[发明专利]闭式蓄热系统及其蓄放热方法

说明书

本发明涉及热能存储领域，提供了一种闭式蓄热系统、使用闭式蓄热系统进行的蓄热方法以及使用闭式蓄热系统进行的放热方法。闭式蓄热系统包括：由多个蓄热装置构成的蓄热阵列、缓冲装置、循环泵以及换热装置，其中，所有所述蓄热装置等高布置，所述缓冲装置的顶部位于所述蓄热阵列的底部水平位置以下，其中，所述缓冲装置的顶部与各所述蓄热装置上的连通阀分别连通；在所述缓冲装置的最大允许液位位置，所述缓冲装置与各所述蓄热装置上的排液阀分别连通；并且，所述缓冲装置的底部与各所述蓄热装置上的进液阀依次通过所述循环泵和所述换热装置分别连通。本发明至少能够实现提高蓄热系统设备利用率、降低投资成本。

技术领域

本发明涉及热能存储领域，尤其是涉及闭式蓄热系统及其蓄放热方法。

背景技术

全球面临着能源和环境的双重压力，为了协调社会的发展与自然环境保护的关系，大力发展可再生能源、增加可再生能源在能源格局中的占比已经成为各界人士的共识。目前，储能技术是促进可再生能源发展、解决能源供应问题的主要途径。储能技术中应用最广泛、最成熟技术之一就是高温蓄热技术。

高温蓄热技术具有大规模储能的潜力，其储存的热量品位较高，这些热量不仅可以单独用于能量存储，而且还可以与光热系统或压缩空气存储能系统联合进行储能。高温蓄热系统采用的介质一般分为固体介质、相变介质和液体介质。由于固体介质的技术成熟度不高，而相变介质虽然技术成熟，但是其成本以及对系统的稳定性和可靠性的要求也比较高，一旦发生热泄露或管路故障，相变介质就可能堵塞管网甚至储罐，因此高温蓄热系统常用的介质还是液体介质中的导热油。

但是，常规导热油蓄热系统在设计和应用时，需要同时配备相同数量的高温油罐和低温油罐。蓄热时，低温导热油罐中的导热油经加热后全部进入高温导热油罐中存储，同时低温导热油罐空置；放热时，高温导热油罐中的导热油经冷却后全部进入低温导热油罐中存储，同时高温导热油罐空置。因此，导热油罐的利用率不高、空置率较大，同时系统需要的罐体容量高于实际导热油容量的二倍，造成投资成本较大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供闭式蓄热系统及其蓄放热方法，以至少实现提高蓄热系统设备利用率、降低投资成本。

根据本发明第一方面的实施例，提供了一种闭式蓄热系统，包括：由多个蓄热装置构成的蓄热阵列、缓冲装置、循环泵以及换热装置，其中，所有所述蓄热装置等高布置，所述缓冲装置的顶部位于所述蓄热阵列的底部水平位置以下，其中，所述缓冲装置的顶部与各所述蓄热装置上的连通阀分别连通；在所述缓冲装置的最大允许液位位置，所述缓冲装置与各所述蓄热装置上的排液阀分别连通；并且，所述缓冲装置的底部与各所述蓄热装置上的进液阀依次通过所述循环泵和所述换热装置分别连通。

根据本发明的实施例，各所述连通阀安装在各相应的所述蓄热装置的顶部；各所述排液阀安装在各相应的所述蓄热装置的底部；并且，各所述进液阀安装在各相应的所述蓄热装置的最大允许液位位置处。

根据本发明的实施例，所述换热装置与外部热源或冷源连通。

根据本发明的实施例，所述缓冲装置和各所述蓄热装置的最大许用温度和许用压力相同，并且各所述蓄热装置的容量相同。

根据本发明的实施例，在各所述蓄热装置的最大允许液位和零液位处，各所述蓄热装置均设置有液位和温度检测装置。

根据本发明的实施例，所述蓄热阵列构造成：在处于蓄满热量状态时，有且仅有其中一个所述蓄热装置处于零液位状态。

根据本发明第二方面的实施例，提供了一种使用如上所述的闭式蓄热系统进行的蓄热方法，所述换热装置与外部热源连通，所述蓄热方法包括以下步骤：

S1：检测是否有蓄热装置同时处于非零液位和未蓄热量状态；若是，则将该蓄热装置标记为待排液装置并打开对应的排液阀且执行步骤S2；若否，则提示系统达到最大蓄热量并跳出执行程序；