CN109742978A - 一种能源站及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于能源领域，公开了一种能源站及其控制方法，能源站，包括：热量存储装置，冷量存储装置和温差发电装置，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。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。控制方法简单，能合理为用电装置提供匹配的电量。

Description

一种能源站及其控制方法

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种能源站及其控制方法。

背景技术

一般的家庭环境中，会有多种家用电器，而多种类型的家用电器往往具有不同的功能，且均涉及到热量的转换。比如，空调制冷的同时，会将在制冷端吸收的热量在室外侧散发掉；同样，冰箱制冷时也需要消耗电能或将热量散发掉。而另一方面，热水器需要将热水加热，会消耗电能来产生热能；冬天时，空调需要制热，也会将一部分冷量释放掉。有的需要热量，有的散发热量，有的需要制冷，有的散发冷量，因此，造成了极大的能源浪费。

发明内容

本发明实施例提供了一种能源站及其控制方法，提供了一种将不同调温设备之间的能量进行统筹利用，并分为热量和冷量进行存储来实现温差发电的技术方案，解决现有技术中能源浪费的问题。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。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种能源站，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。

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蓄能装置连通，所述温差发电装置的另一端与所述冷量蓄能装置连通。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种能源站的控制方法，所述能量站包括热量存储装置、冷量存储装置和温差发电装置；控制方法，包括：

获取发电功率和用电功率；

根据所述发电功率和所述用电功率，确定出所述温差发电装置的两端所需的温差。

在一些可选的实施例中，一种能源站的控制方法，所述能量站包括热量存储装置、冷量存储装置和温差发电装置，以及蓄电装置；控制方法，包括：

获取发电功率和用电功率；

根据所述发电功率和所述用电功率，确定出所述温差发电装置、所述蓄电装置和所述用电装置的连接关系。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

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。

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源站的结构示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种……能源站的结构示意图；

图5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6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7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能源站的结构示意图；

图14是根据一示例性实施例示出的一种能量转换站的结构示意图；

图15是根据一示例性实施例示出的一种能量转换站的结构示意图；

图16是根据一示例性实施例示出的一种能量转换站的结构示意图；

图17是根据一示例性实施例示出的一种能量转换站的结构示意图；

图18是根据一示例性实施例示出的一种能量转换站的结构示意图；

图19是根据一示例性实施例示出的一种能源站的控制方法的框图；

图20是根据一示例性实施例示出的一种能源站的控制方法的框图；

图21是根据一示例性实施例示出的一种能源站的控制方法的框图。

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。

结合图1至图3，说明本发明实施例的第一方面，一种能源站，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(热端501)与热量存储装置11连通，温差发电装置50的另一端(冷端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，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501)与热量存储装置11连通，另一端(冷端502) 与冷量存储装置12连通，连通方式多样。例如，第一种连通方式，如图1所示，利用流体媒介作为载体，在热量存储装置11侧设置第一热端换热装置Ⅰ113，在温差发电装置50的热端也设置第二热端换热装置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502。同理，在冷量存储装置12与温差发电装置 50的冷端502之间也通过两个换热装置(第一冷端换热装置Ⅰ123和第二冷端换热装置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，如，导热金属棒，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2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，在一种可选的实施例中，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，即，第一能量输入端201具有多组独立连通管路组14、第一能量输出端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。本实施例中，第一中转换热器20不限于采用图2中所示的结构，还可以采用下述的多种第一中转换热器20中的任一种，依据实际应用情况确定即可。

在另一种可选的实施例中，如图3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。本实施例中，第二中转换热器30不限于采用图2中所示的结构，还可以采用下述的多种第二中转换热器30中的任一种，依据实际应用情况确定即可。

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，即，第一能量输入端Ⅰ301具有多组独立连通管路组14、第一能量输出端Ⅰ302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2，将图2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1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1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1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。

在一种可选的实施例中，如图4所示，能源站，还包括，备用储能装置，备用储能装置与热量存储装置11连通，或者备用储能装置与冷量存储装置12连通。实现热量存储装置11(或者冷量存储装置12)与备用储能装置的热交换。在热量存储装置11或者冷量存储装置12的储能容积有限的情况下，及时将其储存的能量转移至备用储能装置内，使热量存储装置11或者冷量存储装置12可一直处于吸收利用能源的状态。

