[发明专利]一种基于阵列化储冷储热的热泵储电系统及方法

权利要求书

1.一种基于阵列化储冷储热的热泵储电系统，包括驱动单元、储能压缩机组、储能膨胀机组、若干并联的低温蓄冷换热器、若干并联的高温蓄热换热器、第一低压换热器、第一高压换热器、释能压缩机组、释能膨胀机组、第二高压换热器、第二低压换热器、发电单元，其特征在于，

所述若干并联的低温蓄冷换热器形成为低温蓄冷换热器阵列，所述若干并联的高温蓄热换热器形成为高温蓄热换热器阵列，各所述低温蓄冷换热器、高温蓄热换热器均包括用于循环气体工质流进流出的顶部端口和底部端口，

各所述低温蓄冷换热器的顶部端口和底部端口分别通过管线汇流形成为所述低温蓄冷换热器阵列的顶部总管和底部总管，各所述高温蓄热换热器的顶部端口和底部端口分别通过管线汇流形成为所述高温蓄热换热器阵列的顶部总管和底部总管；

所述驱动单元、储能压缩机组、储能膨胀机组、低温蓄冷换热器阵列、高温蓄热换热器阵列、第一低压换热器、第一高压换热器形成为热泵制热制冷储能回路；

所述低温蓄冷换热器阵列、高温蓄热换热器阵列还与所述释能压缩机组、释能膨胀机组、第二高压换热器、第二低压换热器、发电单元形成为冷热能热机发电回路；

其中，

--所述热泵制热制冷储能回路中，所述驱动单元、储能压缩机组、储能膨胀机组依次传动连接，

所述储能压缩机组的排气口通过管线依次经所述高温蓄热换热器阵列的顶部总管至底部总管、第一高压换热器的热侧与所述储能膨胀机组的进气口连通，

所述储能膨胀机组的排气口通过管线依次经所述低温蓄冷换热器阵列的底部总管至顶部总管、第一低压换热器的冷侧与所述储能压缩机组的进气口连通；

--所述冷热能热机发电回路中，所述释能压缩机组、释能膨胀机组、发电单元依次传动连接，

所述释能压缩机组的排气口通过管线依次经所述第二高压换热器的热侧、高温蓄热换热器阵列的底部总管至顶部总管与所述释能膨胀机组的进气口连通，

所述释能膨胀机组的排气口通过管线依次经所述第二低压换热器的冷侧、低温蓄冷换热器阵列的顶部总管至底部总管与所述释能压缩机组的进气口连通；

所述系统还包括一缓冲罐，所述缓冲罐的进口通过一带有阀门的管路与所述高温蓄热换热器阵列的底部总管连通，所述缓冲罐的出口通过一带有阀门的管路与所述第二低压换热器的冷侧进口连通；

当所述系统储能时，所述缓冲罐的进口管路上的阀门打开，出口管路上的阀门关闭，所述高温蓄热换热器阵列的底部总管流出的少量循环气体工质进入所述缓冲罐，以保证系统的压力稳定；

当所述系统释能发电时，所述缓冲罐的进口管路上的阀门关闭，出口管路上的阀门打开，所述缓冲罐中的少量气体流入所述第二低压换热器的冷侧，以保证系统压力稳定；

在释能过程中，所述高温蓄热换热器阵列和低温蓄冷换热器阵列中的各所述高温蓄热换热器和低温蓄冷换热器不同时工作，而是在上一个高温蓄热换热器或低温蓄冷换热器达到临界蓄热或蓄冷温度时，切断上一个高温蓄热换热器或低温蓄冷换热器，下一个高温蓄热换热器或低温蓄冷换热器进行工作，直至所有的高温蓄热换热器或低温蓄冷换热器达到临界蓄热或蓄冷温度时，所述系统停止工作。

2.根据权利要求1所述的基于阵列化储冷储热的热泵储电系统，其特征在于，各所述高温蓄热换热器的底部端口管线上设有控制阀门，顶部端口管线上设有温度传感器。

3.根据权利要求2所述的基于阵列化储冷储热的热泵储电系统，其特征在于，所述系统还包括一第一控制器，所述第一控制器与各所述控制阀门和温度传感器通信连接，并根据各所述温度传感器反馈的温度信息，控制各所述控制阀门的开度进而控制各所述高温蓄热换热器的流量。

4.根据权利要求1所述的基于阵列化储冷储热的热泵储电系统，其特征在于，各所述低温蓄冷换热器的顶部端口管线上设有控制阀门，底部端口管线设有温度传感器。

5.根据权利要求4所述的基于阵列化储冷储热的热泵储电系统，其特征在于，所述系统还包括一第二控制器，所述第二控制器与各所述控制阀门和温度传感器通信连接，并根据各所述温度传感器反馈的温度信息，控制各所述控制阀门的开度进而控制各所述低温蓄冷换热器的流量。