆粒輸出口，流化床換熱管道的上端設置有介質出口與顆粒輸入口；氣相傳熱介質通過介質入口流入流化床換熱管道內，并通過介質出口流出。本發(fā)明提供的接觸式換熱蓄冷裝置，解決了現(xiàn)有固相蓄冷方式的缺陷，提升了固相蓄冷方式的實用性。由于采用了顆粒流化技術極大地減輕了斜溫層效應的影響，解決了固體顆粒破損帶來的風險和問題，提高了蓄冷的效率，延長了設備的使用壽命，由于采用了固體顆粒利用自身重力向下運動過程中與換熱流體直接接觸，提高了換熱效率。

技術研發(fā)人員：李博,何海洋,季偉,劉坤,崔令偉,王俊杰
受保護的技術使用者：中綠中科儲能技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6