一种低温相变朗肯循环储能发电系统的制作方法

本发明属于储能，特别涉及到一种低温相变朗肯循环储能发电系统。

背景技术：

1、随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，开发高效、清洁的能源储存与转换技术显得尤为重要。传统能源系统面临资源枯竭、环境污染等问题，而可再生能源如太阳能、地热能等虽然清洁无污染，但其供应具有间歇性和不稳定性，难以实现持续稳定供电。因此，研究能够高效储存并灵活释放热能的技术成为解决这一问题的关键。

2、低温相变朗肯循环储能发电系统正是在这一背景下应运而生。该系统通过集成储能充电、有机朗肯循环发电及热泵循环三大子系统，实现了低温热能的高效储存、转换与利用。该系统不仅能够将间歇性的可再生能源转化为可储存的热能，还能在需要时释放热能驱动朗肯循环发电，从而为用户提供稳定可靠的电力供应。同时，热泵循环的引入进一步增强了系统的热管理能力，提高了整体能效。

技术实现思路

1、本发明提供一种低温相变朗肯循环储能发电系统，集储能、发电与热泵功能于一体，创新性地融合了储能充电、有机朗肯循环发电及热泵循环三大子系统。

2、具体描述如下：一种低温相变朗肯循环储能发电系统，包括储能充电系统、有机朗肯循环发电系统、热泵循环系统和控制系统；

3、所述储能充电系统包括蓄冷储罐、具有压缩功能和膨胀功能的压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、低温储罐、高温储罐、工质储罐、工质泵/液力发电一体机、第一循环泵以及它们之间的连接管道；所述蓄冷储罐、压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、工质储罐、工质泵/液力发电一体机按照以上顺序通过管道连接起来形成一个闭环的回路就组成了储能充电系统的循环工质循环系统；所述高温储罐、过热换热器、过冷换热器罐、低温储罐以及第一循环泵依次首尾连接起来组成储能充电系统的储热介质循环系统；

4、所述有机朗肯循环发电系统包括蓄冷储罐、具有压缩功能和膨胀功能的压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、低温储罐、高温储罐、工质储罐、工质泵/液力发电一体机、第二循环泵以及它们之间的连接管道；所述蓄冷储罐、压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、工质泵/液力发电一体机、工质储罐按照以上顺序通过管道连接起来形成一个闭环的回路就组成了有机朗肯循环发电系统的循环工质循环系统；所述第二循环泵、高温储罐、过热换热器、过冷换热器以及低温储罐依次首尾连接起来组成有机朗肯循环发电系统的储热介质循环系统；

5、所述热泵循环系统包括蓄冷储罐、具有压缩功能和膨胀功能的压缩膨胀一体机、散热器、工质储罐、工质泵/液力发电一体机以及它们之间的连接管道；所述蓄冷储罐、压缩膨胀一体机、散热器、工质储罐、工质泵/液力发电一体机按照以上顺序通过管道连接起来形成一个闭环的回路就组成了热泵循环系统。

6、进一步地，所述控制系统包括蓄冷储罐与压缩膨胀一体机之间的截止阀，压缩膨胀一体机与过热换热器之间并联的电磁阀，过热换热器与蓄热储罐/高温储罐之间的电磁阀/电磁阀，蓄热储罐与过冷换热器之间的截止阀，过冷换热器与工质储罐顶部进口/散热器/低温储罐/工质储罐底部出口之间的电磁阀/截止阀/电磁阀/电磁阀，过冷换热器与工质泵/液力发电一体机之间的电磁阀，工质储罐底部出口与蓄冷储罐/膨胀阀之间的电磁阀和截止阀/电磁阀, 膨胀阀与蓄冷储罐之间的截止阀，工质储罐顶部进口与蓄冷储罐之间的电磁阀，散热器与压缩膨胀一体机之间的电磁阀。

7、进一步地，所述蓄冷储罐内装有蓄冷介质，蓄冷介质的周围设有换热管，蓄冷储罐对外连接进出口与其内部的换热管连通。

8、进一步地，所述蓄热储罐内装有蓄热介质，蓄热介质的周围设有换热管；蓄热储罐对外连接进出口与其内部的换热管连通。

9、进一步地，所述储能充电系统包括蓄冷储罐、具有压缩功能和膨胀功能的压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、低温储罐、高温储罐、工质储罐、膨胀阀、第一循环泵以及它们之间的连接管道；所述蓄冷储罐、压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、工质储罐、膨胀阀按照以上顺序通过管道连接起来形成一个闭环的回路就组成了储能充电系统的循环工质循环系统；所述高温储罐、过热换热器、过冷换热器罐、低温储罐以及第一循环泵依次首尾连接起来组成储能充电系统的储热介质循环系统。

10、进一步地，所述热泵循环系统包括蓄冷储罐、具有压缩功能和膨胀功能的压缩膨胀一体机、散热器、工质储罐、膨胀阀以及它们之间的连接管道；所述蓄冷储罐、压缩膨胀一体机、散热器、工质储罐、膨胀阀按照以上顺序通过管道连接起来形成一个闭环的回路就组成了热泵循环系统。

