CN103119390A - 能量存储装置与分开的热过程的结合方法 - Google Patents
能量存储装置与分开的热过程的结合方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103119390A CN103119390A CN2011800399938A CN201180039993A CN103119390A CN 103119390 A CN103119390 A CN 103119390A CN 2011800399938 A CN2011800399938 A CN 2011800399938A CN 201180039993 A CN201180039993 A CN 201180039993A CN 103119390 A CN103119390 A CN 103119390A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy
- heat
- hot memory
- thermal
- rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 141
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims description 28
- 230000010354 integration Effects 0.000 title 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 2
- 102100032219 Cathepsin D Human genes 0.000 description 32
- 101000869010 Homo sapiens Cathepsin D Proteins 0.000 description 32
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 22
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 21
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000024241 parasitism Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/026—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat with different heat storage materials not coming into direct contact
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/028—Control arrangements therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/006—Heat storage systems not otherwise provided for
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D2020/0065—Details, e.g. particular heat storage tanks, auxiliary members within tanks
- F28D2020/0082—Multiple tanks arrangements, e.g. adjacent tanks, tank in tank
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
- F28D2021/0033—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cryogenic applications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种将一个或多个热过程相互结合的方法，其中，要结合的所述热过程对热能具有不同的供应和需求标准。该方法涉及一个或多个热存储器的使用。
Description
技术领域
本发明涉及热和热力学能量存储装置(尤其是低温能量存储装置)与其它共定位热过程（co-located thermal processes）的结合方法，该热过程产生热或冷，包括在经济上得益于向能量存储装置传递热或冷或从能量存储装置传递热或冷。
背景技术
电力输送和分布网络（或电网）必须平衡电力的产生与来自消费者的需求。这通常通过借助于打开和关闭发电站以及在低负荷下运转一些发电站来调节发电侧（供应侧）来实现。因为大部分现有的热电站和核电站当在满负荷下连续运转时是最有效的，因此在以该方式平衡电力系统的供应侧时存在效率损失。预期将重要的间歇式可再生发电容量比如风力涡轮机和太阳能收集器引入网络将通过在发电机群的部分的可利用性中产生不确定性而进一步使电网的平衡复杂化。在低需求时间期间存储能量以供稍后在高需求时间期间使用或者在来自间歇式发电机的低输出期间使用的设备将具有平衡电网和提供供应保障的主要益处。
当在传输或分布网络上存在发电容量短缺时，电力存储装置在高度间隙的基础上操作。这可通过在当地电力市场中的高电价或者通过来自负责网络操作的组织请求额外的容量来向存储装置操作者发信号。在某些国家，比如英国，网络操作者与发电厂的操作者签署网络后援储备供应的合约，其中发电厂的操作者具有快速启动能力。这种合约可覆盖几个月或甚至几年，但是电力提供者将操作（发电）的时间通常是非常短的。这在图1中示出，图1示出了用于存储装置的典型操作曲线。
WO2007-096656Al和GB1100569.1公开了低温电力存储装置（CPSD），其利用低温流体（比如液态氮或液态空气）作为存储介质以将作为用于提供电力存储和网络支持服务的热势能的能量存储到电力传输和分布网络。WO2007-096656Al中描述的低温能量存储系统（CES）为第一种类型的低温电力存储装置（CPSD）且为仅需要电力和可选地作为输入的热的完全集成的存储装置。GB1100569.1中描述的冷冻机组（cryogenset）为另一种类型的低温电力存储装置（CPSD）且为使用由远离冷冻机组的工业气体液化工厂制造的低温流体的简化的存储/发电装置，低温流体通过管线或罐车被输送到冷冻机组场所。上述专利申请中描述的两个CPSD得益于从共定位过程接收低级废热（热的热能）。此外，两个装置产生对于其它需求冷的使用者有益的低温冷的热能（冷能），其它需求冷的使用者例如空气调节（办公室）；冷却（比如，数据中心）；冷冻或制冷（比如，食品加工工厂）。
然而，CPSD仅在间歇基础上操作，比如当存在高消费需求或间歇式可再生能源发电量低时，且通常每年约250至1000小时，且取决于应用甚至低至每年<100小时。这对于CPSD与共定位过程的结合来说造成至少三个问题，该共定位过程通常在连续的基础上操作。首先，对废热的需求是间歇式的，因此，基于高峰热负荷的废热的总体利用将很低，因而是低效的。第二，冷能的供应也将是间隙式的，且难以在以连续基础而操作的共定位过程中有效利用。第三，来自共定位过程的传热速率可能与CPSD的最佳效率所需的传热速率不同。
这些问题也与其它热过程相互结合有关，其中要结合的热过程具有不同的供需标准。供应和/或需求的间歇性可以小时、天、周、月、季或年为基础。
热存储器可结合在能量存储装置内，比如低温能量存储装置，以便优化热性能。其它能量存储技术，其示例包括但不限于绝热压缩空气能量存储和埃里克森循环（Ericsson cycle）技术，也可得益于与存储装置内和/或存储装置和共定位过程之间结合的热存储的使用和废热的结合。
发明内容
本发明提供一种将第一热过程和第二热过程相结合的方法，其中，来自第一热过程的传热速率与到第二热过程的传热速率不同，所述方法包括：
提供第一热存储器；
通过以第一能量传递速率把来自第一热过程的第一热能传递到第一热存储器来利用第一热能对第一热存储器蓄能；以及
通过以第二能量传递速率将所存储的第一热能从第一热存储器传递到第二热过程的部件来对第一热存储器释能，其中，该第二速率不同于第一速率。
本发明允许提供将第一低温电力存储装置（CPSD）与第二过程结合的方法，其中，该第二过程提供热的热能和/或接收冷的热能，并且其中，来自第一过程和第二过程的热能的需求和供应不同且具有不同的传热速率。在很多情形中，需求和供应中的这种不等性是由连续操作或至少几乎连续操作或在与CPSD过程不同的时刻操作的第二过程引起的。
第一热能可包括热的能量或冷的能量。
可在对第一热存储器蓄能的步骤稍后的时间执行对第一热存储器释能的步骤。该延迟的长短取决于具体应用。如果该方法用于控制共定位过程的高峰需求，则蓄能和释能可涉及常规日需求模式。然而，对于网络应用，这种延迟可以更不规律。
可在连续或间歇的基础上执行对第一热存储器蓄能和释能的步骤。
