CN109672259A - 一种能源站 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种能源站,属于能源技术领域。该能源站包括:用于存储热量的热量存储装置,用于存储冷量的冷量存储装置,温差发电装置,温差发电装置的一端与热量存储装置连通,温差发电装置的另一端与冷量存储装置连通,蓄电装置,蓄电装置的电能输入端与温差发电装置的电能输出端连接,蓄电装置用于为智能停车位供电。采用本实施例中的技术方案可节省能源。
Description
技术领域
本发明涉及能源技术领域,特别涉及一种能源站。
背景技术
家庭环境中,伴随着多种家电的运行,将产生或多或少的热量。例如家用冰箱需要降低其内部的温度,将大量的热量排放到室内;例如家用空调为了降低室内温度,需要将大量的热量排放的室外。另外,电动汽车越来越普及,在对电动汽车充电时,往往需要利用电网中的电能。那么,一方面浪费了家庭环境中的热量,另一方面还需在电网中获取电能用来为电动汽车充电,上述矛盾的两方面浪费能量。
发明内容
本发明实施例提供了一种能源站,可收集家庭环境中产生的热量,并为智能车位供电,节省了能源。
为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
本发明实施例提供了一种能源站。
在一种可选的实施例中,所述能源站包括:
热量存储装置,用于存储热量;
冷量存储装置,用于存储冷量;和,
温差发电装置,所述温差发电装置的一端与所述热量存储装置连通,所述温差发电装置的另一端与所述冷量存储装置连通;和,
蓄电装置,所述蓄电装置的电能输入端与所述温差发电装置的电能输出端连接,所述蓄电装置用于为智能停车位供电。
在一种可选的实施例中,所述智能停车位包括:检测装置和车位锁,所述检测装置与所述车位锁通信连接,所述检测装置用于识别车辆信息,当所述车辆信息为授权车辆信息时,解锁所述车位锁,所述检测装置与所述车位锁与所述蓄电装置电连接,所述蓄电装置用于为所述检测装置和所述车位锁提供电能。
在一种可选的实施例中,还包括:
中转换热器,串联设置在所述温差发电装置的所述一端与所述热量存储装置之间;串联设置在所述温差发电装置的所述另一端与所述冷量存储装置之间。
在一种可选的实施例中,还包括:蓄电装置,与所述温差发电装置的电能输出端电连接。
在一种可选的实施例中,还包括:电压调节模块,以电连接的方式串联在所述温差发电装置的电能输出端和所述蓄电装置之间。
在一种可选的实施例中,还包括,
发电装置,所述发电装置为所述蓄电装置提供电能。
在一种可选的实施例中,还包括:
备用储能装置,所述备用储能装置与所述热量存储装置连接,或者所述备用储能装置与所述冷量存储装置连接。
在一种可选的实施例中,所述备用储能装置包括热量备用储能装置和冷量备用储能装置,所述热量备用储能装置与所述热量存储装置连接,所述冷量备用储能装置与所述冷量存储装置连接。
在一种可选的实施例中,所述温差发电装置的一端与所述热量备用储能装置连通,所述温差发电装置的另一端与所述冷量备用储能装置连通。
采用本发明实施例的有益效果是:利用能量存储站中的内能转化为电能,为智能车位供电,可节省能源。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种能源站的结构示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的一种能源站的结构示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的一种能量存储站的结构示意图;
图4是根据一示例性实施例示出的一种能量存储站的结构示意图;
图5是根据一示例性实施例示出的一种能量存储站的结构示意图;
图6是根据一示例性实施例示出的一种能量存储站的结构示意图;
图7是根据一示例性实施例示出的一种能量存储站的结构示意图;
图8是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图9是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图10是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图11是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图12是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图13是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图14是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图15是根据一示例性实施例示出的一种中转换热器的结构示意图;