具体地，备用储能装置包括热量备用储能装置71和冷量备用储能装置72，热量备用储能装置71与热量存储装置11以热交换的方式连通，冷量备用储能装置72与冷量存储装置12以热交换的方式连通。将热量和冷量分别备用储存，针对不同的季节，可侧重对热量或者冷量的备用存储。如，夏季，阳光充足，温度高，会产生大量的热量。而在冬天，天气冷，温度低，会产生大量的冷量。在实际生活中，夏季往往需要大量的冷量来制冷，冬季往往需要大量的热量来制热。因此，本发明实施例的能源站，能将夏天的热量存储至冬天利用，冬天的冷量存储至夏天利用，充分利用的能源，尤其是自然清洁能源，节能减排，环保。

本发明实施例中，备用储能装置是用来吸收并存储能量储能装置10(热量存储装置11或者冷量存储装置12)内的无法存储的能量，或者，在能量储能装置10内没有足够的能量时，向其释放能量的。因此，备用储能装置同样包括能量吸收端和能量释放端，而在备用储能装置与能量存储装置10的能量转换过程，是可以通过一个端来完成的，即，备用储能装置利用备用能量转换端701与能量储能装置10侧的能量转换端103进行能量转换即可。而且，备用储能装置的备用能量转换端701和能量储能装置10的能量转换端103的结构均可采用同能量存储装置10的能量吸收端101和能量释放端102相同的结构，具体内容在此不再赘述，参考图13至图18所示的能量存储装置10中的能量吸收端101和能量释放端102的结构即可。因此，备用储能装置与能量存储装置10通过相应侧的能量转换端的换热装置进行连通，通过热交换的方式实现两者之间的能量装换即可。

本发明实施例中，备用储能站70除了能够从能量存储站10处吸收能量外，还可以从外界吸收能量。如，太阳能集热；冬天的冰雪集冷等，这些自然界的能量均可以被利用起来对备用储能站70进行加热。因此，在一种可选的实施例中，如图4所示，备用储能站还包括扩展能量吸收端，为备用储能站吸收能量。

具体地，所述扩展能量吸收端包括扩展吸收端换热装置702和扩展终端换热装置703；两者之间通过管路实现连通，构成换热回路。换热媒介在该换热回路中循环流动，在两个换热器之间完成能量转换。扩展吸收端换热装置702采用前述的能量存储站10的能量吸收端的换热装置的结构即可。扩展终端换热装置703依据能量来源方式进行设置即可，如，当利用太阳能集热时，扩展终端换热装置703采用现有太阳能热水器的太阳能集热端的结构即可；或者，采用板式换热器，其设置在太阳能集热板上。如，当利用冰雪集冷时，扩展终端换热装置703采用换热盘管或者板式换热器即可，将扩展终端换热装置嵌设在冰雪内即可。具体地，在扩展终端换热装置703侧设置一个大容量的存储设备，将冰或雪等冷量载体填充在该存储设备内即可。

在一种可选的实施例中，温差发电装置50的一端(热端501)与热量备用储能装置71连通，温差发电装置的另一端(冷端502)与冷量备用储能装置72连通。温差发电装置50还可以通过热量备用储能装置71提供热量，冷量备用储能装置72提供冷量，来形成热势差。温差发电装置50的热端501与热量备用储能装置71的连通方式采用前述的差发电装置50的热端501与热量存储装置11的连通方式即可，温差发电装置50的冷端502也采用相同的连通方式。

在一种可选的实施例中，在温差发电装置50的热端501与热量备用储能装置71之间串联接入第一中转换热器20或者第二中转换热器30，以及，在温差发电装置50的冷端502与冷量备用储能装置72之间串联接入第一中转换热器20或者第二中转换热器 30。串联方式以及采用的中转换热器的结构参考前述的差发电装置50分别与热量存储装置11和冷量存储装置12之间接入中转换热器时的结构即可。在此不再赘述。

下面结合图5至图12，说明本发明实施例中的中转换热器的结构。下文中，提及的能量存储站10对热量存储装置11或者冷量存储装置12的另外一种定义名称，因此，下文中提及的能量存储站10可以是热量存储装置11，也可以是冷量存储装置12，也可以包括热量存储装置11和冷量存储装置12。

