[发明专利]固液组合蓄冷热器及储能系统

说明书

本发明提供一种固液组合蓄冷热器及储能系统。固液组合蓄冷热器包括填充床容器，填充床容器中设置有内筒，内筒中装填有固相工质，填充床容器的顶部和底部分别开设有第一端口和第二端口；盘管，绕设于内筒，且盘管中填充有液相工质。该固液组合蓄冷热器具有能量回收的功能，耦合了液相蓄冷热的能力，传热效率高，提高了蓄冷热过程的储能效率，有利于系统效率的提升。在释能后剩余的部分能量能够被再次回收利用，提高了系统的能量利用效率。由于使用了固相工质和液相工质两种工质用于蓄冷和或蓄热，进而减少了液相工质的用量，降低了运行成本。而且由于液相工质的传热装置采用盘管的形式，削弱了液相工质的轴向导热，提高了系统的储能效率。

技术领域

本发明涉及蓄冷设备领域，特别是涉及一种固液组合蓄冷热器及储能系统。

背景技术

随着可再生能源发电装机容量不断扩增，其波动性电力输出对电网系统的安全和稳定性的影响也越来越显著，为其发电并网带来了严峻挑战。在再生能源发电系统中引入储能模块，将富余电力进行存储，并在需要时对外释放，可以实现可再生能源向电网系统进行平稳可靠的电力输出，提升电网接纳新能源发电的能力。其中，具有储能规模大、效率高、投资成本低、能量密度高的液态空气储能技术吸引了广泛的关注。蓄冷单元是液态空气储能的核心单元和重要组成部分，冷能的回收效率将显著影响系统的循环效率。

蓄冷、蓄热技术是利用蓄冷、蓄热材料将冷能和热量储存起来，并在需要时释放的技术，可以解决热能供给与需求在时间、空间或强度上的匹配问题，最大限度地提高系统能源利用率。目前蓄冷、蓄热技术已获广泛应用。

填充床结构的蓄冷、蓄热器是一种技术成熟、结构简单的蓄冷、蓄热装置。但通常填充的固体石子与空气间的换热温差大，固相蓄冷工质会不可避免地产生轴向导热，造成系统蓄冷效率较低，从而严重制约了液态空气储能系统的整体储能效率。采用液相工质蓄冷时，虽然液相蓄冷过程传热装置也存在轴向导热，但不那么显著，系统的蓄冷效率能维持在较高的水平。不过，采用液相工质蓄冷时，系统的运行成本较固相蓄冷高。

目前的蓄冷、蓄热装置常仅基于某一种蓄冷、蓄热方式，如仅采用液相蓄冷/热或仅采用固相蓄冷/热，无法规避单独蓄冷/热方式的弊端。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种固液组合蓄冷热器，能够耦合液相蓄冷热的能力，传热效率高，提高了蓄冷热过程的储能效率，有利于系统效率的提升，还能够降低运行成本。

本发明实施例提供一种固液组合蓄冷热器，包括：

填充床容器，所述填充床容器中设置有内筒，所述内筒中装填有固相工质，所述填充床容器的顶部和底部分别开设有第一端口和第二端口；

盘管，绕设于所述内筒，且所述盘管中填充有液相工质。

根据本发明第一方面实施例提供的固液组合蓄冷热器，通过在填充床容器中的内筒中设置固相工质，在盘管中填充液相工质，使得该固液组合蓄冷热器对比传统的填充床结构固相蓄冷热器，具有能量回收的功能，耦合了液相蓄冷热的能力，传热效率高，提高了蓄冷热过程的储能效率，有利于系统效率的提升。在释能后剩余的部分能量能够被再次回收利用，用于系统的供冷和供热，提高了系统的能量利用效率。由于使用了固相工质和液相工质两种工质用于蓄冷和或蓄热，进而减少了液相工质的用量，降低了运行成本。而且由于液相工质的传热装置采用盘管的形式，在一定程度上削弱了液相工质的轴向导热，进一步提高了系统的储能效率。

根据本发明的一个实施例，在所述填充床容器与所述第一端口对应的位置设置有第一均布器，在所述填充床容器与所述第二端口对应的位置设置有第二均布器。

根据本发明的一个实施例，所述第一均布器和/或第二均布器呈板状，所述第一均布器和/或第二均布器上开设有通孔；

由所述第一均布器的中心向所述第一均布器的边缘，所述通孔的孔径逐渐增大；和/或，