一種熱儲能方法和系統技術方案

一種涉及制冷、采暖方法或系統的熱儲能方法和系統，在采用熱儲能球進行儲能的儲能系統中，對于熱儲能球中的熱儲能材料采用相變材料，并使其固液轉換溶點高于整個制冷系統中傳輸介質的固液轉換溶點，在儲能系統與負載的直接熱交換工作當中，熱儲能球直接向負載提供能量補償；在儲能系統與負載的直接熱交換工作當中，所述的負載使傳輸介質產生熱交換的輸入溫度和輸出溫度，所述的相變材料的固液轉換溶點介于所述輸入溫度和輸出溫度之間；對于熱儲能球中的熱儲能材料采用高溶點的相變材料，使相變材料實現制熱儲能，直接向負載提供制熱能量補償，本發明專利技術熱交換效率高，實用性強。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及制冷和采暖(制熱)方法或系統，尤其涉及一種熱儲能方法和系統。
技術介紹
在現有的空調制冷和采暖(制熱)系統中，有些采用熱儲能球實現熱儲能功能，用于負載需求達到高峰時，提供能量補償，減小供電網高峰負載、制冷和采暖(制熱)系統對于滿足峰值需求時的設計參數，以提高效率，降低成本，但在現有技術中，熱儲能球一般采用水作為熱儲能材料，這樣，用于儲能的傳輸介質的固液轉換溶點，相對于用于負載熱交換的傳輸介質(比如，水)的固液轉換溶點還要低，因此，就熱交換循環線路來說，儲能部不能直接向負載提供能量補償，必須采用熱交換器，如圖1所示的一般中央空調熱儲能系統，包括制冷冷水機組1和熱儲能部2，還包括有熱交換器4，制冷冷水機組1和熱儲能部2中的傳輸介質為低溫乙二醇(Glycol)，而在負載3中的傳輸介質為水，制冷冷水機組1和熱儲能部2必須通過熱交換器4向負載3提供能量，熱交換器4的使用勢必會降低整個系統的熱交換效率。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高效率的熱儲能方法和系統，以彌補現有技術中熱交換效率低的不足。本專利技術所采用的熱儲能方法為在采用熱儲能球進行儲能的儲能系統中，對于熱儲能球中的熱儲能材料采用相變材料，幷使其固液轉換溶點高于整個制冷系統中傳輸介質的固液轉換溶點，在儲能系統與負載的直接熱交換工作當中，熱儲能球直接向負載提供能量補償；在儲能系統與負載的直接熱交換工作當中，所述的負載使傳輸介質產生熱交換的輸入溫度和輸出溫度，所述的相變材料的固液轉換溶點介于所述輸入溫度和輸出溫度之間；對于熱儲能球中的熱儲能材料采用高溶點的相變材料，使相變材料實現制熱儲能，直接向負載提供制熱能量補償。這種熱儲能系統，包括制冷冷水機組和熱儲能部，所述的熱儲能部具有采用空心熱儲能球的熱儲能體，其特征在于所述熱儲能球內裝有相變材料，制冷冷水機組、熱儲能部和負載熱交換循環線路直接相通；所述的熱儲能部包括水泵和熱儲能體，并設有相應的動力控制閥門與制冷冷水機組相連；這種熱儲能系統也可以包括采暖熱水機組和熱儲能部，所述的熱儲能部具有采用空心熱儲能球的熱儲能體，其特征在于所述熱儲能球內裝有相變材料，采暖熱水機組、熱儲能部和負載熱交換循環線路直接相通；所述的熱儲能部包括水泵和熱儲能體，幷設有相應的動力控制閥門與采暖熱水機組相連；所述的熱儲能球由兩個半球殼體構成，兩個半球殼體的邊緣相扣合封閉。本專利技術的有益效果在于在本專利技術中，在采用熱儲能球進行儲能的儲能系統中，對于熱儲能球中的熱儲能材料采用相變材料，相變材料的固液轉換的溶點可由-62℃至+117℃，幷使相變材料固液轉換溶點高于整個制冷系統中傳輸介質的固液轉換溶點，在儲能系統與負載的直接熱交換工作當中，熱儲能球直接向負載提供能量補償，使得熱儲能部與負載的熱交換循環線路可直接相通，不需要現有技術中所使用的低溫乙二醇(Glycol)作為傳輸介質及不需要安裝熱交換器去分隔制冷冷水機組、熱儲能部和負載，不需要現有技術中所使用的熱交換器，簡化系統設計，降低成本、能量損耗，提高熱交換的效率，尤其是，相變材料的固液轉換溶點介于負載的輸入溫度和輸出溫度之間，這樣，在儲能系統(如用于制冷中)與負載的熱交換工作溫度之中，熱儲能部可根據需要進行儲能或向負載提供能量補償，進一步提高系統的運行效率，而且，本專利技術對于熱儲能球內采用不同溶點的相變材料的熱儲能系統，使得熱儲能系統還可應用于低溫冷凍及高溫熱水的熱存貯，因此，除了可以在民用中央空調系統內的制冷及采暖作為熱儲能外，幷可應用到其它工業領域以提高效率，因此，本專利技術的實用性較強。