第二热过程或第一热过程可包括能量存储装置。该能量存储装置可包括低温能量存储装置。替代地，该能量存储装置也可包括可替代的热过程，例如压缩空气能量存储装置。
所述第二过程可与第一过程共定位。如果第二过程包括CPSD，则第一过程可例如为热电站和工业过程，比如炼钢厂和化学制造工厂。第一热过程可包括借助于由间歇式可再生能量源提供动力的加热装置直接加热该热存储器。
电力存储装置本质上间歇地操作，即，当存在对来自网络的电力的高需求且因此电价高时，或者当存在网络故障危险且需要额外支持时。操作的该间歇性可以小时、天、周、月、季或年为基础。因此，在第一CPSD过程和第二共定位过程之间的最佳传热速率存在明显差异。
本发明人已经发现，通过在两个过程之间安装热存储器，热能的接收和供应可被更好地管理，以提高两个系统的总体性能。具体地，因为CPSD需要热并以通常超过类似能量容量的连续共定位过程的速率的20倍来输送冷能，所以，需要热存储器来优化热性能。
第一速率可以是第二速率的至少5倍。第一速率可以是第二速率的至少10倍。第一速率可以是第二速率的至少20倍。
热存储器可具有GB1013578.8中公开的任何特征。具体地，热存储器可包括非对称的热存储器。热存储器可包括：
第一热质量；
第二热质量；以及
第三热质量；
其中：
第一热质量、第二热质量和第三热质量中的至少两个热质量的纵横比彼此不同；以及
由导管和阀构成的布置结构，所述由导管和阀构成的布置结构被构造为用于引导热传递流体通过所述热质量中的一个或多个热质量的组合，
其中，所述由导管和阀构成的布置结构使得热质量能够相互隔离。
在一优选实施例中，所述由导管和阀构成的布置结构被构造成允许热传递流体（HTF）被引导穿过如下质量：
i）第一热质量、第二热质量和第三热质量中的所有热质量，或者
ii）第一热质量、第二热质量和第三热质量中的两个热质量，或者
iii）第一热质量、第二热质量和第三热质量中的一个热质量。
所述由导管和阀构成的布置结构可使得HTF能够被引导穿过并联的第一热质量和第二热质量以及与之串联的第三热质量中的两个热质量，替代地，穿过并联的第一热质量和第二热质量中的两个热质量。
所述HTF可包括气体或液体。HTF用于加热或冷却热质量。
热质量是能够吸收和发出热能的物质。
热能存储装置可包括多于三个热质量。
至少三个热质量中的每一个可包括单个热单元或相互并联布置的多个热单元。当一个或多个热质量包括多个热单元时，热质量内的每个热单元可具有相同或不同的平均横截面积。当热质量包括相互并联布置的不止一个热单元时，热质量的纵横比是热单元的平均长度与热单元的平均横截面流速之和的比值。
第一热质量、第二热质量和第三热质量可包括固体颗粒，且第一热质量、第二热质量和第三热质量中的至少两个热质量中的颗粒直径可彼此不同。可替代地，第一热质量、第二热质量和第三热质量中的至少两个热质量的颗粒直径可彼此相同。当提到“颗粒直径”时，它是指：热质量内的所有颗粒的平均等效球面直径。
每个热单元可包括以下项中的一个或其组合：
i）固体颗粒填充床，HTF能够直接穿过该固体颗粒填充床，以将热能携带到热能存储装置以及从热能存储装置带走热能，
ii）布置在至少一个导管周围的固体颗粒填充床，HTF能够穿过所述至少一个导管，
iii）包括多个通路的固体质量“基质”，HTF能够穿过所述多个通路，或者
iv）一定体积的相变材料。
当第一热质量、第二热质量和第三热质量包括固体颗粒时，热单元可包括选项i）和ii）中的一个或其组合。
所述相变材料是这样的材料：它能够通过改变其状态，例如从固体改变成液体或者从液体改变成气体并且从液体改变成固体或者从气体改变成液体来存储和释放能量。
在选项ii）中，填充床通过至少一个导管与HTF隔离。
在选项i）和ii）中，颗粒可为球形或近球形颗粒。颗粒的平均等效球面直径优选为1至25mm。每一个热单元可包括具有相同等效球面直径或不同等效球面直径的多个固体颗粒。此外或可替代地，每个固体颗粒可由不同材料形成。每个热单元内的颗粒的等效球面直径可沿热单元的长度从入口到出口逐渐增大或减小。形成每个热单元内的颗粒的材料可沿热单元的长度变化。
一个热单元中的颗粒的平均等效球面直径可与另一热单元中的平均等效球面直径不同或相同。通过改变热质量之间的颗粒直径，可优化热存储器的压降/传热特性。每个热单元可具有圆形、六边形、正方形、菱形或能够容易被封装到支撑结构内的任何其它形状。
每一个热质量可具有高的热容量，以最小化热质量的体积。
优选地，每一种热质量具有低的导热率。优选地，每一种热质量具有小于20W/mK的导热率。更优选地，每一种热质量具有小于5w/mK的导热率。希望每一种热质量具有高的热容量/导热率比值。优选地，每一种热质量具有Cp*ρ/k>180s/mm，更优选地，每一种热质量具有Cp*ρ/k>500s/mm，其中Cp为特定比热容，ρ为密度，而k为包含热质量的颗粒的导热率。岩石是用于每一种热质量的颗粒的优选材料。优选地，该岩石包括花岗岩、玄武岩或人造陶瓷材料。可替代地，冰形式的水可用于每一种热质量的颗粒。优选地，冰在存储器的操作范围内不会改变其状态。
所述热能存储装置还可包括用于支撑热质量的支撑结构。该支撑结构还可支撑所述由导管和阀构成的布置结构的至少一部分。
热能存储装置还可包括隔离物以隔离每一种热质量，以最小化在存储期间从热质量损失的热。
该隔离物可包括施用到支撑结构内侧的隔热材料和/或位于热质量的基部与支撑结构之间的热中断部。该热中断部是用于防止热通过热中断部进行传导的低传导性材料层或空气空间。每一个热单元可在其内侧被隔离。在特定实施例中，内隔离物包括双皮层设计，在该双皮层设计中，外部支撑结构通过隔离物以及与所述热质量或单元接触的内侧薄皮层而与所述热质量或单元隔离。可替代地，隔热材料的喷涂涂层可被施用到支撑结构的内侧，或者，封装的隔离材料可装配到支撑结构的内侧。
所述热能存储装置还可包括隔离物，该隔离物隔离所述由导管和阀构成的布置结构以最小化来自存储装置的热损失。
通过使热质量相互隔离，有助于防止在蓄能和释能之间的存储阶段期间来自热能存储器的对流损失。具体地，可在每一个热质量的入口和出口处设有阀。
所述由导管和阀构成的布置结构可使得HTF能够被引导穿过所述热质量中的串联的两个或更多个热质量。
所述由导管和阀构成的布置结构还可使得所述热质量中的第一热质量和第二热质量并联并且所述热质量中的第三热质量与第一热质量及第二热质量串联。
所述由导管和阀构成的布置结构还可使得HTF能够被引导穿过所述热质量中的并联的两个或更多个热质量。
每个热质量的纵横比是该热质量的平均长度与热质量的平均横截面之比。可通过提供不同平均横截面积的热质量来提供具有不同纵横比的热质量。每一种热质量可沿其长度具有均匀的横截面。可替代地，每一种热质量可沿其长度具有变化的横截面积。例如，每一种热质量可具有逐渐减小的横截面。当热质量包括多于一个热单元时，热单元中的一个或多个可具有逐渐减小的横截面。
第一热质量、第二热质量和第三热质量中的至少两个热质量的纵横比可彼此不同。优选地，所述热质量中的所有三个热质量的纵横比彼此不同。
优选地，第三热质量的平均横截面积小于第二热质量的平均横截面积。优选地，第二热质量的平均横截面积小于第一热质量的平均横截面。
优选地，在这三个热质量中，在最终释能期间所述HTF流过的最后一个热质量具有最小的平均横截面。在该情形中，在释能期间存储器的最后部分中的这种较小流通面积允许实现最佳的热效率。
热能存储装置可包括多于三个热质量。
至少三个热质量中的每一种可包括单个热单元或相互并联布置的多个热单元。优选地，第一热质量包括比第二热质量多的热单元，第二热质量又包括比第三热质量多的热单元。在示例性实施例中，第一热质量包括并联的五个热单元，第二热质量包括并联的四个热单元，而第三热质量包括单个热单元。
上述类型的热存储器还可具有在其它能量存储技术内的益处，其示例包括但不限于：绝热压缩空气能量存储和埃里克森循环技术。热存储器可结合在存储装置内和/或存储装置和共定位过程之间。
图2示出了与共定位热过程200结合的CPSD100，该共定位热过程200分别通过热存储器300贡献热（QH）并且通过热存储器400接收冷能（QC）。
此外，本发明人已经发现，在共定位过程中通常存在热能够被提取的几个地方。使用热存储器优化热能的提取速率能够在正确施用的情况下向两个过程输送益处。
可通过一个或多个热能来源来产生第一热能。
第一热能可包括热的能量，且所述一个或多个热能来源可包括以下项中一种或多种：
来自热电站或核电站的蒸汽冷凝液、来自热电站的烟道气；
来自锅炉的蒸汽；
环境空气；
地面热（地热）；以及
海水、河水或湖水。
第一热能来源可包括：借助于由间歇式可再生能量源提供动力的加热装置直接加热该热存储器。