图16是根据一示例性实施例示出的一种能源站的结构示意图;
图17是根据一示例性实施例示出的一种能源站的结构示意图;
图18是根据一示例性实施例示出的一种能源站的结构示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。一些一种实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者结构与另一个实体或结构区分开来,而不要求或者暗示这些实体或结构之间存在任何实际的关系或者顺序。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
家庭环境中,多种类型的家用电器涉及到热量的转换,往往因具有不同的功能,涉及的热量的转换过程不同。本发明实施例中,温度调节装置为涉及热量的转换的家用电器,具体的,温度调节装置可以为家用空调或冰箱。在家用空调和冰箱的工作过程中,往往伴随着能量的损失,有效的利用家用空调和冰箱的能量能够减少热量损失,提高能源的利用率,满足绿色环保的理念。本发明实施例提供的能源站包括能量存储站和中转换热装置。
结合图1至图7所示,说明本发明实施例的一种能源站,包括,
能量存储站10,能量存储站10的能量吸收端101用于吸收能够产生相应能量的调温设备(吸收端调温设备1011)的能量,能量释放端102用于向需要相应能量的调温设备(释放端调温设备1021)释放能量。
能量存储站10的具体形式不限定,其主要功能是存储能量,其内具有能够储存能量的蓄能材料,并保证能量存储站10绝热保温即可。能量存储站10可以是一个绝热保温的箱体,其内填充蓄能材料。也可以是在地面上挖设的一个存储池,将存储池的内壁进行绝热保温处理。
本发明实施例的能源站可以应用于单个家庭,也可以应用于一个小区或者社区。应用场景不同,调温设备的数量不同,能量存储站10的存储容量不同。如,在应用在单个家庭场景中时,调温设备的数量有限,一般情况下,不会超过10个。在应用在小区、甚至更大的社区中时,外接的调温设备的数量就很庞大,此时能量存储站10的能量存储量就需要很大。能源站在具有应用时,只要依据实际情况确定即可。
本发明实施例的能量存储站10中,存储的能量依据能量所体现出来的温度,可以分为热量和冷量,故,热量和冷量是相对的概念,依据设定的界限(如,温度界限)来划分即可。因此,在一种可选的实施例中,本发明实施例的能量存储站10可以是热量存储装置(热量存储站)11,也可以是冷量存储装置(冷量存储站)12。
热量存储装置11的能量吸收端101即为热量吸收端111,用于吸收能够产生热量的第一调温设备1111的热量,能量释放端102即为热量释放端112,用于向需要热量的第二调温设备1121释放热量。如,第一调温设备可以是冰箱、空调制冷时的空调室外机、空气能压缩机、太阳能集热调温设备、移动机器人放热充电器等。第二调温设备可以是热水器、制热空调、暖气调温设备、加热装置等。
冷量存储装置12的能量吸收端101为冷量吸收端121(也即,热量释放端),用于吸收能够产生冷量的第三调温设备1211的冷量,能量释放端102为冷量释放端122(也即,热量吸收端),用于向需要冷量的第四调温设备1221释放冷量。如,第三调温设备可以是空调制热时的空调室外机,压缩机、集冷调温设备等。第四调温设备可以是冰箱、冰柜、制冷空调等。
本发明实施例的能源站10可以包括一个或多个热量存储装置11,以及,一个或多个冷量存储装置12。如图2所示,一种能源站,包括一个热量存储装置11和一个冷量存储装置12。具体设置个数及种类依据设置的应用场景确定即可。
本发明实施例中,下述的能量存储站10在不做特殊说明时,可以指热量存储站11,也可以指冷量存储站12。当能量存储站10作热量存储站11时,能量吸收端101是热量吸收端,能量释放端102是热量释放端。当能量存储站10作冷量存储站12时,能量吸收端101是冷量吸收端,能量释放端102是冷量释放端。
本发明实施例中,能量存储站10可吸收一个或者同时吸收多个调温设备产生的能量,也可以向一个或者同时向多个调温设备释放能量,因此,依据外接调温设备的实际情况,能量吸收端101可以为一个或多个,能量释放端102也可以为一个或多个,具体个数依据实际情况确定即可。
本发明实施例的能量存储站10中,能量吸收端101用于吸收能够产生相应能量的调温设备1011(第一调温设备1111和第三调温设备1211)的能量,吸收方式多样,如,利用流体媒介作为载体时,能量吸收端101采用换热装置与吸收端调温设备1011侧的换热装置通过管路连通,在能量存储站10与调温设备之间形成媒介循环通路。流体媒介吸收调温设备侧产生的能量,然后流动至能量存储站10的能量吸收端101,能量存储站10内的储能材料将能量吸收端101的媒介的能量吸收并存储,释放能量后的流体媒介在流出至调温设备侧换热装置,吸收调温设备侧产生的能量,如此循环,完成能量存储站10的能量存储。
