CN106256995A - 一种蓄能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄能系统，包括保温高压容器、保温低压容器、压缩机构和膨胀机构，所述保温低压容器经所述压缩机构与所述保温高压容器连通，所述保温高压容器经所述膨胀机构与所述保温低压容器连通。本发明所述蓄能系统具有效率高、结构简单的优点。

Description

一种蓄能系统

技术领域

本发明涉及蓄能技术领域，尤其涉及一种蓄能系统。

背景技术

蓄能，特别是在风电和光伏发电出现后，能够吸峰填谷的蓄能系统变得更为重要，目前，虽然有压缩空气蓄能的技术方案，但是效率低。因此需要发明一种新型的蓄能系统。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种蓄能系统，包括保温高压容器、保温低压容器、压缩机构和膨胀机构，所述保温低压容器经所述压缩机构与所述保温高压容器连通，所述保温高压容器经所述膨胀机构与所述保温低压容器连通。

方案2：在方案1的基础上，进一步在所述保温高压容器处和/或在所述保温低压容器处工质发生相变。

方案3：在方案1的基础上，进一步在所述保温高压容器处和/或在所述保温低压容器处设置流体空间，所述流体空间内的流体与包括所述压缩机构的过程回路内的工质至少在一处传热设置。

方案4：在方案2的基础上，进一步在所述保温高压容器处和/或在所述保温低压容器处设置流体空间，所述流体空间内的流体与包括所述压缩机构的过程回路内的工质至少在一处传热设置。

方案5：在方案1的基础上，进一步在所述保温高压容器处和/或在所述保温低压容器处设置流体空间，所述流体空间内的流体与包括所述压缩机构的过程回路内的工质至少在一处传热设置，所述流体空间内的流体至少部分发生相变。

方案6：在方案2的基础上，进一步在所述保温高压容器处和/或在所述保温低压容器处设置流体空间，所述流体空间内的流体与包括所述压缩机构的过程回路内的工质至少在一处传热设置，所述流体空间内的流体至少部分发生相变。

方案7：在方案3至6中任一方案的基础上，进一步使所述流体空间内的流体设为水、低熔点合金、液体金属或氟利昂。

方案8：在方案1至7中任一方案的基础上，进一步使包括所述压缩机构的过程回路内的工质设为空气、二氧化碳、氦气或设为氟利昂。

方案9：在方案1至8中任一方案的基础上，进一步使包括所述压缩机构的过程回路内的工质至少在一处发生相变。

方案10：在方案1至9中任一方案的基础上，进一步使所述压缩机构和所述膨胀机构一体化设置。

本发明中，所谓“流体空间”是指一切可以储存流体的空间，例如容器、腔体、管道和流体通道等。

本发明中，所谓“所述压缩机构和所述膨胀机构一体化设置”是指所述压缩机构和所述膨胀机构设置成一个系统或设置成一个机构，在所述压缩机构和所述膨胀机构设置成一个机构的结构中，所述机构改变流体流向或改变旋转方向，实现压缩机构和膨胀机构之间的转换。

本发明中，所谓的“在A处”是指在A的内部或外部。

本发明中，所谓“高压容器”、“低压容器”中的“高压”、“低压”是依据本发明的所述蓄能系统工作时两个容器的的压力状态、互为参照定义的，即所述蓄能系统工作时，工质压力相对较高的为高压容器、工质压力相对较低的为低压容器。

本发明中，应根据蓄能技术领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明人认为，天体相互运动必然产生引力相互作用，引力相互作用必然产生物质流动和/或物体形变，由于物质流动和物体形变均为不可逆过程，即均为产生热量的过程，因此引力场作用下的物质流动和物体形变必然产生热量，这种形式产生的热量必然消耗天体的动能，随着时间的推移，经过漫长的过程，天体会逐渐丧失动能，最终天体会相互合并(或相互吞噬)，最终宇宙形成一个质点，这个质点的温度和压力都会剧烈上升，从而形成剧烈的爆炸(由于温度和压力剧烈上升也会引起化学反应和核反应)，爆炸重新形成天体运动状态，即使天体具有动能，天体之间再次形成相互相对运动和相互作用，进入下一个循环。因此可以认为宇宙的存在与发展其实是一个热力学循环过程。这种过程的本质可以简单、易懂地概括为“你惹我，我就一定吞噬你”，由此可见，存在交替作用的主体其最终结局就是相互吞噬、相互合并。

本发明人根据热力学的基本原理以及对宇宙现象的观察认为：在没有外部因素影响的前提下，热不可能百分之百的转换成其它任何形式的能量或物质。传统热力学第二定律中只阐述了在没有外部因素影响的前提下，热不能百分之百的转换成功，这一定律是正确的，但又是片面的。可以用通俗的语言将热定义为能量的最低形式，或者简称为这是宇宙的垃圾。经分析，本发明人还认为：任何生物(动物、植物、微生物、病毒和细菌)的生长过程都是放热的。经分析，本发明人还认为：任何一个过程或任何一个循环(不局限于热力学过程，例如化学反应过程、生物化学反应过程、光化学反应过程、生物生长过程、植物生长过程都包括在内)其最大做功能力守恒，本发明人认为没有光合作用的植物生长过程是不能提高其做功能力的，也就是说，豆芽的做功能力是不可能高于豆子的做功能力加上其吸收的养分的做功能力之和；之所以一棵树木的做功能力要大于树苗的做功能力，是因为阳光以光合作用的形式参与了由树苗到树木的生长过程。

本发明人认为：热机工作的基本逻辑是收敛-受热-发散。所谓收敛是工质的密度的增加过程，例如冷凝、压缩均属收敛过程，在同样的压力下，温度低的工质收敛程度大；所谓受热就是工质的吸热过程；所谓发散是指工质的密度降低的过程，例如膨胀或喷射。任何一个发散过程都会形成做功能力的降低，例如，气态的空气的做功能力要远远低于液态空气的做功能力；甲醇加水加中等温度的热生成一氧化碳和氢气，虽然所生成的一氧化碳和氢气的燃烧热大于甲醇的燃烧热20％左右，但其做功能力大于甲醇的做功能力的比例则微乎其微，其原因在于这一过程虽然吸了20％左右的热，但是生成物一氧化碳和氢气的发散程度远远大于甲醇。因此，利用温度不高的热参加化学反应是没有办法有效提高生成物的做功能力的。

众所周知，在经济学中，对信息不对称和信息对称的研究都授予过诺贝尔奖，可见交易双方拥有信息的状态决定交易成败、交易的公平性和交易的利润。交易的本质其实是信息交易。为本发明人认为，专利具有信息零对称性，即交易双方对专利的真正价值都知之甚少。专利信息零对称属性，如不破解，运营很难实现。专利的信息零对称性决定了专利运营的科学性和复杂性。在普通商品交易中，信息不对称有利于促进交易，提高利润。而对专利而言，则完全不同，专利需要解决技术问题，专利的价值在专利运用中很快被知晓，所以专利必须货真价实，信息零对称和信息不对称必然都会严重阻碍专利运营，解决专利信息零对称问题，使交易双方在高水平上信息对称是专利运营企业的根本工作。

本发明的有益效果如下:

本发明所述蓄能系统具有效率高、结构简单的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例5的结构示意图；

图6为本发明实施例6的结构示意图；

图7为本发明实施例7的结构示意图；

图8为本发明实施例8的结构示意图；

图9为本发明实施例9的结构示意图；

图10为本发明实施例10的结构示意图；

图11为本发明实施例11的结构示意图；

图12为本发明实施例12的结构示意图；

图13为本发明实施例13的结构示意图；

图14为本发明实施例14的结构示意图；

图15为本发明实施例15的结构示意图；

图中：

1保温高压容器、11承压壁、12保温层、2保温低压容器、21承压壁、22保温层、3压缩机构、4膨胀机构、5流体空间。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步进行说明。

实施例1

如图1所示的蓄能系统，包括保温高压容器1、保温低压容器2、压缩机构3和膨胀机构4，所述保温低压容器2经所述压缩机构3与所述保温高压容器1连通，所述保温高压容器1经所述膨胀机构4与所述保温低压容器2连通。

所述保温高压容器1、所述保温低压容器2的结构构造可参考下述各实施例对应的附图，例如参见图3等，所述保温高压容器1包括承压壁11和设置在承压壁11内侧的保温层12，所述保温低压容器2包括承压壁21和设置在承压壁21内侧的保温层22，作为可以变换的实施方式，也可以采用其它结构形式实现保温功能，例如可以将保温层12设置在承压壁11的外侧，也可以不设置保温层12，而通过设置真空夹层的方式实现保温功能，等等。

本发明的蓄能系统可以采用如下原理，当然并不限于下述原理：

蓄能时，通过外界动力带动所述压缩机构3工作，将从所述保温低压容器2中抽出的工质压缩形成高温高压工质输送至所述保温高压容器1中存储或对所述保温高压容器1中的工质放热，在所述保温高压容器1中形成高温、高压状态，同时在所述保温低压容器2中形成低温、低压状态，在所述保温高压容器1和所述保温低压容器2之间制造出温度差和/或压力差，从而在需要释能时，在该温度差和/或压力差的作用下工质推动所述膨胀机构4输出动力。

实施例2

如图2所示的蓄能系统，其在实施例1的基础上，进一步将所述压缩机构3和所述膨胀机构4一体化设置。

实施例3

如图3所示的蓄能系统，其在实施例1的基础上，进一步设置所述保温高压容器1和所述保温低压容器2中的工质在工作过程中一直处于气态，无相变发生。

实施例4

如图4所示的蓄能系统，其在实施例3的基础上，进一步将所述压缩机构3和所述膨胀机构4一体化设置。

实施例5

如图5所示的蓄能系统，其与实施例4的区别在于，包括所述压缩机构3的过程回路内的工质在所述保温高压容器1处和在所述保温低压容器2处均发生相变。

实施例6

如图6所示的蓄能系统，其与实施例5的区别在于，包括所述压缩机构3的过程回路内的工质仅在所述保温低压容器2处发生相变，在所述保温高压容器1处不发生相变。

作为可以变换地实施方式，包括所述压缩机构3的过程回路内的工质可以仅在所述保温高压容器1处发生相变，而在所述保温低压容器2处不发生相变。

实施例7

如图7所示的蓄能系统，在实施例5的基础上，进一步在所述保温高压容器1处和所述保温低压容器2处分别设置流体空间5，所述流体空间5内的流体与包括所述压缩机构3的过程回路内的工质在所述保温高压容器1处和所述保温低压容器2处分别传热设置。

作为可以变换地实施方式，可以在所述保温高压容器1处和所述保温低压容器2处两处中择一处设置所述流体空间5。

实施例8

如图8所示的蓄能系统，在实施例5的基础上，进一步在所述保温高压容器1处设置流体空间5，所述流体空间5内的流体与包括所述压缩机构3的过程回路内的工质在所述保温高压容器1处传热设置。

实施例9

如图9所示的蓄能系统，在实施例5的基础上，进一步在所述保温低压容器2处分别设置流体空间5，所述流体空间5内的流体与包括所述压缩机构3的过程回路内的工质在所述保温低压容器2处传热设置。

实施例7、8、9是在实施例5的基础上增设流体空间5，作为可以变换的实施方式，流体空间5的设置形式同样适用于所述压缩机构3的过程回路内的工质在所述保温高压容器1处和/或所述保温低压容器2处不发生相变的实施例，如可以在实施例1至4、6及其变换得到的实施方式的基础上参照实施例7至9设置所述流体空间5，例如实施例10即是在实施例6的基础上参照实施例7在所述保温高压容器1处和所述保温低压容器2处均设置至流体空间5，实施例11即是在实施例6的基础上参照实施例9在所述保温低压容器2处设置至流体空间5，其它类同，不在一一赘述。

实施例10

如图10所示的蓄能系统，在实施例6的基础上，进一步在所述保温高压容器1处和所述保温低压容器2处分别设置流体空间5，所述流体空间5内的流体与包括所述压缩机构3的过程回路内的工质在所述保温高压容器1处和所述保温低压容器2处分别传热设置。

实施例11

如图11所示的蓄能系统，在实施例6的基础上，进一步在所述保温低压容器2处分别设置流体空间5，所述流体空间5内的流体与包括所述压缩机构3的过程回路内的工质在所述保温低压容器2处传热设置。

实施例12

如图12所示的蓄能系统，其与实施例7的区别在于，所述保温高压容器1处和所述保温低压容器2处的所述流体空间5内的流体至少部分发生相变。

作为可以变换的实施方式，可以改为使所述保温高压容器1处的所述流体空间5内的流体至少部分发生相变，而所述保温低压容器2处的所述流体空间5内的流体不发生相变，或者改为使所述保温低压容器2处的所述流体空间5内的流体至少部分发生相变，而所述保温高压容器1处的所述流体空间5内的流体不发生相变。

本发明所有涉及所述流体空间5的实施例及变换得到的实施方式中，均可以参照本实施例及其变换得到的实施方式使所述保温高压容器1处和/或所述保温低压容器2处的所述流体空间5内的流体至少部分发生相变。

本发明的上述所有实施例及其变换得到的实施方式中有涉及所述流体空间5的，均是将所述流体空间5环绕设置在了所述保温高压容器1处和/或所述保温低压容器2处作为包括所述压缩机构3的过程回路一部分的与所述流体空间5传热设置的空间部分的外侧，作为可以变换的设置方式，还可以将所述流体空间5改为设置在了所述保温高压容器1处和/或所述保温低压容器2处作为包括所述压缩机构3的过程回路一部分的与所述流体空间5传热设置的空间部分的内侧，使该与所述流体空间5传热设置的空间部分环绕在所述流体空间5的外侧，或者，还可以如实施例13至实施例15所示，将包括所述压缩机构3的过程回路设为一个循环回路。

实施例13

如图13所示的蓄能系统，其与实施例12的区别在于，将包括所述压缩机构3的过程回路设为一个循环回路，通过两条通道连通所述保温高压容器1和所述保温低压容器2形成一个循环，一体化设置的所述压缩机构3、所述膨胀机构4设置在其中一条通道上，且当作为压缩机构工作时，设置所述压缩机构3的通道上流体经从所述保温低压容器2向所述保温高压容器1流动，当作为膨胀机构工作时，则相反。

这种结构下，可以如图13所示，将包括所述压缩机构3的过程回路中与所述流体空间5传热设置的部分设为设置在所述流体空间5中的盘管等形式，从而增大接触面积，提高换热效率。

实施例14

如图14所示的蓄能系统，其与实施例13的区别在于，包括所述压缩机构3的过程回路内的工质不发生相变。

实施例15

如图15所示的蓄能系统，其与实施例13的区别在于，包括所述压缩机构3的过程回路内的工质不发生相变，且所述流体空间5内也不发生相变。

实施例13至15中，举例说明了包括所述压缩机构3的过程回路中与所述流体空间5传热设置的部分的另一种结构形式，作为可以变换的实施方式，这种结构形式适用于本发明其它所有涉及所述流体空间5的实施方式。

本发明实施例13至15可以采用如下原理，当然并不限于下述原理：

使一体化设置的所述压缩机构3、所述膨胀机构4所在的回路在蓄能时按照热泵的循环方式工作，从而将所述保温低压容器2中的热量泵至所述保温高压容器1中存储，在释能时，所述保温高压容器1、所述保温低压容器2可分别作为高温热源、低温热源，使连接在两者之间的所述膨胀机构4能够输出动力，当然如果按照热泵的循环方式工作，还需要根据公知常识设置所需的必要元件，这些均可以参照公知常识获得，在此不再赘述。

本发明实施例4之后的实施方式均是以所述压缩机构3和所述膨胀机构4一体化设置的结构为基础，但是这些实施方式下，采用所述压缩机构3和所述膨胀机构4独立设置的结构形式，例如实施例1中的结构形式也是可以的。

作为可变换的实施方式，本发明所有涉及所述流体空间5的实施方式均可进一步选择性地使所述流体空间5内的流体设为水、低熔点合金、液体金属或氟利昂。

作为可变换的实施方式，本发明所有实施方式均可进一步选择性地使包括所述压缩机构3的过程回路内的工质设为空气、二氧化碳、氦气或设为氟利昂。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓄能系统，包括保温高压容器(1)、保温低压容器(2)、压缩机构(3)和膨胀机构(4)，其特征在于：所述保温低压容器(2)经所述压缩机构(3)与所述保温高压容器(1)连通，所述保温高压容器(1)经所述膨胀机构(4)与所述保温低压容器(2)连通。

2.如权利要求1所述蓄能系统，其特征在于：在所述保温高压容器(1)处和/或在所述保温低压容器(2)处工质发生相变。

3.如权利要求1所述蓄能系统，其特征在于：在所述保温高压容器(1)处和/或在所述保温低压容器(2)处设置流体空间(5)，所述流体空间(5)内的流体与包括所述压缩机构(3)的过程回路内的工质至少在一处传热设置。

4.如权利要求2所述蓄能系统，其特征在于：在所述保温高压容器(1)处和/或在所述保温低压容器(2)处设置流体空间(5)，所述流体空间(5)内的流体与包括所述压缩机构(4)的过程回路内的工质至少在一处传热设置。

5.如权利要求1所述蓄能系统，其特征在于：在所述保温高压容器(1)处和/或在所述保温低压容器(2)处设置流体空间(5)，所述流体空间(5)内的流体与包括所述压缩机构(3)的过程回路内的工质至少在一处传热设置，所述流体空间(5)内的流体至少部分发生相变。

6.如权利要求2所述蓄能系统，其特征在于：在所述保温高压容器(1)处和/或在所述保温低压容器(2)处设置流体空间(5)，所述流体空间(5)内的流体与包括所述压缩机构(3)的过程回路内的工质至少在一处传热设置，所述流体空间(5)内的流体至少部分发生相变。

7.如权利要求3至6中任一项所述蓄能系统，其特征在于：所述流体空间(5)内的流体设为水、低熔点合金、液体金属或设为氟利昂。

8.如权利要求1至6中任一项所述蓄能系统，其特征在于：包括所述压缩机构(3)的过程回路内的工质设为空气、二氧化碳、氦气或设为氟利昂。

9.如权利要求1至6中任一项所述蓄能系统，其特征在于：包括所述压缩机构(3)的过程回路内的工质至少在一处发生相变。

10.如权利要求1至6中任一项所述蓄能系统，其特征在于：所述压缩机构(3)和所述膨胀机构(4)一体化设置。