如图5至图10，第一中转换热器20，包括，

第一能量输入端201，用于连通热量存储装置或冷量存储装置/热量调节装置；

第一能量输出端202，用于连通热量调节装置/热量存储装置或冷量存储装置。

第一能量输入端201，用于输入热量存储装置11(或冷量存储装置)侧能量(热量或冷量)，或者，输入热量调节装置侧的能量(热量或冷量)。采用的具体结构多样，如，利用流体媒介作为载体，第一能量输入端201采用换热装置与能量存储站10(热量存储装置11或冷量存储装置12)侧的能量释放端102的换热装置通过管路连通，流体媒介吸收能量存储站10侧的能量，流体媒介流动至该第一能量输入端201，第一能量输入端 201与第一能量输出端202的媒介流体进行热交换，从而将能量转换至第一能量输出端 202。依据中转换热器20的第一能量输入端201所连通的能量存储站10的类型，输入的能量可以为热量，也可以为冷量。

在一种可选的实施例中，第一能量输入端201具体采用换热装置，如，板式换热器、蒸发器或者换热盘管等。第一能量输出端202具体采用换热装置，如，板式换热器，冷凝器，或者，换热盘管等。

本发明实施例的中转换热器中，第一能量输入端201和第一能量输出端202的个数，以及，第一能量输入端201和第一能量输出端202的外接连通管路组的设置，依据连通侧的能量存储站10的个数和容量，能量存储站10的连通管路组的数量，以及，设置的位置(能量释放端侧或者能量吸收端侧)，以及热量调节设备的数量等因素确定即可。

在一种可选实施例中，本发明实施例的第一中转换热器20的第一能量输入端201为一个或多个，每个第一能量输入端201的管路独立设置。例如，第一能量输入端201 包括一个(如图5、图6和图10所示)或多个(参见图8的中转换热器20的第一能量输出端202)第三换热装置，每个第三换热装置均具有进液管211和出液管212(即，一组连通管路组21)，通过两个管路与能量存储站10的能量释放端102(第二换热装置) 连通，利用流体媒介将能量存储站10侧的热量传递至第一能量输入端201。也即，每个第三换热装置独立地与能量存储站10的能量释放端102连通。再如，如图7、图9所示，第一能量输入端201为一个第三换热装置，并在第三换热装置的进液端连通多个进液管 211，出液端连通多个出液管212。一个进液管211和一个出液管222作为一个连通管路组21，构成多个独立的连通管路组，通过该多个独立连通管路组分别与能量存储站10 侧的换热装置连通。

在另一种可选实施例中，第一能量输入端201为多个，多个第一能量输入端201的管路互相连通。互相连通的方式很多，只要实现能够多个第一能量输入端均与能量存储站10的能量释放端102连通即可。例如，如图8所示，多个第一能量输入端201通过进液中转管路221和出液中转管路222连通，每个第一能量输入端201的进液管211均与进液中转管路221连通，每个第一能量输入端201的出液管212均与出液中转管路222 连通。再通过进液中转管路221和出液中转管路222作为一组连通管路组，通过两根管路与能量存储站10的能量释放端102的第二换热装置连通。

同理，第一能量输出端202为一个或多个时，每个第一能量输出端202的管路独立设置，设置方式同前述的第一能量输入端201相同。第一能量输出端202为多个时，多个第一能量输出端202的管路互相连通，连通方式同前述的第一能量输入端201相同。在此不再赘述。

本发明实施例的第一中转换热器中，依据第一能量输入端202和第一能量输出端202的管路的设置方式，给出以下几种具体实施例。

如图5所示，第一中转换热器Ⅰ，第一能量输入端201为一个，具有一个连通管路组；第一能量输出端202为多个，多个第一能量输出端202的连通管路组独立设置。即，第一能量输入端201和第一能量输出端202的管路独立设置。一路转多路。

如图6所示，第一中转换热器Ⅱ，第一能量输入端201为一个，具有一个连通管路组；第一能量输出端202为一个，一个第一能量输出端202具有多个独立设置的连通管路组。即，第一能量输入端201和第一能量输出端202的管路独立设置。一路转多路。

如图7所示，第一中转换热器Ⅲ，第一能量输入端201为一个，一个第一能量输入端201具有多个独立设置的连通管路组；第一能量输出端202为一个，具有一个连通管路组。即，第一能量输入端201和第一能量输出端202的管路独立设置。多路转一路。

如图8所示，第一中转换热器Ⅴ，第一能量输入端201为多个，多个第一能量输入端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；第一能量输出端202为多个，多个第一能量输出端202的连通管路组独立设置。即，多个第一能量输入端201的管路相互连通，多个第一能量输出端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Ⅳ，第一能量输入端201为一个，一个第一能量输入端201具有多个独立设置的连通管路组；第一能量输出端202为一个，一个第一能量输出端202具有多个独立设置的连通管路组。即，第一能量输入端201和第一能量输出端 202的管路独立设置。多路转多路。

