一种热储能方法和系统.pdf

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

实施例1：

根据图2、图3、图4、图5和图6，本发明包括一组制冷冷水机组
1和热储能部2，如图2所示，制冷冷水机组1包括冷水机11和水泵12，
热储能部2包括水泵21和热储能体22，幷设有相应的动力控制阀门23、
24、25与制冷冷水机组1相连，热储能体22包括热储藏罐221，热储
藏罐221中装有空心热储能球222，热储能球222具有金属外壳，金属
外壳可采用不锈钢外壳，热储能球222由两个半球壳体构成，如图3和
图5所示的下半球壳体剖面示意图和上半球壳体剖面示意图，如图4和
图6所示的边缘A、B局部放大示意图，两个半球壳体的边缘相扣合封
闭；在本发明中，热储能球222内所装的热储能材料采用相变材料，相
变材料的固液转换的溶点可由-62℃至+117℃，传输介质可采用水，如图
2所示，在本发明中的制冷冷水机组1和热储能部2与负载3的直接热
交换工作当中，负载3使传输介质产生热交换的输入温度和输出温度，
这样，在实际应用中，可根据系统需求，将相变材料的固液转换溶点设
定介于所述输入温度和输出温度之间，例如，负载3的输入温度、输出
温度分别为+7℃和+12℃，相变材料的固液转换的溶点设定于介于这两者
之间，如+8℃，如图2所示，制冷冷水机组1、热储能部2与负载3的
热交换循环线路直接相通，在使用中，如在晚间，负载3需求较低时，
由于负载3的输入温度为+7℃，同时制冷冷水机组1可调较冷冻水输出
温度低至+2℃至+5℃使热储能球222中的+8℃相变材料完成液-固转换
(结冰)幷释放出大量热潜能，热储能部2储存冷能量，当在白天，负载
3需求达到高峰期时，制冷冷水机组1的功率不能满足负载3需求，热
储能部2中的水泵21启动，热储能部2向负载3传送冷能量，满足负
载3的冷能量需求。

实施例2：

在本发明中，对于相变材料的固液转换的溶点的设置进一步大幅提
高后，热储能部2还可用于热存贮，使本发明用于采暖储能系统中，如
图7所示，这种热储能系统包括采暖热水机组6和热储能部2，所述的
热储能部2具有采用空心热储能球222的热储能体22，热储能球222内
装有相变材料，采暖热水机组6包括热水器61和水泵12，采暖热水机
组6、热储能部2和负载3热交换循环线路直接相通，例如，传输介质
采用水，热水器61产生65℃的热水，相变材料的固液转换的溶点设置
为高溶点，但可略低于热水器出水温度，如固液转换溶点为58℃的相变
材，可使相变材料实现制热储能，直接向负载3提供制热能量补偿，其
它具体结构、方法及控制过程与实施例1所述相同或相似，这里不再赘
述，这样，通过设置热储能球222内所装的相变材料溶点，在采用不同
溶点的相变材料时，由液体转化固体所释放出的热潜能或由固体转化液
体所吸收的热潜能达到制热或制冷的储能效果。

实施例3：

如图3、图4、图5、图6和图8所示，本实施例与实施例1的区别
在于，在本实施例中，一制冷系统中设置温控装置5，控制热储能部2
中的水泵21或动力控制阀门23、24、25的通断工作状态，系统其它部
分的结构与实施例1所述相同，在使用中，例如，如图8所示，温控装
置5对负载3的输入点的实时工作温度进行监测，假设监测到的工作温
度51为+10℃，这时，明显显示制冷冷水机组1的功率不能满足负载3
需求，温控装置5控制水泵21使其启动，幷关闭动力控制阀门24，开
通动力控制阀门23，开通动力控制阀门25使冷冻水经负载3回流至水
泵21通往热储能体22顶部，幷流经热储能球222，将热能传至热储能
球222，溶化球内的相变材料，因而降温流经已开通的动力控制阀门23，
再回到制冷冷水机组1。当监测到的工作温度51返回为+7℃时，温控装
置5可控制水泵21使其停止工作。

又例如在夜间利用低廉的低谷电价制冷时，热储能部2储存冷能量
时，温控装置5对热储能体22的温度52进行监测，假设监测到的温度
高于+7℃，温控装置5控制动力阀23及24使其开通幷开始储存冷能量，
或者对负载3的输出工作温度54及制冷冷水机组1的输入工作温度55
进行监测产生相应的控制，通过这些自动温度控制，可有效地降低系统
损耗，优化系统的热交换循环线路。

在本实施例中，温控装置5可通过控制系统热交换循环环路中装设
的三通阀、四通阀或其它多通阀实现以上所述的自动温度控制，这对于
本领域的技术人员来说，勿需创造性劳动既可予以实施，此处不再赘述。