[发明专利]回热式热泵的储能方法及回热式热泵储能系统

说明书

一种回热式热泵的储能方法及回热式热泵储能系统，回热式热泵的储能方法，包括以下步骤：储能过程中具体方法如下：储能压缩机构将循环气体工质压缩至高温高压状态，储能压缩机构包括由多个储能压缩机组成；高温高压状态的气体工质通过高温换热机构转换成次高温高压状态的气体工质，高温换热机构将高温热能通过间接蓄热子系统存储在液体蓄热模块的高温保温储液罐中；经过多级膨胀和再热步骤的常温低压气体工质经过中间换热器的第二通路吸收热能，转换成次高温低压的气体工质。通过上述结构可以解决现有技术中的热泵储电系统能量转换效率不足的问题。

技术领域

本发明涉及热泵储电储能以及能量再利用技术领域，具体涉及一种回热式热泵的储能方法及回热式热泵储能系统。

背景技术

近年来，可再生能源正逐步成为新增电力重要来源，电网结构和运行模式都发生了重大变化。随着可再生能源，例如风能、太阳能等的日益普及,以及电网调峰、提高电网可靠性和改善电能质量的迫切需求,电力储能系统的重要性日益凸显。储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源，简称能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段；储能能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，支撑分布式电力及微网，是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术；储能能够促进能源生产消费开放共享和灵活交易、实现多能协同，是构建能源互联网，推动电力体制改革和促进能源新业态发展的核心基础。

目前已有电力储能技术包括抽水储能、压缩空气储能、蓄电池储能、超导磁能、飞轮储能和超级电容等。但是，上述电力储能方法均具有较大的问题。例如，1.抽水电站储能系统需要特殊的地理条件建造两个水库和水坝，具有建设周期很长且初期投资巨大的问题。而且，建造大型水库会大面积淹没植被甚至城市，造成生态和移民问题。2.常见的压缩空气储能系统需要依赖燃烧化石燃料提供热源，一方面面临化石燃料逐渐枯竭和价格上涨的威胁，另一方面其燃烧仍然产生氮化物、硫化物和二氧化碳等污染物，不符合绿色、可再生的能源发展要求。3.更为先进的压缩空气储能系统，如先进绝热压缩空气储能系统(AACAES)、地面压缩空气储能系统(SVCAES)、带回热的压缩空气储能系统(AACAES)和空气蒸汽联合循环压缩空气储能系统(CASH)的研究等。虽然使压缩空气储能系统基本可以避免燃烧化石燃料，但是压缩空气储能系统的能量密度仍然很低，并且还需要大型储气室的问题。

为了解决现有电力储能技术的不足，本领域技术人员考虑到现有的热泵储电储能的能量转换效率有待提高，所以本领域中急需一种提高现有的热泵储电系统能量转换效率的储电方法及其能源系统。

发明内容

本发明旨在提供一种回热式热泵的储能方法及回热式热泵储能系统，以解决现有技术中的热泵储电系统能量转换效率不足的问题。为此，本发明提供一种回热式热泵的储能方法，包括以下步骤：

在用电低谷期、储能过程中，具体方法如下：

储能压缩机构将循环气体工质压缩至高温高压状态，所述储能压缩机构包括由多个储能压缩机组成；高温高压状态的所述气体工质通过高温换热机构转换成次高温高压状态的气体工质，所述高温换热机构将高温热能通过间接蓄热子系统存储在液体蓄热模块的高温保温储液罐中；经过上述步骤的气体工质经过中间换热器的第一通路以进一步冷却至常温高压状态；该常温高压状态的气体工质经储能膨胀机构转换至低温低压状态；低温低压状态的所述气体工质再经过低温换热机构转换至高至常温低压状态的气体工质，所述低温换热机构将低温冷能通过间接蓄冷子系统存储在低温保温储液罐中；经过多级膨胀和再热步骤的常温低压气体工质经过中间换热器的第二通路吸收热能，转换成次高温低压的气体工质。

可选的，上述回热式热泵的储能方法，还包括：

经过所述中间换热器第二通路的次高温低压的气体工质重新进入所述储能压缩机构参与热泵循环，循环往复用于将高温热能和低温冷能分别存储在高温保温储液罐和低温保温储液罐中。