热泵储能系统的制作方法

本发明涉及储能，具体地，涉及热泵储能系统。

背景技术：

1、中国“双碳”目标的提出加速了风电、光伏等新能源发电的发展，但新能源发电存在间歇性与不稳定的缺点。在这种情况下，储电技术成为了解决弃风弃光问题、提高区域能源系统效率和安全性的关键技术。

2、热泵循环储能技术是基于动力循环和热能储存技术发展出来一种电能存储技术。在储能时，消耗电能驱动逆向动力循环,将低于环境温度的部分热能“泵至”高温状态并存储，从而同时获得相对环境的低温冷能和高温热能；在释能时，将存储的低温冷能和高温热能通过正向动力循环转化为机械能，驱动发电单元。

3、在相关技术中，热泵循环系统的的能量转换效率受温度、端差或阻力损失等因素的影响，导致热泵循环系统的的能量转换效率较低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种热泵储能系统，该热泵储能系统的能量转换效率较高。

3、本发明的实施例的热泵储能系统包括：电动机一、启动电机、高温压缩机、储热装置、若干的回热器、低温膨胀机、低温压缩机、高温膨胀机和储冷装置；在储能回路中，所述电动机一的输出端与所述高温压缩机和所述低温膨胀机传动连接，所述高温压缩机的出口与所述储热装置的进口连通，所述储热装置的出口与若干所述回热器的第一侧的进口连通，所述回热器的第一侧的出口与所述低温膨胀机的进口连通，所述低温膨胀机的出口与所述储冷装置的进口连通，所述储冷装置的出口与所述若干所述回热器的第二侧的进口连通，所述若干回热器的第二侧的出口与所述高温压缩机的进口连通；在释能回路中，所述启动电机的输出端与所述低温压缩机传动连接，所述低温压缩机的进口与若干所述回热器的第一侧的进口连通，若干所述回热器的第二侧的出口与所述储热装置的进口连通，所述储热装置的出口与所述高温膨胀机的进口连通，以驱动所述高温膨胀机做功，所述高温膨胀机的出口与若干所述回热器的第二侧的进口连通，若干所述回热器的第二侧的出口与所述储冷装置的进口连通，所述储冷装置的出口与所述低温压缩机连通；其中，所述储能回路中的所述回热器的数量大于所述释能回路中的所述回热器的数量。

4、根据本发明的实施例的热泵储能系统，由于储能回路中的回热器的数量大于释能回路中的回热器的数量，由此在储能阶段时，可以减少热泵储能系统因为换热温差较大导致的热能损失，有助于优化系统中热能的分配和利用，提高系统热能利用效率。在释能阶段时，可以减少流体在换热过程中产生的压力损失，增加了系统的发电效率。因此，本发明的实施例的热泵储能系统的能量转换效率较高。

5、在一些实施例中，在所述储能回路和/或所述释能回路中的所述回热器为多个时，多个所述回热器依次串联布置。

6、在一些实施例中，若干所述回热器包括高温回热器和低温回热器，在所述储能回路中，所述储热装置的出口与所述高温回热器的第一侧的进口连通，所述高温回热器的第一侧的出口与所述低温回热器的第一侧的进口连通，所述低温回热器的第一侧的出口与所述低温膨胀机的进口连通，所述储冷装置的出口与所述低温回热器的第二侧的进口连通，所述低温回热器的第二侧的出口与所述高温回热器的第二侧的进口连通，所述高温回热器的第二侧的出口与所述高温压缩机的进口连通；在所述释能回路中，所述低温压缩机的进口与所述高温回热器的第一侧的进口连通，所述高温回热器的第一侧的出口与所述储热装置的进口连通，所述高温膨胀机的出口与所述高温回热器的第二侧的进口连通，所述高温回热器的第二侧的出口与所述储冷装置的进口连通。

7、在一些实施例中，所述储热装置包括低温热媒储罐、高温热媒储罐和高温换热器，所述低温热媒储罐通过所述高温换热器的第一侧与所述高温热媒储罐连通，所述储冷装置包括高温冷媒储罐、低温冷媒储罐和低温换热器，所述高温冷媒储罐通过所述低温换热器的第一侧与所述低温冷媒储罐连通；在所述储能回路中，所述高温压缩机的出口与所述高温换热器的第二侧的进口连通，所述高温换热器的第二侧的出口与所述高温回热器的第一侧的进口连通，所述低温膨胀机的出口与所述低温换热器的第一侧的进口连通，所述低温换热器的第一侧的出口与所述低温回热器的第二侧的进口连通；在所述释能回路中，所述高温回热器的第一侧的出口与所述高温换热器的第二侧的进口连通，所述高温换热器的第二侧的出口与所述高温膨胀机连通，所述高温回热器的第二侧的出口与所述低温换热器的第二侧的进口连通，所述低温换热器的第二侧的出口与所述低温压缩机的进口连通。

8、在一些实施例中，所述热泵储能系统还包括散热器，所述高温回热器的第二侧的出口与所述散热器的进口连通，所述散热器的出口与所述低温换热器的第二侧的进口连通。

9、在一些实施例中，所述高温换热器、所述低温换热器和若干所述回热器均为间壁式结构。

10、在一些实施例中，所述储能回路和所述释能回路中的循环工质为空气、氩气和氦气中的至少一种；所述储热装置内的热媒为高压水、导热油和液态熔盐中的至少一种；所述储冷装置内的冷媒为水、乙醇和丙醇中的至少一种。

技术特征：

1.一种热泵储能系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的热泵储能系统，其特征在于，在所述储能回路和/或所述释能回路中的所述回热器为多个时，多个所述回热器依次串联布置。

3.根据权利要求2所述的热泵储能系统，其特征在于，若干所述回热器包括高温回热器和低温回热器，

4.根据权利要求3所述的热泵储能系统，其特征在于，所述储热装置包括低温热媒储罐、高温热媒储罐和高温换热器，所述低温热媒储罐通过所述高温换热器的第一侧与所述高温热媒储罐连通，所述储冷装置包括高温冷媒储罐、低温冷媒储罐和低温换热器，所述高温冷媒储罐通过所述低温换热器的第一侧与所述低温冷媒储罐连通；

5.根据权利要求4所述的热泵储能系统，其特征在于，还包括散热器，所述高温回热器的第二侧的出口与所述散热器的进口连通，所述散热器的出口与所述低温换热器的第二侧的进口连通。

6.根据权利要求4所述的热泵储能系统，其特征在于，所述高温换热器、所述低温换热器和若干所述回热器均为间壁式结构。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的热泵储能系统，其特征在于，所述储能回路和所述释能回路中的循环工质为空气、氩气和氦气中的至少一种；

技术总结本发明涉及一种热泵储能系统，所述热泵储能系统包括储能回路和释能回路，储能回路中的回热器的数量大于释能回路中的回热器的数量，由此在储能阶段时，可以减少热泵储能系统因为换热温差较大导致的热能损失，有助于优化系统中热能的分配和利用，提高系统热能利用效率。在释能阶段时，可以减少流体在换热过程中产生的压力损失，增加了系统的发电效率。因此，本发明的实施例的热泵储能系统的能量转换效率较高。技术研发人员：沈阳,程蓉蓉,王际辉,郑嘉,李桂胜,张晓刚,贾朋森,王学辉,郭浩楠,杨智勇,麦欣,何勇健,沈峰,姜晓霞,李海朋,白宁受保护的技术使用者：国家电投集团科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23