熱儲能球由兩個半球殼體構成，兩個半球殼體的邊緣相扣合封閉，這種設計工藝簡單，可降低成本，進一步提高本專利技術的實用性。附圖說明圖1為現有技術中采用冷凍水熱儲能系統的總體構成示意圖；圖2為本專利技術實施例1總體構成示意圖；圖3為儲能球的下半球殼體剖面示意圖；圖4為下半球殼體中邊緣A部局部放大示意圖；圖5儲能球的上半球殼體剖面示意圖；圖6為上半球殼體中邊緣B部局部放大示意圖；圖7為本專利技術實施例2的總體構成示意圖；圖8為本專利技術實施例3的總體構成示意圖。具體實施例方式下面根據附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細說明實施例1根據圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，本專利技術包括一組制冷冷水機組1和熱儲能部2，如圖2所示，制冷冷水機組1包括冷水機11和水泵12，熱儲能部2包括水泵21和熱儲能體22，幷設有相應的動力控制閥門23、24、25與制冷冷水機組1相連，熱儲能體22包括熱儲藏罐221，熱儲藏罐221中裝有空心熱儲能球222，熱儲能球222具有金屬外殼，金屬外殼可采用不銹鋼外殼，熱儲能球222由兩個半球殼體構成，如圖3和圖5所示的下半球殼體剖面示意圖和上半球殼體剖面示意圖，如圖4和圖6所示的邊緣A、B局部放大示意圖，兩個半球殼體的邊緣相扣合封閉；在本專利技術中，熱儲能球222內所裝的熱儲能材料采用相變材料，相變材料的固液轉換的溶點可由-62℃至+117℃，傳輸介質可采用水，如圖2所示，在本專利技術中的制冷冷水機組1和熱儲能部2與負載3的直接熱交換工作當中，負載3使傳輸介質產生熱交換的輸入溫度和輸出溫度，這樣，在實際應用中，可根據系統需求，將相變材料的固液轉換溶點設定介于所述輸入溫度和輸出溫度之間，例如，負載3的輸入溫度、輸出溫度分別為+7℃和+12℃，相變材料的固液轉換的溶點設定于介于這兩者之間，如+8℃，如圖2所示，制冷冷水機組1、熱儲能部2與負載3的熱交換循環線路直接相通，在使用中，如在晚間，負載3需求較低時，由于負載3的輸入溫度為+7℃，同時制冷冷水機組1可調較冷凍水輸出溫度低至+2℃至+5℃使熱儲能球222中的+8℃相變材料完成液-固轉換(結冰)幷釋放出大量熱潛能，熱儲能部2儲存冷能量，當在白天，負載3需求達到高峰期時，制冷冷水機組1的功率不能滿足負載3需求，熱儲能部2中的水泵21啟動，熱儲能部2向負載3傳送冷能量，滿足負載3的冷能量需求。實施例2在本專利技術中，對于相變材料的固液轉換的溶點的設置進一步大幅提高后，熱儲能部2還可用于熱存貯，使本專利技術用于采暖儲能系統中，如圖7所示，這種熱儲能系統包括采暖熱水機組6和熱儲能部2，所述的熱儲能部2具有采用空心熱儲能球222的熱儲能體22，熱儲能球222內裝有相變材料，采暖熱水機組6包括熱水器61和水泵12，采暖熱水機組6、熱儲能部2和負載3熱交換循環線路直接相通，例如，傳輸介質采用水，熱水器61產生65℃的熱水，相變材料的固液轉換的溶點設置為高溶點，但可略低于熱水器出水溫度，如固液轉換溶點為58℃的相變材，可使相變材料實現制熱儲能，直接向負載3提供制熱能量補償，其它具體結構、方法及控制過程與實施例1所述相同或相似，這里不再贅述，這樣，通過設置熱儲能球222內所裝的相變材料溶點，在采用不同溶點的相變材料時，由液體轉化固體所釋放出的熱潛能或由固體轉化液體所吸收的熱潛能達到制熱或制冷的儲能效果。實施例3如圖3、圖4、圖5、圖6和圖8所示，本實施例與實施例1的區別在于，在本實施例中，一制冷系統中設置溫控裝置5，控制熱儲能部2中的水泵21或動力控制閥門23、24、25的通斷工作狀態，系統其它部分的結構與實施例1所述相同，在使用中，例如，如圖8所示，溫控裝置5對負載3的輸入點的實時工作溫度進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱儲能方法，其特征在于：在采用熱儲能球進行儲能的儲能系統中，對于熱儲能球中的熱儲能材料采用相變材料，并使其固液轉換溶點高于整個制冷系統中傳輸介質的固液轉換溶點，在儲能系統與負載的直接熱交換工作當中，熱儲能球直接向負載提供能量補償。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳錦標，
申請(專利權)人：陳錦標，
類型：發明
國別省市：94[中國|深圳]