例如，第一过程可包括蒸汽发电厂。许多蒸汽发电厂通过来自蒸汽涡轮机的排气的蒸汽的冷凝而废弃大量低级热。通过减小穿过冷凝器所需的空气流，在蒸汽发电厂的冷凝器前面提取热以供稍后在CPSD中使用将减少蒸汽发电厂的寄生负荷。CPSD与蒸汽发电厂的结合因此有益于两个过程：在向CPSD供应“自由热”中以及在减少蒸汽发电厂的寄生负荷（通常称为厂用负荷）中。该过程的示例在图3中示意性地示出，在图3中蒸汽发电厂的锅炉201使工作流体蒸发并过热，工作流体驱动蒸汽发电厂的涡轮机202。借助于热交换器203从由涡轮机排放的工作流体提取热。随后通过由动力空气风扇（在虚线框204内示出）促进的蒸汽发电厂的冷凝器204冷凝工作流体。随后借助于锅炉供给泵205将冷凝的工作流体泵送回锅炉201。由热交换器203从共定位过程的工作流体提取的热存储在热存储器300中直到CPSD100需要。
然而，蒸汽发电站中的冷凝系统通常在30℃至70℃下操作，限制过程气体能够在CPSD中加热的温度且因此限制CPSD的效率。优选地，供应到CPSD的热将为至少100℃，更优选地为200℃。可从蒸汽发电厂的烟道气206提取额外的“中间等级”热Qf，如图3所示。
本发明人还发现，限制从热电厂的烟道气提取的热Qf的量是有益的。如果提取的热太多，则烟道气失去浮力且将不会正确地分散到大气中，这可能导致发电厂附近高的地面水平排放。通过从冷凝系统提取大部分所需的热，仅需要从烟道取出少量能量，因此最小化对烟道气浮力及其后果的影响。
本发明的方法还可包括：
提供第二热存储器；
通过以第三能量传递速率把来自第二热过程的第二热能传递到第二热存储器来利用第二热能对第二热存储器蓄能；以及
通过以第四能量传递速率将第二热存储器中存储的第二热能从第二热存储器传递到第三热过程的部件来对第二热存储器释能，其中，该第四速率不同于第三速率。
第二热存储器可具有上述的任何特征。具体地，第二热存储器可包括非对称的热存储器。
第二热能来源可包括借助于由间歇式可再生能量源提供动力的加热装置直接加热该热存储器。
第三热过程可以是与第一热过程相同的过程。
可在对第二热存储器蓄能的步骤稍后的时间执行对第二热存储器释能的步骤。
可在连续或间隙的基础上执行对第二热存储器释能的步骤。
可在连续或间隙的基础上执行对第二热存储器蓄能的步骤。蓄能的间隔能够以小时、天、周、月、季度或年为基础。
第四速率可以是第三速率的至少5倍。第四速率可以是第三速率的至少10倍。第四速率可以是第三速率的至少20倍。
第二热能可包括热的能量或冷的能量。
在第一热过程包括低温能量存储装置的情况下，第一热能可包括从低温能量存储装置放出的冷的能量。
第二热过程可包括以下项中的一种或多种：
用于建筑物的空调系统；
制造过程中的制冷单元；
气体液化过程；以及
数据中心的冷却。
在第二热过程包括CPSD且提供第二热存储器的情况下，第二热能可包括从低温能量存储器放出的冷的能量。在该情形中，第三热过程可包括以下项中的一种或多种：
用于建筑物的空调系统；
制造过程中的制冷单元；
气体液化过程；以及
数据中心的冷却。
附图说明
现将参考附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了典型的电力存储装置的操作时间；
图2示出了与通过热存储器贡献热并且接收冷能的共定位热过程结合的CPSD；
图3示出了与蒸汽发电厂结合的CPSD的示例；
图4a和4b分别示出了在电力和能量基础上对于冷冻机组CPSD的森基热平衡图(Sankey diagrams)；
图5a和5b分别示出了在电力和能量基础上对于燃气发动机的森基热平衡图；
图6a和6b示出了冷冻机组CPSD、燃气发动机和热存储器的构造；
图7示出了具有热存储器和环境蒸发器的冷冻机组CPSD的构造；
图8a）示出了可在本发明方法中使用的热存储器（示出了蓄能阶段期间的装置）；
图8b）示出了在初始释能阶段期间的图8a）的热能存储器；并且
图8c）示出了在最终释能阶段期间的图8a）的热能存储装置。
具体实施方式
尽管WO2007-096656Al和GB1100569.1的装置是不同的，但是均得益于接收热的热能和当操作时提供冷的热能，因此对本发明的内容来说是相同的。为了简化，将通过与冷冻机组CPSD结合来描述本发明，但是相同的发明原理可同等地适用于CES。
使用图1所示的示例性操作体系，在电力基础（图4a）和能量基础（图4b）上对于冷冻机组的典型森基热平衡图与在电力基础（图5a）和能量基础（图5b）上对于2MW燃气发动机的典型森基热平衡图相比较。图5a和图5b的2MW燃气发动机以基本负荷操作，比如在填埋气体场所或矿山气体场所上，其中安装的发动机通常具有给定容量。很明显，热电力需求（图4a和5a）之间存在不匹配，但是能量需求（图4b和图5b）更好地匹配。实际上，可以看到，在能量基础上，2MW燃气发动机可支持三个3.5MW冷冻机组：每3.5W冷冻机组需要12.5MWh的热来产生7MWh净功率（图4b）；2MW燃气涡轮机排放41.28MWh的热（图5b）；，在允许损失的基础上，从燃气涡轮机排放的热的41.28MWh对于三个3.5MW冷冻机组来说是足够的，每个冷冻机组产生7MWh的净功率。
本发明人已经发现，在两个过程之间安装热存储器能够更好地利用两个过程之间的能量流和调配更有用的存储容量。例如，图4和5所示的实施例对于来自共定位过程的给定水平的基本负荷热生成提供额外10MW的有用存储容量，在示例中其为2MW燃气发动机。
然而，尽管热存储器的引入允许良好地利用两个过程之间的能量流，但是热蓄能和热释能过程的速率的不匹配在存储器的设计和存储器与冷冻机组和热生成过程的结合中造成特定的挑战。具体地，热存储器必须能够以存储器必须向冷冻机组供应热的速率的约10%的速率接收热。该差异不可避免地导致在两个过程和热存储器之间输送热能所使用的传热介质的流速中的明显差异。上面描述了特定类型的“非对称”热存储器。发明人已经发现，在将间歇式CPSD与基础负荷热源相结合时，具有这种非对称操作的热存储器非常宝贵。图8a）至图8c）示出了这种非对称的热存储器。热存储器包括热存储材料的三个热质量。三个热质量具有不同的横截面积。第一热质量1具有比第二热质量2大的平均横截面积，第二热质量2又具有比第三热质量3大的平均横截面积。因此，图8a）、8b）和8c）所示的装置具有可变的流通面积。
该装置以下面的方式操作：
蓄能：在图8a）所示的蓄能期间，HTF流穿过第一热质量1并随后穿过热质量2和3。热质量2和3并联布置。热质量1与热质量2及3串联布置。热质量1的横截面积被选择成使得在蓄能期间实现最佳的传热/压降关系。
存储：热质量被相互隔离，以防止在储存器释能之前来自热能存储器的对流损失。
初始释能：在初始释能期间，如图8b）所示，HTF流起初穿过热质量1，随后穿过热质量2，其中，热质量3从HTF流回路隔离。
最终释能：在经历一段时间的初始释能之后，热质量2将几乎完全释能且HTF的出口温度开始升高。在如图8c）所示的最终释能期间，热质量1与回路隔离，且来自热质量2的出口流被引导穿过热质量3。热质量3的横截面流通面积相对于热质量1和2的横截面流通面积减小，以便最小化减小的释能流速的终端损失。热质量2因而充分释能且热质量3中仅少量材料未充分释能。因此，未从热能存储装置释能的热能的量被最小化。在某些情形中，如果穿过热质量1的压力损失低，则不需要绕过热质量1，因而简化了流动回路。
图6a和6b示意性地示出了共定位过程200内的燃气发动机210、冷冻机组100和热存储器300应如何配置以实现最佳效率。在该实施例中，热存储器300通过与燃气发动机的排气器211热交换、借助于排放热回收热交换器212来蓄能。在热存储器的蓄能期间（图6a），因为热传递流体的热流和质量流是低的，所以优选地但不排他地由填充砂砾床形成的热存储单元301被串联布置。在该配置中，热存储器300两端的压降将是可接受的，因为流体质量流将是低的。通过因为热质量存储单元301串联布置而热存储器300的长度与直径比是高的事实，终端损失最小。在释能期间，也称为电力回收期间（图6b），传热速率和热传递流体质量流速需要比蓄能期间高；存储器300的串联构造将导致不可接受地高的压降。因此，代替串联布置热存储单元301，热存储单元301被并联布置，因而向热传递流体提供较大的流通面积，且因此提供在热存储单元301内可接受的流动速度并因此提供可接受的压降。
在上述示例中，通过燃气发动机210的烟道气供应所有的热的热能。然而，本发明可适用于其它热的热能来源。在图6a和6b所示的情形中，因为发动机210是小的（仅2MW），所以安装连续的热回收装置，比如蒸汽底部组或有机Rankine循环（ORC）在经济上是不可行的。因此在CPSD100的质量足够时，热能在定义为大于100℃但小于250℃的“中间等级”下可用。具有约30MW至50MW以及更高的输出的较大的发电装备，比如转废为能（EfW）设备、组合式循环燃气涡轮（CCGT）和较大的煤或生物质点火蒸汽设备将通常配备额外的涡轮级或热回收装备以提高设备的总效率。排气烟囱中的热能非常低且更多的热以低等级可利用，低等级定义为低于100℃，例如，相比在图6a和6b的示例中的，从蒸汽冷凝器可利用。可进一步通过使用来自两个来源的热来优化热电厂与CPSD的结合。发明人已经发现，对于冷冻机组的优选实施例，低等级的热能可供应热需求的50%。这减少需要的中间等级热的量，其在较低质量下可利用。表1概述了通常从多个候选热过程可利用的中间等级热的量和低等级热的量，作为过程的额定发电能力的百分比：
表1
| 低等级热 | 中间等级热 | |
