[发明专利]热泵储电的冷热电联供系统

说明书

本发明公开了一种热泵储电的冷热电联供系统，包括热泵储电系统、蓄热系统、制冷系统、供热系统和冷却水系统，热泵储电系统包括压缩机、透平、第一发电机、第一换向阀熔盐罐、防冻液罐、熔盐换热器、中间换热器、第二换向阀和防冻液换热器，第一换向阀连接压缩机和透平，熔盐换热器连接熔盐罐和第一换向阀，中间换热器连接第一换向阀和熔盐换热器，中间换热器还与蓄热系统相连，第二换向阀连接透平、中间换热器和压缩机，防冻液换热器与蓄热系统相连，防冻液换热器与第二换向阀相连，蓄热系统分别与制冷系统和供热系统相连。本发明实施例的热泵储电的冷热电联供系统提高了系统总效率，其储能、发电、制冷、供热阶段均为闭式循环。

技术领域

本发明属于储能技术领域，具体地，涉及一种热泵储电的冷热电联供系统。

背景技术

相关技术中，热泵式交替储能供电系统通过包括储能供热模式和供电供热模式。其特征在于通过两套蓄热系统分别在储能供热和供电供热模式下交替储能与释能达到储能与供电的作用。常温工作介质在储能时的循环模式是：压缩-通过第二蓄热体放热-膨胀做功-供暖-通过第一蓄热体吸热，供电时的循环模式是压缩-通过第二蓄热体吸热-膨胀做功-通过第一蓄热体放热-供暖。但是，相关技术在储能循环模式下无法采用单罐储能，否则存在不能完全储满热量和冷量，必须采用双罐储能，但是导致系统复杂，成本高，相关技术在供电循环模式下，为了维持作为高温热源的第二蓄热体和作为低温热源的第一蓄热体的温差和能量转换效率，需要提高第二蓄热体的温度，并且系统为开式循环，无法适用于氦气、氩气等循环工质。且现有技术中，由于系统各项损失类因素导致供电和储能过程的不可逆，导致了系统熵增和多余热量的生成，这些多余热量将作为废热排出系统、从而降低了系统循环效率。同时，现有技术中没有考虑能量的梯级利用，热能利用效率低，现有技术不能满足储能场站和当地居民不同季节对于冷热电联供的不同需求。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

本发明的发明人通过研究发现和认识到，相关技术中，在储能循环模式下无法采用单罐储能，否则存在不能完全储满热量和冷量，必须采用双罐储能，但是导致系统复杂，成本高，相关技术在供电循环模式下，为了维持作为高温热源的第二蓄热体和作为低温热源的第一蓄热体的温差和能量转换效率，需要提高第二蓄热体的温度，并且系统为开式循环，无法适用于氦气、氩气等循环工质。

文献-CN201810180017.8公开了一种热泵式交替储能供电方法及装置,包括储能供热模式和供电供热模式。其特征在于通过两套蓄热系统分别在储能供热和供电供热模式下交替储能与释能达到储能与供电的作用。在采用储能供热模式时,常温工作介质通过第一蓄热系统等压吸热后,经过压缩机绝热压缩,再通过第二蓄热系统等压放热,后进入透平绝热膨胀对外做功,最后作为暖气源供应释放到外界；其装置则沿工作气体的走向依次串联有进气装置、第一换热器、第一蓄热系统、压缩机、第二换热器、第二蓄热系统、透平和出气装置。另一种模式则为供热供电模式。常温工作介质经过压缩机绝热压缩后,通过第二蓄热系统进行等压吸热,然后进入透平绝热膨胀对外做功,然后通过第一蓄热系统进行等压放热,最后作为暖气源供应释放到外界；在此过程中净输出的功用于供电。

该发明的技术方案通过热泵式交替储能供电方法及其装置解决光伏发电以及风能发电中的弃风以及弃光问题以及峰谷电的削峰填谷问题,在储能和供电的同时供暖,并将废气的余热回收于另一蓄热系统中,提高了热功转换效率。

但在文献-CN201810180017.8中通过常温工作介质在储能(储电)时的循环模式是：压缩-放热(通过第二蓄热体)-膨胀做功-供暖-吸热(通过第一蓄热体)；供电时的循环模式是：压缩-吸热(通过第二蓄热体)-膨胀做功-放热(通过第一蓄热体)-供暖。在储能循环模式下，如果采用单罐储能则不能完全储满热量和冷量；如果采用双罐储能，可储满热量和冷量；在供电循环模式下，为了维持作为高温热源的第二蓄热体和作为低温热源的第一蓄热体的温差和能量转换效率，需提高第二蓄热体的温度；系统为开式循环，当循环工质为氦气、氩气等气体时不适用。