在一种可选的实施例中,能量存储站10的能量吸收端101为一个或多个,每个能量吸收端101独立设置。例如,能量存储站10的能量吸收端101包括一个(如图5所示)或多个第一换热装置(如图4所示),第一换热装置具有进液管141和出液管142(即,一组连通管路组14),通过两根管路与吸收端调温设备1011侧的换热装置连通,在调温设备(第一调温设备1111和第三调温设备1211)与能量存储站10之间通过各自的媒介循环通路进行能量转换。再如,如图3所示,能量吸收端101为一个第一换热装置,并在第一换热装置的进液端连通多个进液管141,出液端连通多个出液管142。一个进液管141和一个出液管142作为一个连通管路组14,构成多个独立设置的连通管路组,通过该多个连通管路组与外接调温设备侧的终端换热装置连通。适应多个外接调温设备同时向能量吸收端101进行能量输入的场景。通过在第一换热装置的进液端的多个进液管和出液端的多个出液管处设置流量控制装置,通过对各流量控制装置的控制,可实现同时吸收一个或多个调温设备产生的能量,以及调节每个调温设备的媒介循环管路中媒介的流量,实现不同的换热效率。进一步可选的实施例中,能量存储站10的能量吸收端101还可以包括多个终端换热装置,每个终端换热装置具有终端进液管和终端出液管,分别通过两根管路对应与第一换热装置的第出液管和进液管连接。终端换热装置设置在吸收端调温设备1011侧,用于吸收调温设备产生的能量。第一换热装置与终端换热装置构成一个媒介循环通路,通过流体媒介完成将调温设备侧产生的能量转换至能量存储站10内。其中,能量存储站10为热量存储站11时,终端换热装置设置在第一调温设备1111侧。能量存储站10为冷量存储站12时,终端换热装置设置在第三调温设备1211侧。
在另一种可选的实施例中,能量存储站10的能量吸收端101为多个,多个能量吸收端101的管路互相连通。互相连通的方式很多,只要实现调温设备侧的换热装置与能量吸收端101可构成媒介循环通路即可。例如,如图6所示,多个能量吸收端101通过进液中转管路151和出液中转管路152连通,每个能量吸收端101的进液管141均与进液中转管路151连通,每个能量吸收端101的出液管142均与出液中转管路152连通。再通过进液中转管路151和出液中转管路152作为一组连通管路组,通过两根管路与调温设备侧的终端换热装置连通,在调温设备(第一调温设备和第三调温设备)与能量存储站10之间通过各自的媒介循环通路进行能量转换。即将多个能量吸收端101(多个第一换热装置)的多个进液口连通,多个出液口连通。通过在进液中转管路151和出液中转管路152上的各连通口处设置流量控制装置,实现同时吸收一个或多个调温设备产生的能量,并可以向一个或多个能量吸收端101输送能量。
同理,能量释放端102,用于向需要相应能量的调温设备释放能量。释放方式多样,如,利用流体媒介作为载体时,能量释放端102采用换热装置与设备侧的换热装置通过管路连通,在能量存储站10与释放端调温设备1021(第二调温设备1121和第四调温设备1221)之间形成媒介循环通路。流体媒介在能量释放端102中吸收能量存储站10的蓄能材料中的能量,然后流动至释放端调温设备1021侧的终端换热装置,调温设备侧吸收流体媒介中的能量,释放能量后的流体媒介再流回至能量存储站10的能量释放端102,如此循环,完成能量存储站10的能量释放。
在一种可选的实施例中,能量存储站10的能量释放端102为一个或多个,每个能量释放端102的管路独立设置。例如,能量存储站10的能量释放端102包括一个(如图5所示)或多个第二换热装置(如图4所示),每个第二换热装置具有进液管141和出液管142(即,一组连通管路组14),通过两根管路与调温设备1021侧的终端换热装置连通,在调温设备(具体为,第二调温设备1121和第四调温设备1221)与能量存储站10之间通过各自独立的媒介循环通路进行能量转换。再如,如图3所示,能量释放端102包括一个第二换热装置,第二换热装置的进液端连通多个进液管141,出液端连通多个出液管142。一个进液管141和一个出液管142作为一个连通管路组14,构成多组独立设置的连通管路组14,分别用于与外接释放端调温设备1021侧的终端换热装置连通。适应能量释放端102同时向多个外接调温设备进行能量输出的场景。通过在第二换热装置的进液端的多个进液管和出液端的多个出液管处设置流量控制装置,然后通过对各流量控制装置的控制,可实现同时向一个或多个调温设备释放能量,以及调节每个调温设备的媒介循环管路中媒介的流量,实现不同的换热效率。进一步可选的实施例中,能量存储站10的能量释放端102还可以包括多个终端换热装置,每个终端换热装置具有终端进液管和终端出液管,分别通过该两根管路对应与第二换热装置的出液管142和进液管141连接。终端换热装置设置在调温设备侧,用于吸收调温设备产生的能量。第二换热装置与终端换热装置构成一个媒介循环通路,通过流体媒介完成将能量存储站10内的能量释放给调温设备侧。其中,能量存储站10为热量存储站11时,终端换热装置设置在第二调温设备1121侧。能量存储站10为冷量存储站12时,终端换热装置设置在第四调温设备1221侧。
在另一种可选的实施例中,能量存储站10的能量释放端102为多个,多个能量释放端102互相连通。互相连通的方式很多,只要实现调温设备侧的换热装置与能量释放端102可构成媒介循环通路即可。例如,如图6所示,多个能量释放端102(多个第二换热装置)通过进液中转管路151和出液中转管路152连通,每个能量释放端102(每个第二换热装置)的进液管141均与进液中转管路151连通,每个能量释放端102(每个第二换热装置)的出液管142均与出液中转管路152连通。再通过进液中转管路151和出液中转管路152作为一组连通管路组,通过两根管路与调温设备侧的换热装置连通,在调温设备(第一调温设备和第三调温设备)与能量存储站10之间通过各自的媒介循环通路进行能量转换。即将多个能量释放端102(多个第二换热装置)的多个进液口连通,多个出液口连通。通过在进液中转管路和出液中转管路上的各连通口处设置流量控制装置,实现同时由一个或多个能量释放端102释放能量,并可以同时向一个或多个调温设备释放能量。
本发明实施例中,能量存储站10的能量吸收端101和能量释放端102采用的换热装置,可以采用板式换热器、蒸发器、冷凝器、换热盘管等。
本发明实施例的能量存储站10中,能量吸收端101和能量释放端102的设置方式可以相同,也可以不相同。
在一种可选的实施例中,能量存储站10的能量吸收端101和能量释放端102的结构相同。具体地,能量存储站10包括以下四种具体实施方式:
如图5所示,第一种能量存储站10,能量吸收端101为一个第一换热装置,通过一组连通管路组与调温设备侧的换热装置连通。能量释放端102为一个第二换热装置,通过一组连通管路组与调温设备侧的换热装置连通。即,能量吸收端101的管路和能量释放端102的管路均独立设置。即,第一种能量存储站10的能量吸收端101为一个第一换热装置,具有一组独立连通管路组,能量释放端102为一个第二换热装置,具有一组独立连通管路组,用于与调温设备侧的换热装置连通。
如图6所示,第二种能量存储站10,能量吸收端101为多个第一换热装置,通过一组连通管路组(由进液中转管路151和出液中转管路152构成)与调温设备侧的换热装置连通。能量释放端102为多个第二换热装置,通过一组连通管路组(由进液中转管路151和出液中转管路152构成)与调温设备侧的换热装置连通。即,多个能量吸收端101的管路互相连通,多个能量释放端102的管路互相连通。即,第二种能量存储站10的能量吸收端101为多个,该多个能量吸收端的进液管和出液管互相连通,通过一组连通管路组与调温设备侧的换热装置连通。能量释放端102为多个,该多个能量释放端的进液管和出液管互相连通,通过一组连通管路组与调温设备侧的换热装置连通。
如图1和图3所示,第三种能量存储站10,能量吸收端101为一个第一换热装置,通过多组连通管路组与调温设备侧的换热装置连通。能量释放端102为一个第二换热装置,通过多组连通管路组与调温设备侧的换热装置连通。一个能量吸收端101的多个连通管路组独立设置,一个能量释放端102的多个连通管路组独立设置。即,第三种能量存储站10的能量吸收端101为一个,具有多组独立设置的连通管路组,能量释放端102为一个,具有多组独立设置的连通管路组。
如图4所示,第四种能量存储站10,能量吸收端101为多个第一换热装置,通过每个换热装置各自的进液管141和出液管142构成的连通管路组14与调温设备侧的换热装置连通。能量释放端102为多个第二换热装置,通过每个换热装置各自的进液管141和出液管142构成的连通管路组14与调温设备侧的换热装置连通。每个能量吸收端101的连通管路组独立设置,每个能量释放端102的连通管路组独立设置。即,第四种能量存储站的能量吸收端101为多个,每个能量吸收端101的连通管路组独立设置;能量存储站的能量释放端102为多个,每个能量释放端端102的连通管路组独立设置。
当然,能量存储站10的能量吸收端101和能量释放端102的设置方式可以不相同。采用的具体的设置方式依据情况进行组合确定即可,在此不再一一赘述。