| 柴油发动机或燃气发动机 | 62% | 75% |
| 开式循环燃气涡轮机（OCGT） | 12% | 125% |
| 组合式循环燃气涡轮机（CCGT） | 70% | 10% |
| 转废为能设备（EfW） | 195% | 30% |
从上表很明显，相比在CCGT和EfW的情形中的中间等级热，明显更低等级的热是可利用的。在本发明的优选实施例中，中间等级热可被存储在热缓冲存储器中，且低等级热可在冷冻机组的释能或电力回收期间从热源同时地取出。比在不使用缓冲热存储器的情况下可能的，这种布置允许安装较高容量的冷冻机组。
此外，冷冻机组需要的低等级热还可存储在缓冲热存储器中。在这种布置中，通过提供比当使用空气冷却的冷凝器或冷却塔时从冷凝器废弃热更有效的设备，低等级热的使用可减少热源上的寄生负荷（或者厂用负荷）。热发电厂的效率因此可得到提高。
低等级热无法在连续的基础上从热源取出。相反，低等级热可在当环境温度高时的时刻期间，比如在下午期间从热源取得热源，且冷却冷凝水的寄生负荷是最高的。因此，可以实现减少热电厂的厂用负荷的最大利益。
在某些应用中，CPSD将不位于热源附近。鉴于发明人的观点在电力回收期间环境热的使用，比如单独地通过空气暖化的蒸发器是不切实际的，因为在电力回收期间热能需求非常高。如果仅依赖于环境热，则蒸发器翼片将需要间隔开以避免由大气中的湿气引起的冰积聚，从而导致非常大的传热面积。鉴于发明人的观点，该解决方案将是昂贵的且将占据相当大的地面面积，且因此将不是成本有效的。可替代地，利用本发明的方法，可在环境蒸发器和冷冻机组之间使用热存储器。利用低能量流速的环境热和更小的蒸发器能够使热存储器变暖。于是在CPSD的电力回收阶段期间能够使用热存储器的热质量以将低温流体变暖到环境温度。本发明的该实施例的图解在图7中示出，在图7中，CPSD100与热存储器300结合，热存储器300利用来自空气的环境热、借助于循环泵310和热交换器311来蓄能。在可替代的实施例中，可从地面热（地热）、从河流或从海洋供应环境热。
发明人还注意到，冷冻机组和CES两者释放大量的冷能，作为“高级冷”（通常低于-150℃）和“低级冷”（通常在0℃和-150℃之间）。在短的时间段内大量地释放高级冷能和低级冷能。在制冷和空调设备中许多过程需要冷却并消耗大量的电力。这种过程的示例为：
·数据中心
·食品存储仓库
·超级市场
·食品加工工厂
·电信中心
·办公室和商业场所（用于空气调节）
CPSD与这种应用的联合可减少或甚至取消对空气调节和制冷装备的需要，从而节省能量和资本成本。然而，因为冷能在短时间段内从CPSD释放，所以为了从两个过程的结合实现最佳的性能，冷缓冲存储器的使用是必须的。随后可用于在连续的基础上供应冷能（例如）以冷却数据中心或电信中心的电子器件。在其它应用中，比如办公室的空气调节，在间歇的基础上，比如仅在办公室开放时且对冷却存在需求时从冷热存储器吸取冷能可能是有利的。向该布置添加冷热存储器允许使用的冷能进行时间迁移并允许冷向最终消费者供应的速率与通过CPSD供应的速率和供应时间独立地变化。
应理解，已经仅通过举例的方式描述了本发明，且在由所附权利要求限定的本发明范围内可做出改变或修改。
Claims (33)
1.一种将第一热过程和第二热过程相结合的方法，其中，来自所述第一热过程的传热速率与到所述第二热过程的传热速率不同，所述方法包括：
提供第一热存储器；
通过以第一能量传递速率把来自所述第一热过程的第一热能传递到所述第一热存储器来利用所述第一热能对所述第一热存储器蓄能；以及
通过以第二能量传递速率将所存储的第一热能从所述第一热存储器传递到所述第二热过程的部件来对所述第一热存储器释能，其中，所述第二速率不同于所述第一速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在对所述第一热存储器蓄能的步骤稍后的时间执行对所述第一热存储器释能的步骤。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，在连续或间歇的基础上执行对所述第一热存储器释能的步骤。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，在连续或间歇的基础上执行对所述第一热存储器蓄能的步骤。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一速率是所述第二速率的至少5倍。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一速率是所述第二速率的至少10倍。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一速率是所述第二速率的至少20倍。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一热能包括热的能量。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一热能包括冷的能量。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第二热过程包括能量存储装置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述能量存储装置包括低温能量存储装置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述能量存储装置包括压缩空气能量存储装置。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，通过一个或多个热能来源而产生所述第一热能。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一热能包括热量能，且所述一个或多个热能来源包括以下项中的一种或多种：
来自热电站或核电站的蒸汽冷凝液、来自热电站的烟道气；
来自锅炉的蒸汽；
环境空气；
地面热（地热）；以及
海水、河水或湖水。
15.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：
提供第二热存储器；
通过以第三能量传递速率把来自所述第二热过程的第二热能传递到所述第二热存储器来利用所述第二热能对所述第二热存储器蓄能；以及
通过以第四能量传递速率将所述第二热存储器中存储的第二热能从所述第二热存储器传递到第三热过程的部件来对所述第二热存储器释能，其中，所述第四速率不同于所述第三速率。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第三热过程是与所述第一热过程相同的过程。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，在对所述第二热存储器蓄能的步骤稍后的时间执行对所述第二热存储器释能的步骤。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其中，在连续或间歇的基础上执行对所述第二热存储器释能的步骤。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中，在连续或间歇的基础上执行对所述第二热存储器蓄能的步骤。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其中，所述第四速率是所述第三速率的至少5倍。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第四速率是所述第三速率的至少10倍。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第四速率是所述第三速率的至少20倍。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的方法，其中，所述第二热能包括热的能量。
24.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其中，所述第二热能包括冷的能量。
25.根据权利要求1至9或15至23中任一项所述的方法，其中，所述第一热过程包括能量存储装置。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述能量存储装置包括低温能量存储装置。
27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述能量存储装置包括绝热压缩空气能量存储装置或埃里克森循环压缩空气能量存储装置。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述第一热能包括从所述低温能量存储装置放出的冷的能量。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述第二热过程包括以下项中的一种或多种：
用于建筑物的空调系统；
