[发明专利]快速置换式储能模块

说明书

本发明涉及一种快速置换式储能模块，包括储能模块壳体、储能介质入口、储能介质出口、快速进气/排气结构；采用快速置换的技术方案、在储能模块中加入快速进气/排气结构，提高了储能模块的响应速度、降低了补充能量过程的等待时间。

技术领域

本发明涉及一种快速置换式储能模块，采用快速置换的技术方案、在储能模块中加入快速进气/排气结构，提高了储能模块的响应速度、降低了补充能量过程的等待时间；从而扩展了储能模块的应用范围，属于制冷/制热的技术领域。

背景技术

大部分交通工具都有制冷或/和制热的需求，现有系统中通常采用空调、热泵或电加热等技术手段满足制冷或制热的需求，其缺点在于：

1、由于交通工具自身的空间局限性等因素，采用空调、热泵进行制冷或制热，应对恶劣气候条件时其能效比通常只有2左右或者更低，远低于固定式系统；

2、若使用交通工具所携带的能源进行制冷或制热，其能源成本远高于固定式系统；

若能够在交通工具中设置高性能的储能模块，则可以较好的解决现有问题。

另外，通常的暖通空调系统中，由换热介质通过管道在系统中循环往复输送冷/热量；由于换热介质的能量密度相对较低、因此输送能耗相对较高；如果在更接近末端的地方设置分布式储能模块，系统间歇式快速输送高能量密度的储能介质、储存在接近于末端的各个分布式储能模块中；再由分布式储能模块与末端连接，为末端提供冷/热量；这样就可以大幅度降低输配能耗。

对于储存和释放冷/热量的储能模块，其主要性能指标包括：

1、能量密度：能量密度越大，储能模块体积越小、重量越轻、使用越灵活；储能模块应尽量做到结构简单，减轻自重；

2、能量补充速度：能量补充速度越快，储能模块的适用范围越大；

3、与储能模块配套的冷/热源的稳定性和经济性：冷/热源的稳定性体现为抵抗外界干扰因素的能力；冷/热源的经济性体现为获得冷/热量的成本和难度的高低、以及储能介质本身的单位成本；

4、双向储能能力：储能模块既要能够用于储存冷量、也要能够用于储存热量，以适应制冷/制热的需求变化。

结合上述性能指标，具体可以采用以下的系统和方法：

首先，要采用固定式的集中制冷/制热系统，利用相对廉价的能源或相对更高效的技术手段进行制冷/制热、并通过高能量密度的储能介质进行储存备用；

然后，将已储存冷/热量的储能介质通过快速置换的方式输送到储能模块中，以满足各种应用需求。

现有储能模块的主体为封闭式容器，例如储能罐、储能箱等等、外部采取保温隔热措施。由于现有储能模块多采用封闭式结构，因此很难实现对其中的储能介质进行快速的置换操作；并且若采用置换模式则在置换过程中储能模块将处于非工作状态，因此置换过程的效率是储能模块的一个重要的性能指标、也是制约其应用拓展的瓶颈。现有技术方案中也极少有采用置换式的储能模块。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是在储能模块中加入快速进气/排气结构，使得在进行储能介质置换的过程中，储能模块中的空气可以自由进出、避免气流不畅导致储能介质输送过程受阻；具体方案如下：

快速置换式储能模块包括储能模块壳体、储能介质入口、储能介质出口、快速进气/排气结构；储能模块壳体内部空间用于储存储能介质；具体运行过程包括：

第一，制冷/制热过程：首先在储能模块壳体内设置已储存冷/热量的储能介质，由储能介质与应用系统进行直接或间接的热交换，再由应用系统释放冷/热量实现制冷/制热；