11、进一步地，所述工质泵/液力发电一体机是一种集工质泵与液力发电技术于一体的设备。

12、本发明与现有技术相比具有以下优点：1）高效储能与转换：该系统采用低温相变朗肯循环技术，能够高效地将热能储存并转换为电能，储能效率与发电效率均优于传统储能系统，实现了能源的高效利用；2）灵活切换与稳定运行：储能充电系统与有机朗肯循环发电系统共享循环工质与储热介质循环系统，通过控制系统的精确调节，可以灵活切换工作模式，实现储能与发电的无缝衔接，保证系统的稳定运行；3）集成化与模块化设计：系统采用集成化设计，各子系统之间高度协同，同时模块化设计使得系统易于扩展和维护，降低了运维成本；4）热管理能力强：热泵循环系统的引入增强了系统的热管理能力，能够有效调节系统内部温度，提高整体能效，并延长设备使用寿命；5）环保节能：该系统主要利用低温热能进行储能与发电，不产生污染物排放，符合绿色低碳的环保理念，是未来能源发展的重要方向之一。

技术特征：

1.一种低温相变朗肯循环储能发电系统，其特征在于，包括储能充电系统、有机朗肯循环发电系统、热泵循环系统和控制系统；

2. 根据权利要求 1所述的一种低温相变朗肯循环储能发电系统，其特征在于，所述控制系统包括蓄冷储罐与压缩膨胀一体机之间的截止阀，压缩膨胀一体机与过热换热器之间并联的电磁阀，过热换热器与蓄热储罐/高温储罐之间的电磁阀/电磁阀，蓄热储罐与过冷换热器之间的截止阀，过冷换热器与工质储罐顶部进口/散热器/低温储罐/工质储罐底部出口之间的电磁阀/截止阀/电磁阀/电磁阀，过冷换热器与工质泵/液力发电一体机之间的电磁阀，工质储罐底部出口与蓄冷储罐/膨胀阀之间的电磁阀和截止阀/电磁阀, 膨胀阀与蓄冷储罐之间的截止阀，工质储罐顶部进口与蓄冷储罐之间的电磁阀，散热器与压缩膨胀一体机之间的电磁阀。

3.根据权利要求 1所述的一种低温相变朗肯循环储能发电系统，其特征在于，所述蓄冷储罐内装有蓄冷介质，蓄冷介质的周围设有换热管，蓄冷储罐对外连接进出口与其内部的换热管连通。

4.根据权利要求 1所述的一种低温相变朗肯循环储能发电系统，其特征在于，所述蓄热储罐内装有蓄热介质，蓄热介质的周围设有换热管；蓄热储罐对外连接进出口与其内部的换热管连通。

5.根据权利要求1所述的一种低温相变朗肯循环储能发电系统，其特征在于，所述储能充电系统包括蓄冷储罐、具有压缩功能和膨胀功能的压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、低温储罐、高温储罐、工质储罐、膨胀阀、第一循环泵以及它们之间的连接管道；所述蓄冷储罐、压缩膨胀一体机、过热换热器、蓄热储罐、过冷换热器、工质储罐、膨胀阀按照以上顺序通过管道连接起来形成一个闭环的回路就组成了储能充电系统的循环工质循环系统；所述高温储罐、过热换热器、过冷换热器罐、低温储罐以及第一循环泵依次首尾连接起来组成储能充电系统的储热介质循环系统。

6. 根据权利要求 1所述的一种低温相变朗肯循环储能发电系统，其特征在于，所述热泵循环系统包括蓄冷储罐、具有压缩功能和膨胀功能的压缩膨胀一体机、散热器、工质储罐、膨胀阀以及它们之间的连接管道；所述蓄冷储罐、压缩膨胀一体机、散热器、工质储罐、膨胀阀按照以上顺序通过管道连接起来形成一个闭环的回路就组成了热泵循环系统。

7.根据权利要求1述的一种低温相变朗肯循环储能发电系统，其特征在于，所述工质泵/液力发电一体机是一种集工质泵与液力发电技术于一体的设备。

技术总结一种低温相变朗肯循环储能发电系统集储能、发电与热泵功能于一体，创新性地融合了储能充电、有机朗肯循环发电及热泵循环三大子系统。通过压缩膨胀一体机、过热换热器、过冷换热器、储罐及泵等核心组件，实现低温热能的高效存储与转换。储能充电与发电系统共享循环工质与储热介质循环系统，灵活切换工作模式，既能在充电模式下储存热能，又能在发电模式下释放热能驱动朗肯循环发电。热泵循环则进一步增强了系统的热管理能力，提升整体能效。该系统设计紧凑，功能全面，为可再生能源的高效利用与能源储存提供了新方案。技术研发人员：祝长宇,李达,丁式平,祝帝文受保护的技术使用者：北京中热能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4