制造过程中的制冷单元；
气体液化过程；以及
数据中心的冷却。
30.根据从属于权利要求11、13和14中任一项时的权利要求15至22中任一项所述的方法，其中，所述第二热能包括从所述低温能量存储装置放出的冷的能量。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述第三热过程包括以下项中的一种或多种：
用于建筑物的空调系统；
制造过程中的制冷单元；
气体液化过程；以及
数据中心的冷却。
32.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一热存储器包括非对称的热存储器。
33.根据权利要求15或根据从属于权利要求15的任一权利要求所述的方法，其中，所述第二热存储器包括非对称的热存储器。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1013578.8 | 2010-08-12 | ||
| GBGB1013578.8A GB201013578D0 (en) | 2010-08-12 | 2010-08-12 | Method and apparatus for storing thermal energy |
| GBGB1104387.4A GB201104387D0 (en) | 2011-03-15 | 2011-03-15 | Integration of an energy storage device with a separate thermal process |
| GB1104387.4 | 2011-03-15 | ||
| PCT/GB2011/001215 WO2012020234A2 (en) | 2010-08-12 | 2011-08-12 | Integration of an energy storage device with a separate thermal process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103119390A true CN103119390A (zh) | 2013-05-22 |
| CN103119390B CN103119390B (zh) | 2017-06-20 |
Family
ID=45567977
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201180039993.8A Active CN103119390B (zh) | 2010-08-12 | 2011-08-12 | 能量存储装置与分开的热过程的结合方法 |
| CN201180040018.9A Active CN103069247B (zh) | 2010-08-12 | 2011-08-12 | 用于存储热能的方法和设备 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201180040018.9A Active CN103069247B (zh) | 2010-08-12 | 2011-08-12 | 用于存储热能的方法和设备 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9377247B2 (zh) |
| EP (2) | EP2603761B1 (zh) |
| CN (2) | CN103119390B (zh) |
| AU (2) | AU2011288289B2 (zh) |
| BR (2) | BR112013003389B1 (zh) |
| CL (1) | CL2013000339A1 (zh) |
| DK (2) | DK2603762T3 (zh) |
| ES (2) | ES2645341T3 (zh) |
| GB (1) | GB2497045B (zh) |
| PL (2) | PL2603761T3 (zh) |
| WO (2) | WO2012020233A2 (zh) |
| ZA (2) | ZA201300828B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11384989B2 (en) | 2016-08-26 | 2022-07-12 | Inertech Ip Llc | Cooling systems and methods using single-phase fluid |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103119390B (zh) | 2010-08-12 | 2017-06-20 | 高维有限公司 | 能量存储装置与分开的热过程的结合方法 |
| GB201104867D0 (en) | 2011-03-23 | 2011-05-04 | Isentropic Ltd | Improved thermal storage system |
| GB201207114D0 (en) | 2012-04-23 | 2012-06-06 | Isentropic Ltd | Improved thermal energy storage apparatus |
| WO2013167158A1 (de) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Vladan Petrovic | Langzeitwärmespeicher und verfahren zur langfristigen wärme-speicherung von solarenergie und anderer energie-arten mit wechselnder verfügbarkeit |
| JP2014047992A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Hitachi Ltd | 蓄熱システム及びそれを備える発電システム |
| FR2998556B1 (fr) * | 2012-11-28 | 2015-12-18 | Electricite De France | Conteneur de materiau de stockage thermique, a structure renforcee. |
| WO2014174373A2 (en) * | 2013-04-25 | 2014-10-30 | Mada Energie Ltd | Energy processing and storage |
| CN103388999B (zh) * | 2013-06-25 | 2015-01-28 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种喷淋式填充床蓄热装置 |
| EP3071892A4 (en) | 2013-10-24 | 2017-08-30 | Research Foundation Of The City University Of New York | Methods for meeting localized peak loads in buildings and urban centers |
| US20150144304A1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-05-28 | Enolcon Gmbh | High-temperature thermal storage device with induction heating and molten metal, and thermal storage-composite system |
| DK3058302T3 (da) * | 2014-01-16 | 2019-12-16 | Siemens Gamesa Renewable Energy As | Varmeakkumulator med en diffusorsektion |
| CN103712255B (zh) * | 2014-01-20 | 2015-12-30 | 华北电力大学 | 一种跨季节太阳能-相变蓄能分级释能采暖系统及方法 |
| EP2933594B1 (en) * | 2014-04-16 | 2019-06-19 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Passive way to improve heat distribution in packed bed storage |
| DE102014208454A1 (de) * | 2014-05-06 | 2015-11-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Wärmespeicher |