在一种可选的实施例中,能量存储站10还包括多个流量控制装置13,多个流量控制装置13分别设置在能量存储站10的能量吸收端101和能量释放端102的管路上。流量控制装置具有调节流量的作用,包括动力作用和节流作用。其中,动力作用用于增加流量,节流作用用于减小流量。在利用流体媒介进行能量交换的实施例中,流量控制装置可以为动力泵和电磁阀,或者,膨胀阀等。能量存储站10的能量吸收端101和能量释放端102分别通过管路(进液管141和出液管142)与外部调温设备进行能量交换,即,一个调温设备与能量吸收端101(或能量释放端102)构成一个媒介循环管路,流量控制装置设置在每个调温设备相对应的媒介循环管路上即可。通过流量控制装置的设置,可以控制调节各自所在的媒介循环管路内的媒介的流量,可从零至最大流量之间进行调节,从而控制能量储存站10的能量的存储量或释放量。在一种具体的实施例中,流量控制装置分别设置在能量吸收端101的各进液管141和各出液管142的接口处,以及能量释放端102的各进液管141和各出液管142的接口处。
本发明实施例中,提供一种具体的能量存储站10的结构,如图7所示,包括,一个或多个蓄能堆100,每个蓄能堆100包括,
蓄能单元110,用于存储能量;
吸收端换热装置101,所述吸收端换热装置嵌设在所述蓄能堆110中;
释放端换热装置102,所述释放端换热装置嵌设在所述蓄能堆110中;。
本发明实施例中,蓄能单元110可以采用现有的蓄能材料,如,熔盐,可以存储热量。熔盐的种类很多,如,陶瓷基体熔盐。再如,冰袋,可以存储冷量。蓄能单元的形状不限定,依据蓄能材料本身的物理性质来确定即可,如,采用熔盐时,蓄能单元采用钢性壳体,钢性壳体内封装熔盐,并在钢性壳体上形成凹槽,用于嵌设吸收端换热装置和释放端换热装置。
吸收端换热装置,即能量吸收端101,每个蓄能堆中可以设置一个或多个吸收端换热装置。多个蓄能堆中的吸收端换热装置的连通管路可以独立设置,也可以相互连通。参考前述内容即可。
释放端换热装置,即能量释放端102,每个蓄能堆中可以设置一个或多个释放端换热装置。多个蓄能堆中的释放端换热装置的连通管路可以独立设置,也可以相互连通。参考前述内容即可。
当然,能量存储站10还包括绝热保温的壳体,起到保温绝热作用,防止能量流失。
本实施例中,吸收端换热装置采用第一换热盘管;释放端换热装置采用第二换热盘管。采用盘管有利用增加与蓄热单元的换热面积,提高存储或释放的效率。
进一步地,第一换热盘管和第二换热盘管在蓄能单元中交错设置。
本实施例的能量存储站10中仅有一个蓄能堆100时,吸收端换热装置101和释放端换热装置102的连通管路采用前述的第一种至第四种能量存储站10的结构即可。
本实施例的能量存储站10中具有多个蓄能堆100时,每个蓄能堆100中的吸收端换热装置101和释放端换热装置102的连通管路采用如图5或图6所示的设置方式。并在吸收端换热装置101端再增加设置总进液管和总出液管,每个吸收端换热装置101的进液管(141或者151)连通至总进液管,每个吸收端换热装置101的出液管(142或152)连通至总出液管。同理,在释放端换热装置102端也再增加设置总进液管和总出液管,每个释放端换热装置102的进液管(141或者151)连通至总进液管,每个释放端换热装置102的出液管(142或152)连通至总出液管。
参见图8至图13是根据一示例性实施例提供的中转换热器的结构示意图。其中,第一中转换热器20,包括:
吸热端201,用于连通至能量存储站10/调温设备(如,第一调温设备1111或者第四调温设备1221);和,
放热端202,用于连通至调温设备(如,第二调温设备1121或者第三调温设备1211)/能量存储站10。
本发明实施例的第一中转换热器20,接入能量存储站10和调温设备之间,对能量存储站10和多个调温设备之间的能量转换起中转作用。在实际应用时,调温设备的数量不定,可以为一个,也可能为两个,甚至更多个;而能量存储站10也可以具有一个或多个,因此,本发明实施例的中转换热器的吸热端201为一个或多个,放热端202也为一个或多个,实现一路转多路,多路转一路,或者多路转多路,能够方便调节能量存储站10与调温设备(吸收端调温设备1011或者释放端调温设备1021)之间的能量存储和释放,而且通路控制方便,依据实际情况,可导通其中部分通路进行能量交换即可。而且,还能够简化能量存储站与调温设备之间的连通管路,方便管路的布局,降低成本。
如图8所示,第一中转换热器Ⅰ,吸热端201为一个,具有一个连通管路组;放热端202为多个,多个放热端202的连通管路组独立设置。即,吸热端201和放热端202的管路独立设置。一路转多路。
如图9所示,第一中转换热器Ⅱ,吸热端201为一个,具有一个连通管路组;放热端202为一个,一个放热端202具有多个独立设置的连通管路组。即,吸热端201和放热端202的管路独立设置。一路转多路。
如图10所示,第一中转换热器Ⅲ,吸热端201为一个,一个吸热端201具有多个独立设置的连通管路组;放热端202为一个,具有一个连通管路组。即,吸热端201和放热端202的管路独立设置。多路转一路。
如图11所示,第一中转换热器Ⅴ,吸热端201为多个,多个吸热端201相互连通由一组连通管组与能量存储站10(或者吸收端调温设备1011)侧的换热装置连通;放热端202为多个,多个放热端202的连通管路组独立设置。即,多个吸热端201的管路相互连通,多个放热端202的管路独立设置。一路转多路。
如图12所示,第一中转换热器Ⅳ,吸热端201为一个,一个吸热端201具有多个独立设置的连通管路组;放热端202为一个,一个放热端202具有多个独立设置的连通管路组。即,吸热端201和放热端202的管路独立设置。多路转多路。
如图13所示,第一中转换热器Ⅵ,吸热端201为一个,具有一个连通管路组;放热端202为一个,具有一个连通管路组。即,吸热端201和放热端202的管路独立设置。一路转一路。
当然,本发明实施例的第一中转换热器的结构不限于上述六种,其中吸热端201和放热端202的结构可以互换,也可以任意组合。连通侧(能量存储站侧和调温设备侧)的换热装置的连通管路组的数量确定适配的中转换热器的结构即可。另外,第一中转换热器的吸热端201(或者放热端202)的连通管路组为多组时,个数不限定,依据所需接入的能源存储站10或者调温设备的个数确定即可。
本发明实施例的第一中转换热器20中,吸热端201的换热装置和放热端202的换热装置可以单独设置,如,采用板式换热器时,两者相对设置(可接触或不接触),保证换热面积最大化;当采用换热盘管时,使两者的盘管部分相互交错设置(可接触或不接触),保证有效换热。或者,吸热端201的换热装置和放热端202的换热装置设计为一体。设置方式不限定,只要实现,吸热端201的换热装置和放热端202的换热装置能够进行热传递即可。如图8至图13所示,均为吸热端201和放热端202采用不接触式的相对设置的换热装置结构,当然本发明实施例的第一中转换热器不限于附图所给出的结构。
在一种可选的实施例中,第一中转换热器20,还包括,吸热阀门231,串联设置在吸热端201的管路上;和/或,放热阀门232,串联设置在放热端202的管路上。设置阀门的目的是控制吸热端201和放热端202的打开或关闭。具体实施方式中,在每个吸热端201(每个换热装置)的进液管和出液管上均设置吸热阀门231,在每个放热端202(一每个换热装置)的进液管和出液管上均设置放热阀门232。通过对各阀门的控制,分别实现对第一中转换热器20的放热端202和吸热端201的各连通管路的开合控制,调节能量的传递,可以依据实际情况,控制能源存储站10向部分调温设备进行能量释放,也可以控制部分调温设备箱能源存储站10存储能量。
结合图14和图15所示,本发明实施例中,还提供一种中转换热器,第二中转换热器30,包括:
吸热端301,用于连通至能量存储站10/调温设备(如,第一调温设备1111或者第四调温设备1221);
放热端302,用于连通至调温设备(如,第二调温设备1121或者第三调温设备1211)/能量存储站10;和,
单向导热装置31,吸热端301和放热端302设置在单向导热装置31的两端。
本发明实施例的第二中转换热器30,通过增加单向导热装置31可以在能量存储站向释放端调温设备释放能量时,为调温设备提供精准的能量。另外,还适用于当能量存储站10和调温设备(吸收端调温设备1011或释放端调温设备1021)之间不能按设定的方向进行能量传输的情况。一般进行热传递时,只能从温度高的一端传向温度低的一端,如果热量存储站内的温度本身高于调温设备输出的媒介温度,而此时,热量存储站还有许多供热量存储的容量,则此时无法对热量存储站按设定方向进行热量储存,反而会造成热量存储站的热量流失,起到相反的作用。热量存储站进行热量释放时,也是会遇到相同的问题。因此本发明实施例提供了该第二中转换热器30,利用单向导热装置31对从调温设备导向热量(冷量)存储站的媒介温度,以及从热量(冷量)存储站导向设备的媒介温度进行调节,使其能够向释放端调温设备提供精确的能量,或者使能量存储站10和调温设备按设定方向正常的进行热量传递。
本发明实施例的第二中转换热器30,是在前述的第一中转换热器20的基础上,在吸热端和放热端之间增加了单向导热装置31。因此,第二中转换热器30的吸收端301和放热端302的结构设置,以及所起的作用均与第一中转换热器20的吸热端201和放热端202相同,可参考前述内容,在此不再赘述。
因此,依据如图8至图13所述的第一中转换热器Ⅰ至第一中转换热器Ⅵ结构,在吸热端和放热端之间增加单向导热装置31即可依次得到吸热端和放热端对应一致的第二中转换热器Ⅰ至第二中转换热器Ⅵ。如图14所示的第二中转换热器Ⅱ30即是在第一中转换热器Ⅱ20的基础上增加单向导热装置31得到的,如图15所示的第二中转换热器Ⅵ30即是在第一中转换热器Ⅵ20的基础上增加单向导热装置31得到的。
本发明实施例的第二中转换热器30,单向导热装置31实现将吸热端的热量(强制)交换至放热端。具体可以采用冷媒换热器或者半导体温度调节器。
在一种可选的实施例中,冷媒换热器包括蒸发器311、压缩机(图未示)、冷凝器312和膨胀阀(图未示),四者连接构成换热回路。第二中转换热器30包括两个绝热保温设置的吸热腔室303和放热腔室304;蒸发器311与第二中转换热器30的吸热端301相对设置,并设置在吸热腔室303中;冷凝器312与第二中转换热器30的放热端302相对设置,并设置在放热腔室304中。
在另一种可选的实施例中,半导体温度调节器,包括半导体制冷片、设置在半导体制冷片的第一端的第一端换热器和第二端的第二端换热器,以及供电装置。供电装置用于为半导体制冷片提供电能。通过控制供电电流的方向,可使半导体制冷片的第一端和第二端在产热和产冷的两种模式下进行切换。例如,在正向电流下,第一端为冷端,第二端为热端;切换电流方向后,第一端切换为热端,第二端切换为冷端。第二中转换热器30包括两个绝热保温设置的吸热腔室303和放热腔室304;第一端换热器与第二中转换热器30的吸热端301相对设置,并设置在吸热腔室303中;第二端换热器与第二中转换热器30的放热端302相对设置,并设置在放热腔室304中。依据实际情况确定第一端换热器为热端(或者冷端)和第二端换热器为冷端(或者热端)即可。
当需要向释放端调温设备提供精确的能量,或者,在能量存储站10和调温设备之间不能按设定方向进行热传递时,启动单向导热装置31,将吸热端301的热量强制交换至放热端302,再由放热端302将热量传递至能量存储站10(或者吸收端调温设备1011,或者释放端调温设备1021)。
结合图16至图18,说明本发明实施例提供的一种能源站,该能源站包括:
热量存储装置11,用于存储热量;
冷量存储装置12,用于存储冷量;和,
温差发电装置50,温差发电装置50的一端501与热量存储装置11连通,温差发电装置50的另一端502与冷量存储装置12连通。
本发明实施例的能源站,将不同调温设备产生不同的多余能量通过热量和冷量的方式分别存储,并利用热量和冷量进行发电,将能源进行二次利用,避免了能源浪费,节能环保。
本发明实施例中,热量存储装置11具有热量吸收端111,
本发明实施例中,温差发电装置50是利用半导体材料的塞贝克(Seebeck)效应和珀尔帖(Peltier)效应将热能和电能直接转换的技术。具体地,在半导体材料在两端受热不均时,其中的载流子发生迁移,从而在其两端形成电势差。温差发电装置50已知装置即可。
温差发电装置50的一端(热端)与热量存储装置连通,另一端(冷端)与冷量存储装置连通,连通方式多样。例如,第一种连通方式,如图16所示,利用流体媒介作为载体,在热量存储装置11侧设置热端换热装置Ⅰ113,在温差发电装置50的热端也设置热端换热装置Ⅰ51,通过两根管路将两个换热装置(113和51)连通,构成热端循环回路,流体媒介在该热端循环回路中流动,将热量存储装置11内的热量输送至温差发电装置50的热端。同理,在冷量存储装置12与温差发电装置50的冷端之间也通过两个换热装置(冷端换热装置Ⅰ123和冷端换热装置Ⅱ52)构成冷端循环回路,流体媒介在该冷端循环回路中流动,将冷量存储装置内的冷量输送至温差发电装置50的冷端。使温差发电装置50的热端和冷端形成温差,从而形成电势差。再如,第二种连通方式,可以直接利用导热体,将温差发电装置50的热端与热量存储装置连接,冷端与冷量存储装置连接,利用导热体分别将热量和冷量传递至温差发电装置50的两端。
在一个能源站内,热量存储装置11的数量为一个多个,冷量存储装置12的数量也为一个或多个,具体设置数量依据能源站的应用场景(家庭或者小区、社区等)确定即可。
如图17所示,当热量存储装置11的数量为多个时,为了方便多个热量存储装置11与温差发电装置50的热端的连通,增加设置了第一中转换热器20,第一中转换热器20串联设置在温差发电装置50的热端501与热量存储装置11之间,通过第一中转换热器20将热量存储装置11传递至温差发电装置50的热端。采用一路转多路的第一中转换热器,采用吸热端201具有多组独立连通管路组14、放热端202具有一组独立连通管路组14的中转换热器,通过第一中转换热器20将温差发电装置50的一端分别与多个热量存储装置11进行热交换。同理,在冷量存储装置12的数量为多个时,也增加设置了第一中转换热器20,第一中转换热器20串联设置在温差发电装置50的冷端502与冷量存储装置12之间。具体设置方式同热量存储装置11侧相同,在此不再赘述。