如图10所示，第一中转换热器Ⅵ，第一能量输入端201为一个，具有一个连通管路组；第一能量输出端202为一个，具有一个连通管路组。即，第一能量输入端201和第一能量输出端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20的结构不限于上述六种，其中第一能量输入端201和第一能量输出端202的结构可以互换，也可以任意组合。在实际应用时，选择适配的中转换热器的结构即可。另外，第一中转换热器20的第一能量输入端201 (或者第一能量输出端202)的连通管路组为多组时，个数不限定，依据所需接入的能量存储站10的个数确定即可。

本发明实施例的第一中转换热器20中，第一能量输入端201的换热装置和第一能量输出端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，第一能量输入端201的换热装置和第一能量输出端202的换热装置设计为一体。设置方式不限定，只要实现，第一能量输入端201的换热装置和第一能量输出端202的换热装置能够进行热传递即可。如图5至图 10所示，均为第一能量输入端201和第一能量输出端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。

本发明实施例的第一中转换热器20的第一能量输入端201和第一能量输出端202，在换热方式一样时，两者的结构是一样的，两者是可以互换使用的，只是便于区分进行了定义而已。

在一种可选的实施例中，第一中转换热器20，还包括，输入阀门231，串联设置在第一能量输入端201的管路上；和/或，输出阀门232，串联设置在第一能量输出端202 的管路上。设置阀门的目的是控制第一能量输入端201和第一能量输出端202的打开或关闭。具体实施方式中，在每个第一能量输入端201(每个换热装置)的进液管和出液管上均设置输入阀门231，在每个第一能量输出端202(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，分别实现对中转换热器20的第一能量输入端201和第一能量输出端202的各连通管路的开合控制，以及流量控制，调节能量的传递，可以依据实际情况，控制能量存储站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量存储站10存储能量。

如图11和图12所示，第二中转换热器30，包括：

第一能量输入端Ⅰ301，用于连通至一个或多个能量存储站10；

第一能量输出端Ⅰ302，用于连通至一个或多个混合单元41；和，

单向导热装置31，第一能量输入端Ⅰ301和第一能量输出端Ⅰ302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，可以依据调温设备所需的设定能量(设定温度)将进入混合单元41的每股流体媒介的温度进行精确的调节，并结合流量控制，从而获得精确地获得具有设定温度的流体媒介。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，如果热量存储装置11内的温度本身高于吸收端热量调节设备输出的媒介温度，而此时，热量存储装置还有许多供热量存储的容量，则此时无法对热量存储装置按设定方向进行热量储存，反而会造成热量存储装置的热量流失，起到相反的作用。热量存储装置进行热量释放时，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，使其能够向释放端热量调节设备提供精确的能量，或者使能量存储站10和调温设备(包括热量调节设备)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，在第一能量输入端和第一能量输出端之间增加了单向导热装置31。因此，第二中转换热器 30的第一能量输入端Ⅰ301和第一能量输出端Ⅰ302的结构设置，以及所起的作用均与第一中转换热器20的第一能量输入端201和第一能量输出端202相同，同时，在第一能量输入端Ⅰ和第一能量输出端Ⅰ302上也分别设置吸热阀门和放热阀门，同第一中转换热器20一样。具体可参考前述内容，在此不再赘述。

因此，依据如图5至图10所述的第一中转换热器Ⅰ至第一中转换热器Ⅵ结构，在第一能量输入端和第一能量输出端之间增加单向导热装置31即可依次得到第一能量输入端和第一能量输出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11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12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实现将第一能量输入端Ⅰ302的热量(强制)交换至第一能量输出端Ⅰ302。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的第一能量输入端Ⅰ301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的第一能量输出端Ⅰ302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的第一能量输入端Ⅰ301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的第一能量输出端Ⅰ302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。

本发明实施例的能源站中，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)之间接入的中转换热器(第一中转换热器和/或第二中转换热器) 的个数不限于图9至图11中的一个，也可以接入多个，多个中转换热器配合使用，实现，每个调温设备均与各能量存储站10实现连通。如，能源站应用在家庭中时，调温设备的数量有限，采用一个中转换热器即可。当能源站应用在小区、社区等大型场景中时，调温设备的数量庞大时，而且，所需储存的能量也很多，因此，可将调温设备进行分组(如，一个家庭内的为一组)，相应采用多个中转换热器。而且，当能源站内具有多个能量存储站10，可采用多路转多路的中转换热器，或者采用两个一路转多路的中转换热器组合，使每组调温设备，以及每组调温设备中的各调温设备均可与每个能量存储站10进行能量交换。依据实际应用，将中转换热器的组合使用即可。