| GB201409669D0 (en) | 2014-05-30 | 2014-07-16 | Highview Entpr Ltd | Improvements in air purification units |
| EP3998399A1 (en) | 2014-09-30 | 2022-05-18 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Power plant with steam cycle and with a high temperature thermal energy exchange system and method for manufacturing the power plant |
| DE102015009256A1 (de) | 2015-07-16 | 2017-01-19 | Linde Aktiengesellschaft | Festbettkältespeicher und Verfahren zur Speicherung von thermischer Energie |
| ES2733034T3 (es) * | 2015-09-30 | 2019-11-27 | Siemens Gamesa Renewable Energy As | Sistema de intercambio de calor con cámara de intercambio de calor principal y cámara de intercambio de calor secundaria y procedimiento para intercambiar calor usando el sistema de intercambio de calor |
| EP3303967B2 (en) | 2015-09-30 | 2022-10-19 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Heat exchange system with at least two heat exchange chambers and method for exchanging heat by using the heat exchange system |
| EP3308091B1 (en) * | 2015-09-30 | 2023-03-29 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Heat exchange system with a heat exchange chamber in with a thermal insulation layer, method for manufacturing the heat exchange system and method for exchanging heat by using the heat exchange system |
| DE102016001163A1 (de) * | 2016-02-03 | 2017-08-03 | Karl Brotzmann Consulting Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme, Speicherung und Abgabe thermischer Energie von Gasen |
| WO2017201421A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Kansas State University Research Foundation | Methods and systems for thermal energy storage and recovery |
| WO2017210555A1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High-density latent heat storage device |
| US10508596B2 (en) | 2017-06-21 | 2019-12-17 | John D. Upperman | System and method for liquid air energy storage |
| WO2019104150A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | Aestus Energy Storage, LLC | Heat sink vessel |
| NO344182B1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-09-30 | Energynest As | Modular thermal energy storage system, improved method of operation of such systems and use of the thermal energy storage system |
| FR3083596A1 (fr) * | 2018-07-06 | 2020-01-10 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede et installation de recuperation et stockage des gaz froids issus d'equipements cryogeniques |
| DE102019131345A1 (de) * | 2018-12-07 | 2020-06-10 | IVOC-X GmbH | Verfahren zum Ausführen einer zyklischen Energiespeicherung und Vorrichtung hierfür |
| CN109764511B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-08-24 | 重庆海尔空调器有限公司 | 一种能源系统的控制方法 |
| CN109737619B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-04-20 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种能源系统的控制方法、装置、计算机设备及存储介质 |
| CN109855459B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-01-29 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种能源系统的控制方法 |
| CN110108142A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-09 | 中国科学院理化技术研究所 | 蓄热/冷器 |
| JP2021014836A (ja) * | 2019-07-16 | 2021-02-12 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | 車両用蓄熱システム |
| FR3099821B1 (fr) * | 2019-08-08 | 2022-04-29 | Eco Tech Ceram | Dispositif de stockage thermique amélioré |
| CN110822967B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-07-13 | 西安交通大学 | 一种用于吸附式热化学储能及建筑供暖的整体式结构 |
| US11035260B1 (en) | 2020-03-31 | 2021-06-15 | Veritask Energy Systems, Inc. | System, apparatus, and method for energy conversion |
| EP4165288A4 (en) * | 2020-06-16 | 2024-07-24 | Cyrq Energy Inc | ELECTRICITY GENERATION SYSTEMS WITH SUPERHEATERS COUPLED WITH THERMAL ENERGY STORAGE |
| GB2610219B (en) | 2021-08-27 | 2023-10-18 | Highview Entpr Ltd | High-grade heat-of-compression storage system, and methods of use |