在另一种可选的实施例中,如图18所示,能源站,还包括,第二中转换热器30,串联设置在温差发电装置50的热端501与热量存储装置11之间。以及,串联设置在温差发电装置50的冷端502与冷量存储装置12之间。增加第二中转换热器30,能够为温差发电装置50的热端501和冷端502提供精确温度的媒介,因此,能够控制温差发电装置50的两端的温差,从而为用电设备56提供更加匹配的电能。
当然,在当热量存储装置11的数量为多个时,第二中转换热器30同样可以采用一路转多路的第二中转换热器,采用吸热端301具有多组独立连通管路组14、放热端302具有一组独立连通管路组14的中转换热器,通过第二中转换热器30将温差发电装置50的一端分别与多个热量存储装置11进行热交换。同理,在冷量存储装置12的数量为多个时,也增加设置第二中转换热器30。参考图17,将图17中第一中转换热器20替换为第二中转换热器30即可。
在一种可选的实施例中,如图16所示,能源站,还包括,蓄电装置53,蓄电装置53与温差发电装置50的电能输出端电连接。蓄能装置53采用常规具有蓄电功能的蓄电装置即可,如,锂离子蓄电池,铅酸蓄电池等。在蓄电装置53的电能输出端设置用电电压调节模块531,用于向用电设备56提供匹配的电压的电能。
在一种可选的实施例中,如图16所示,能源站,还包括,蓄电电压调节模块54,以电连接的方式串联在温差发电装置50的电能输出端和蓄电装置53的电能输入端之间。调节温差发电装置50输出电能的电压,与蓄电装置53的供电电压(充电电压)相匹配。
在一种可选的实施例中,如图16所示,能源站,还包括,发电装置55,发电装置55为蓄电装置53提供电能。在热量存储装置和冷量存储装置无法满足为温差发电装置50提供足够的能量进行发电并蓄电的情况下,采用外接的发电装置55为蓄电装置53提供电能,满足某些情况下的用电需求。具体地,将蓄电装置50的电能输入端连接供电(市政供电)电路中,发电装置55为控制该供电电路的通断的控制器。
上述能源站可将内能转化为电能,为其它电器提供电能,以实现节省能源。
在一种可选的实施例中,能源站包括:
热量存储装置11,用于存储热量;
冷量存储装置12,用于存储冷量;和,
温差发电装置50,温差发电装置50的一端501与热量存储装置11连通,温差发电装置50的另一端502与冷量存储装置12连通;和,
蓄电装置53,蓄电装置53的电能输入端与温差发电装置50的电能输出端连接,蓄电装置53用于为智能停车位供电。
本实施例中的能源站将内能转化为电能,为智能车位供电,实现节能。
在一种可选的实施例中,智能停车位包括:检测装置和车位锁,检测装置与车位锁通信连接,检测装置用于识别车辆信息,当车辆信息为授权车辆信息时,解锁车位锁,检测装置与车位锁与蓄电装置电连接,蓄电装置用于为检测装置和车位锁提供电能。
本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种能源站,其特征在于,包括:
热量存储装置,用于存储热量;
冷量存储装置,用于存储冷量;和,
温差发电装置,所述温差发电装置的一端与所述热量存储装置连通,所述温差发电装置的另一端与所述冷量存储装置连通;和,
蓄电装置,所述蓄电装置的电能输入端与所述温差发电装置的电能输出端连接,所述蓄电装置用于为智能停车位供电。
2.根据权利要求1所述的能源站,其特征在于,所述智能停车位包括:检测装置和车位锁,所述检测装置与所述车位锁通信连接,所述检测装置用于识别车辆信息,当所述车辆信息为授权车辆信息时,解锁所述车位锁,所述检测装置与所述车位锁与所述蓄电装置电连接,所述蓄电装置用于为所述检测装置和所述车位锁提供电能。
3.根据权利要求1所述的一种能源站,其特征在于,还包括:
中转换热器,串联设置在所述温差发电装置的所述一端与所述热量存储装置之间;串联设置在所述温差发电装置的所述另一端与所述冷量存储装置之间。
4.根据权利要求1所述的一种能源站,其特征在于,还包括:蓄电装置,与所述温差发电装置的电能输出端电连接。
5.根据权利要求4所述的一种能源站,其特征在于,还包括:电压调节模块,以电连接的方式串联在所述温差发电装置的电能输出端和所述蓄电装置之间。
6.根据权利要求4所述的一种能源站,其特征在于,还包括,
发电装置,所述发电装置为所述蓄电装置提供电能。
7.根据权利要求1所述的一种能源站,其特征在于,还包括:
备用储能装置,所述备用储能装置与所述热量存储装置连接,或者所述备用储能装置与所述冷量存储装置连接。
8.根据权利要求7所述的一种能源站,其特征在于,所述备用储能装置包括热量备用储能装置和冷量备用储能装置,所述热量备用储能装置与所述热量存储装置连接,所述冷量备用储能装置与所述冷量存储装置连接。
9.根据权利要求8所述的一种能源站,其特征在于,所述温差发电装置的一端与所述热量备用储能装置连通,所述温差发电装置的另一端与所述冷量备用储能装置连通。
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