本發(fā)明屬于儲(chǔ)能，特別涉及到一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的不斷增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益增強(qiáng)，開(kāi)發(fā)高效、清潔的能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換技術(shù)顯得尤為重要。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)面臨資源枯竭、環(huán)境污染等問(wèn)題，而可再生能源如太陽(yáng)能、地?zé)崮艿入m然清潔無(wú)污染，但其供應(yīng)具有間歇性和不穩(wěn)定性，難以實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定供電。因此，研究能夠高效儲(chǔ)存并靈活釋放熱能的技術(shù)成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。

2、低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)正是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)通過(guò)集成儲(chǔ)能充電、有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電及熱泵循環(huán)三大子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)崮艿母咝?chǔ)存、轉(zhuǎn)換與利用。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)㈤g歇性的可再生能源轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存的熱能，還能在需要時(shí)釋放熱能驅(qū)動(dòng)朗肯循環(huán)發(fā)電，從而為用戶(hù)提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)。同時(shí)，熱泵循環(huán)的引入進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的熱管理能力，提高了整體能效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，集儲(chǔ)能、發(fā)電與熱泵功能于一體，創(chuàng)新性地融合了儲(chǔ)能充電、有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電及熱泵循環(huán)三大子系統(tǒng)。

2、具體描述如下：一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，包括儲(chǔ)能充電系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

3、所述儲(chǔ)能充電系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐、具有壓縮功能和膨脹功能的壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、低溫儲(chǔ)罐、高溫儲(chǔ)罐、工質(zhì)儲(chǔ)罐、工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)、第一循環(huán)泵以及它們之間的連接管道；所述蓄冷儲(chǔ)罐、壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)按照以上順序通過(guò)管道連接起來(lái)形成一個(gè)閉環(huán)的回路就組成了儲(chǔ)能充電系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；所述高溫儲(chǔ)罐、過(guò)熱換熱器、過(guò)冷換熱器罐、低溫儲(chǔ)罐以及第一循環(huán)泵依次首尾連接起來(lái)組成儲(chǔ)能充電系統(tǒng)的儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；

4、所述有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐、具有壓縮功能和膨脹功能的壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、低溫儲(chǔ)罐、高溫儲(chǔ)罐、工質(zhì)儲(chǔ)罐、工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)、第二循環(huán)泵以及它們之間的連接管道；所述蓄冷儲(chǔ)罐、壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)、工質(zhì)儲(chǔ)罐按照以上順序通過(guò)管道連接起來(lái)形成一個(gè)閉環(huán)的回路就組成了有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；所述第二循環(huán)泵、高溫儲(chǔ)罐、過(guò)熱換熱器、過(guò)冷換熱器以及低溫儲(chǔ)罐依次首尾連接起來(lái)組成有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；

5、所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐、具有壓縮功能和膨脹功能的壓縮膨脹一體機(jī)、散熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)以及它們之間的連接管道；所述蓄冷儲(chǔ)罐、壓縮膨脹一體機(jī)、散熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)按照以上順序通過(guò)管道連接起來(lái)形成一個(gè)閉環(huán)的回路就組成了熱泵循環(huán)系統(tǒng)。

6、進(jìn)一步地，所述控制系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐與壓縮膨脹一體機(jī)之間的截止閥，壓縮膨脹一體機(jī)與過(guò)熱換熱器之間并聯(lián)的電磁閥，過(guò)熱換熱器與蓄熱儲(chǔ)罐/高溫儲(chǔ)罐之間的電磁閥/電磁閥，蓄熱儲(chǔ)罐與過(guò)冷換熱器之間的截止閥，過(guò)冷換熱器與工質(zhì)儲(chǔ)罐頂部進(jìn)口/散熱器/低溫儲(chǔ)罐/工質(zhì)儲(chǔ)罐底部出口之間的電磁閥/截止閥/電磁閥/電磁閥，過(guò)冷換熱器與工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)之間的電磁閥，工質(zhì)儲(chǔ)罐底部出口與蓄冷儲(chǔ)罐/膨脹閥之間的電磁閥和截止閥/電磁閥,?膨脹閥與蓄冷儲(chǔ)罐之間的截止閥，工質(zhì)儲(chǔ)罐頂部進(jìn)口與蓄冷儲(chǔ)罐之間的電磁閥，散熱器與壓縮膨脹一體機(jī)之間的電磁閥。

7、進(jìn)一步地，所述蓄冷儲(chǔ)罐內(nèi)裝有蓄冷介質(zhì)，蓄冷介質(zhì)的周?chē)O(shè)有換熱管，蓄冷儲(chǔ)罐對(duì)外連接進(jìn)出口與其內(nèi)部的換熱管連通。

8、進(jìn)一步地，所述蓄熱儲(chǔ)罐內(nèi)裝有蓄熱介質(zhì)，蓄熱介質(zhì)的周?chē)O(shè)有換熱管；蓄熱儲(chǔ)罐對(duì)外連接進(jìn)出口與其內(nèi)部的換熱管連通。

9、進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能充電系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐、具有壓縮功能和膨脹功能的壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、低溫儲(chǔ)罐、高溫儲(chǔ)罐、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥、第一循環(huán)泵以及它們之間的連接管道；所述蓄冷儲(chǔ)罐、壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥按照以上順序通過(guò)管道連接起來(lái)形成一個(gè)閉環(huán)的回路就組成了儲(chǔ)能充電系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；所述高溫儲(chǔ)罐、過(guò)熱換熱器、過(guò)冷換熱器罐、低溫儲(chǔ)罐以及第一循環(huán)泵依次首尾連接起來(lái)組成儲(chǔ)能充電系統(tǒng)的儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。

10、進(jìn)一步地，所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐、具有壓縮功能和膨脹功能的壓縮膨脹一體機(jī)、散熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥以及它們之間的連接管道；所述蓄冷儲(chǔ)罐、壓縮膨脹一體機(jī)、散熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥按照以上順序通過(guò)管道連接起來(lái)形成一個(gè)閉環(huán)的回路就組成了熱泵循環(huán)系統(tǒng)。

11、進(jìn)一步地，所述工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)是一種集工質(zhì)泵與液力發(fā)電技術(shù)于一體的設(shè)備。

12、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）高效儲(chǔ)能與轉(zhuǎn)換：該系統(tǒng)采用低溫相變朗肯循環(huán)技術(shù)，能夠高效地將熱能儲(chǔ)存并轉(zhuǎn)換為電能，儲(chǔ)能效率與發(fā)電效率均優(yōu)于傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用；2）靈活切換與穩(wěn)定運(yùn)行：儲(chǔ)能充電系統(tǒng)與有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)共享循環(huán)工質(zhì)與儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)控制系統(tǒng)的精確調(diào)節(jié)，可以靈活切換工作模式，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能與發(fā)電的無(wú)縫銜接，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；3）集成化與模塊化設(shè)計(jì)：系統(tǒng)采用集成化設(shè)計(jì)，各子系統(tǒng)之間高度協(xié)同，同時(shí)模塊化設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)易于擴(kuò)展和維護(hù)，降低了運(yùn)維成本；4）熱管理能力強(qiáng)：熱泵循環(huán)系統(tǒng)的引入增強(qiáng)了系統(tǒng)的熱管理能力，能夠有效調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部溫度，提高整體能效，并延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；5）環(huán)保節(jié)能：該系統(tǒng)主要利用低溫?zé)崮苓M(jìn)行儲(chǔ)能與發(fā)電，不產(chǎn)生污染物排放，符合綠色低碳的環(huán)保理念，是未來(lái)能源發(fā)展的重要方向之一。

技術(shù)特征：

1.一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括儲(chǔ)能充電系統(tǒng)、有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

2.?根據(jù)權(quán)利要求?1所述的一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐與壓縮膨脹一體機(jī)之間的截止閥，壓縮膨脹一體機(jī)與過(guò)熱換熱器之間并聯(lián)的電磁閥，過(guò)熱換熱器與蓄熱儲(chǔ)罐/高溫儲(chǔ)罐之間的電磁閥/電磁閥，蓄熱儲(chǔ)罐與過(guò)冷換熱器之間的截止閥，過(guò)冷換熱器與工質(zhì)儲(chǔ)罐頂部進(jìn)口/散熱器/低溫儲(chǔ)罐/工質(zhì)儲(chǔ)罐底部出口之間的電磁閥/截止閥/電磁閥/電磁閥，過(guò)冷換熱器與工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)之間的電磁閥，工質(zhì)儲(chǔ)罐底部出口與蓄冷儲(chǔ)罐/膨脹閥之間的電磁閥和截止閥/電磁閥,?膨脹閥與蓄冷儲(chǔ)罐之間的截止閥，工質(zhì)儲(chǔ)罐頂部進(jìn)口與蓄冷儲(chǔ)罐之間的電磁閥，散熱器與壓縮膨脹一體機(jī)之間的電磁閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求?1所述的一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄冷儲(chǔ)罐內(nèi)裝有蓄冷介質(zhì)，蓄冷介質(zhì)的周?chē)O(shè)有換熱管，蓄冷儲(chǔ)罐對(duì)外連接進(jìn)出口與其內(nèi)部的換熱管連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求?1所述的一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄熱儲(chǔ)罐內(nèi)裝有蓄熱介質(zhì)，蓄熱介質(zhì)的周?chē)O(shè)有換熱管；蓄熱儲(chǔ)罐對(duì)外連接進(jìn)出口與其內(nèi)部的換熱管連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能充電系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐、具有壓縮功能和膨脹功能的壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、低溫儲(chǔ)罐、高溫儲(chǔ)罐、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥、第一循環(huán)泵以及它們之間的連接管道；所述蓄冷儲(chǔ)罐、壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、蓄熱儲(chǔ)罐、過(guò)冷換熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥按照以上順序通過(guò)管道連接起來(lái)形成一個(gè)閉環(huán)的回路就組成了儲(chǔ)能充電系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；所述高溫儲(chǔ)罐、過(guò)熱換熱器、過(guò)冷換熱器罐、低溫儲(chǔ)罐以及第一循環(huán)泵依次首尾連接起來(lái)組成儲(chǔ)能充電系統(tǒng)的儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。

6.?根據(jù)權(quán)利要求?1所述的一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括蓄冷儲(chǔ)罐、具有壓縮功能和膨脹功能的壓縮膨脹一體機(jī)、散熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥以及它們之間的連接管道；所述蓄冷儲(chǔ)罐、壓縮膨脹一體機(jī)、散熱器、工質(zhì)儲(chǔ)罐、膨脹閥按照以上順序通過(guò)管道連接起來(lái)形成一個(gè)閉環(huán)的回路就組成了熱泵循環(huán)系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1述的一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述工質(zhì)泵/液力發(fā)電一體機(jī)是一種集工質(zhì)泵與液力發(fā)電技術(shù)于一體的設(shè)備。

技術(shù)總結(jié)
一種低溫相變朗肯循環(huán)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)集儲(chǔ)能、發(fā)電與熱泵功能于一體，創(chuàng)新性地融合了儲(chǔ)能充電、有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電及熱泵循環(huán)三大子系統(tǒng)。通過(guò)壓縮膨脹一體機(jī)、過(guò)熱換熱器、過(guò)冷換熱器、儲(chǔ)罐及泵等核心組件，實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崮艿母咝Т鎯?chǔ)與轉(zhuǎn)換。儲(chǔ)能充電與發(fā)電系統(tǒng)共享循環(huán)工質(zhì)與儲(chǔ)熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，靈活切換工作模式，既能在充電模式下儲(chǔ)存熱能，又能在發(fā)電模式下釋放熱能驅(qū)動(dòng)朗肯循環(huán)發(fā)電。熱泵循環(huán)則進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的熱管理能力，提升整體能效。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，功能全面，為可再生能源的高效利用與能源儲(chǔ)存提供了新方案。

技術(shù)研發(fā)人員：祝長(zhǎng)宇,李達(dá),丁式平,祝帝文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京中熱能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4