| WO2024037746A1 (en) | 2022-08-19 | 2024-02-22 | Phelas Gmbh | Thermal energy storage, system and method |
| US11970652B1 (en) | 2023-02-16 | 2024-04-30 | Microera Power Inc. | Thermal energy storage with actively tunable phase change materials |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0006211A1 (de) * | 1978-06-16 | 1980-01-09 | Ciba-Geigy Ag | Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie |
| CN1161081A (zh) * | 1994-09-21 | 1997-10-01 | 有限会社白井商事 | 太阳能蓄热装置及设有该装置的热水供给系统 |
| US20100089391A1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-04-15 | Addie Andrew R | System and process for using solar radiation to produce electricity |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE639323A (zh) | 1962-11-05 | |||
| GB1100569A (en) | 1966-02-08 | 1968-01-24 | Dow Chemical Co | A process for preparing acrylic latexes |
| US4173125A (en) * | 1978-03-16 | 1979-11-06 | Schweitzer Industrial Corporation | Energy recovery system |
| US4418683A (en) * | 1981-04-23 | 1983-12-06 | Rockwell International Corporation | Separated phase thermal storage system |
| JPS58165550A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Nissan Motor Co Ltd | デイ−ゼルエンジンの振動低減装置 |
| JPS58165550U (ja) | 1982-04-27 | 1983-11-04 | シャープ株式会社 | 集蓄熱装置 |
| JPH0271055A (ja) | 1988-09-07 | 1990-03-09 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 圧縮空気エネルギー貯蔵システム |
| US5271239A (en) * | 1990-11-13 | 1993-12-21 | Rocky Research | Cooling apparatus for electronic and computer components |
| FR2665945A1 (fr) | 1990-08-17 | 1992-02-21 | Schmid Ing Sa Nles Applic Scie | Dispositif d'emmagasinage de froid. |
| FR2847973B1 (fr) * | 2002-11-29 | 2006-01-27 | Valeo Climatisation | Echangeur de chaleur a inertie thermique pour circuit de fluide caloporteur, notamment de vehicule automobile. |
| IL155665A (en) * | 2003-04-29 | 2009-05-04 | Pessach Seidel | Donating energy storage |
| CA2643742C (en) * | 2006-02-27 | 2014-08-26 | Haisheng Chen | A method of storing energy and a cryogenic energy storage system |
| US20080066736A1 (en) * | 2006-07-25 | 2008-03-20 | Yanong Zhu | Method and apparatus for solar energy storage system using gas and rock |
| AU2007348242A1 (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Research Foundation Of The City University Of New York | Solar power plant and method and/or system of storing energy in a concentrated solar power plant |
| JP5240501B2 (ja) | 2007-03-19 | 2013-07-17 | 株式会社リコー | インクセット、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録装置 |
| US7877999B2 (en) * | 2007-04-13 | 2011-02-01 | Cool Energy, Inc. | Power generation and space conditioning using a thermodynamic engine driven through environmental heating and cooling |
| US7942018B2 (en) * | 2008-02-01 | 2011-05-17 | The Hong Kong Polytechnic University | Apparatus for cooling or heating thermal storage using microencapsulated phase change material slurries |
| EP2291599A4 (en) * | 2008-04-29 | 2014-05-14 | Carrier Corp | MODULAR HEAT EXCHANGER |
| ES2306628B2 (es) | 2008-06-26 | 2009-10-15 | Universidad Politecnica De Madrid | Dispositivo y procedimiento de almacenamiento termico de baja entropia. |
| US8063609B2 (en) * | 2008-07-24 | 2011-11-22 | General Electric Company | Method and system for extending life of a vehicle energy storage device |
| EP2275649B1 (en) * | 2009-06-18 | 2012-09-05 | ABB Research Ltd. | Thermoelectric energy storage system with an intermediate storage tank and method for storing thermoelectric energy |
| EP2496903A2 (en) * | 2009-10-14 | 2012-09-12 | Infinia Corporation | Systems, apparatus and methods for thermal energy storage, coupling and transfer |
| CN103119390B (zh) | 2010-08-12 | 2017-06-20 | 高维有限公司 | 能量存储装置与分开的热过程的结合方法 |
-
2011
- 2011-08-12 CN CN201180039993.8A patent/CN103119390B/zh active Active
- 2011-08-12 US US13/816,195 patent/US9377247B2/en active Active