结合图13至图18所示，说明本发明实施例的能量存储站10，在不做特殊说明时，能量存储站10，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。

如图13所示，能量存储站10，包括：

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；或者吸收备用储能站70内的能量。

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；或者向备用储能站70释放能量。

如图14所示，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，或者吸收一个或多个备用储能站70内的能量；也可以向一个或者同时向多个调温设备释放能量，或者向一个或多个备用储能站70释放能量。因此，依据外接调温设备的数量、备用储能站70的数量以及能量存储站10自身的存储容积的实际情况，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15所示)或多个第一换热装置(如图16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15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17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15所示)或多个第二换热装置(如图16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15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17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。而且，换热装置嵌入能量存储站10的内部，增大换热面积，提高换热效率。

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的作用均为能量交换，在采用相同的换热方式时，两者的结构相同(如均采用换热装置)，两者是可以互换使用的。本文中只是为了便于区分，进行了区分定义而已。而且，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17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18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13和图15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16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。

结合图19至图21，说明本发明实施例的第二方面，一种能源站的控制方法。

如图19所示，为一种能源站的控制方法，其中，能源站，包括热量存储装置11、冷量存储装置12和温差发电装置50。控制方法，包括：

S101、获取发电功率和用电功率；

S102、根据所述发电功率和所述用电功率，确定出温差发电装置50的两端的所需温差；

S103、依据所需的温差，控制热量存储站和冷量存储站输出具有所需的温差的热量和能量。

本实施例中，步骤S101中，发电功率P_发是温差发电装置50的功率，其般为已知数，由温差发电装置50本身的性能决定。而且，发电功率P_发与温差发电装置50的两端的所需温差(热能差)呈一定的函数关系。用电功率P_用是用电设备所需的功率。发电功率P_发与用电功率P_用也呈一定的函数关系。因此，依据发电功率P_发与用电功率P _用，以及前述两种已知的函数关系，可以获得温差发电装置50的两端的所需温差。

步骤S103中，通过控制热量存储站和冷量存储站输出的高温媒介温度与低温媒介温度的差值与所需温差一致即可。具体地，可以通过控制媒介的流量来调节出具体的媒介温度。或者通过第二中转器，利用外加的强制换热，来获得具有所需温差的高温媒介温度与低温媒介温度。

进一步可选的实施例中，如图20所示，步骤S103采用以下步骤S103’代替。S103’、依据所需的温差，以及热量存储站、热量备用储能站、冷量存储站和冷量备用储能站侧的媒介温度，确定出与所需温差匹配度高的一组输出能源站，为温差发电装置50的两端。如，可以是热量备用储能站与冷量备用储能站为一组输出能源站，为温差发电装置 50的A2端和B2端提供能量。也可能是热量存储装置与冷量备用储能站端为一组输出能源站，为温差发电装置50的A1端和B2端提供能量。也可能是备用热能储能站与冷量存储装置为一组输出能源站，为温差发电装置50的A2端和B1端提供能量。

如图21所示，为一种能源站的控制方法，其中，能源站，包括热量存储装置11、冷量存储装置12和温差发电装置50，以及蓄电装置53。控制方法，包括：

S201、获取发电功率和用电功率；

S202、根据所述发电功率和所述用电功率，确定出所述温差发电装置、所述蓄电装置和所述用电装置的连接关系。

步骤S202中，即依据发电功率和所述用电功率，来确定是由温差发电装置为用电装置提供电能，还是利用蓄电装置为用电装置提供电能。

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 (10)

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。

2.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。

3.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。

4.根据权利要求3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。

5.根据权利要求3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。

6.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。

7.根据权利要求6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通，所述冷量备用储能装置与所述冷量存储装置连通。

8.根据权利要求7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。

9.一种能源站的控制方法，所述能量站包括热量存储装置、冷量存储装置和温差发电装置；其特征在于，包括：

获取发电功率和用电功率；

根据所述发电功率和所述用电功率，确定出所述温差发电装置的两端所需的温差。

10.一种能源站的控制方法，所述能量站包括热量存储装置、冷量存储装置和温差发电装置，以及蓄电装置；其特征在于，包括：

获取发电功率和用电功率；

根据所述发电功率和所述用电功率，确定出所述温差发电装置、所述蓄电装置和所述用电装置的连接关系。