- 2011-08-12 BR BR112013003389-4A patent/BR112013003389B1/pt active IP Right Grant
- 2011-08-12 ES ES11751922.3T patent/ES2645341T3/es active Active
- 2011-08-12 GB GB1304433.4A patent/GB2497045B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-08-12 PL PL11751922T patent/PL2603761T3/pl unknown
- 2011-08-12 AU AU2011288289A patent/AU2011288289B2/en active Active
- 2011-08-12 ES ES11761681T patent/ES2764831T3/es active Active
- 2011-08-12 BR BR112013003382-7A patent/BR112013003382B1/pt active IP Right Grant
- 2011-08-12 AU AU2011288290A patent/AU2011288290B2/en active Active
- 2011-08-12 EP EP11751922.3A patent/EP2603761B1/en active Active
- 2011-08-12 PL PL11761681T patent/PL2603762T3/pl unknown
- 2011-08-12 WO PCT/GB2011/001214 patent/WO2012020233A2/en active Application Filing
- 2011-08-12 US US13/816,184 patent/US10012447B2/en active Active
- 2011-08-12 EP EP11761681.3A patent/EP2603762B1/en active Active
- 2011-08-12 DK DK11761681.3T patent/DK2603762T3/da active
- 2011-08-12 DK DK11751922.3T patent/DK2603761T3/da active
- 2011-08-12 CN CN201180040018.9A patent/CN103069247B/zh active Active
- 2011-08-12 WO PCT/GB2011/001215 patent/WO2012020234A2/en active Application Filing
-
2013
- 2013-01-31 ZA ZA2013/00828A patent/ZA201300828B/en unknown
- 2013-01-31 ZA ZA2013/00827A patent/ZA201300827B/en unknown
- 2013-02-01 CL CL2013000339A patent/CL2013000339A1/es unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0006211A1 (de) * | 1978-06-16 | 1980-01-09 | Ciba-Geigy Ag | Vorrichtung zur Warmwasserbereitung mittels Sonnenenergie |
| CN1161081A (zh) * | 1994-09-21 | 1997-10-01 | 有限会社白井商事 | 太阳能蓄热装置及设有该装置的热水供给系统 |
| US20100089391A1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-04-15 | Addie Andrew R | System and process for using solar radiation to produce electricity |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11384989B2 (en) | 2016-08-26 | 2022-07-12 | Inertech Ip Llc | Cooling systems and methods using single-phase fluid |
| US11940227B2 (en) | 2016-08-26 | 2024-03-26 | Inertech Ip Llc | Cooling systems and methods using single-phase fluid |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103119390A (zh) | 能量存储装置与分开的热过程的结合方法 | |
| US8739512B2 (en) | Combined cycle power plant | |
| EP2914918B1 (en) | Thermal energy storage system comprising a combined heating and cooling machine and a method for using the thermal energy storage system | |
| US20170204806A1 (en) | Hybrid Trigeneration System Microgrid Combined Cooling, Heat and Power Providing Heating, Cooling, Electrical Generation and Energy Storage Using an Integrated Automation System for Monitor, Analysis and Control | |
| US20110272003A1 (en) | Combined solar thermal power generation and a power station therefor | |
| US11118575B2 (en) | Solar system for energy production | |
| US20150292771A1 (en) | Heat storage apparatus | |
| Mahmood et al. | Design and thermodynamic assessment of a solar powered energy–food–water nexus driven multigeneration system | |
| CN103397940A (zh) | 一种基于压缩空气及余能回收的复合蓄能发电系统 | |
| US11952920B2 (en) | Energy recovery system and methods of use | |
| CN104919144A (zh) | 使用用于监测、分析和控制的一体式自动化系统来提供加热、冷却、发电和能量储存的基于混合式三联产系统的微电网组合的冷却、加热和供电 | |
| US9634169B1 (en) | Hybrid solar concentrator utilizing a dielectric spectrum splitter | |
| US20240247598A1 (en) | Energy recovery system and methods of use | |
| CN102865203A (zh) | 工厂化农业多级太阳能与其他能源互补热发电及多联产系统 | |
| Singh et al. | Recent Developments in Hybrid Solar Power Generation: A Review | |
| Cao | AN ULTIMATE SOLUTION TO PHASING OUT FOSSIL FUELS-PART I: UTILITY-SCALE UNDERGROUND HOT-WATER STORAGE (USUHWS) FOR POWER PRODUCTION AND HEAT SUPPLY | |
| CN115823922A (zh) | 固体颗粒物蓄放热装置 | |
| Böszörményi et al. | Some problems of the integration of heat pump technology into a system of combined heat and electricity production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |