CN109780910A - 一种热量/冷量切换装置和能源站 - Google Patents

Abstract

本发明属于能源领域，公开了一种热量/冷量切换装置和能源站。切换装置，包括：第一切换端，第二切换端，第三切换端，以及切换阀；切换阀用于控制第三切换端与第一切换端导通，实现热量调节装置与热量存储装置的连通，或者，控制第三切换端与第二切换端导通，实现热量调节装置与冷量存储装置的连通。能源站，包括热量存储装置、冷量存储装置和切换装置。为即可以制冷也可以制热的热量调节设备与能量存储站的连通提供了切换装置，可以实现与热量存储装置或者冷量存储装置之间的切换。而且简化了连通管路，且控制简单。适用于能源站，简化了能源站的管路布局，降低成本。

Description

一种热量/冷量切换装置和能源站

技术领域

本发明涉及能量技术领域，特别涉及一种热量/冷量切换装置和能源站。

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一种热量/冷量切换装置和能源站，提供了一种将不同调温 设备之间的能量进行统筹利用的技术方案，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，提供了一种热量/冷量切换装置，包括：

第一切换端，用于与热量存储装置连通；

第二切换端，用于与冷量存储装置连通；

第三切换端，用于与热量调节设备连通；

切换阀，用于控制第三切换端与第一切换端导通，实现热量调节装置与热量存储装 置的连通，或者，控制第三切换端与第二切换端导通，实现热量调节装置与冷量存储装置的连通。

在一种可选的实施例中，所述热量/冷量切换装置包括两组呈相互交叉设置的管路， 每组管路包括两个管道和联动控制的两个阀门，两组管路中的管道一一对应连通设置， 构成了具有三个端部的热量/冷量切换装置，在两组管路的连通接口处分别设置开关阀 门；两个开关阀门联动，可在封堵两组管路中其中一组管路的两个状态间切换。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种能源站，包括：

前述的热量/冷量切换装置，第三切换端用于与热量调节设备连通；

热量存储装置，所述热量存储装置的热量吸收端或者热量释放端与所述热量/冷量切 换装置的第一切换端连通；

冷量存储装置，所述冷量存储装置的冷量吸收端或者冷量释放端与所述热量/冷量切 换装置的第二切换端连通。

在一种可选的实施例中，所述热量存储装置的热量吸收端用于吸收吸收端热量调节 设备的热量，所述热量存储装置的热量释放端用于向释放端热量调节设备释放热量；所述冷量存储装置的冷量吸收端用于吸收吸收端热量调节设备的冷量，所述冷量存储装置的冷量释放端用于向释放端热量调节设备释放冷量。

在一种可选的实施例中，还包括，设备侧中转换热器，所述设备侧中转换热器接入所述热量/冷量切换装置与热量调节设备之间。

在一种可选的实施例中，还包括，热量侧中转换热器，所述热量侧中转换热器接入所述热量存储装置与所述热量/冷量切换装置的第一切换端之间；和/或，冷量侧中转换 热器，所述冷量侧中转换热器接入所述冷量存储装置与所述热量/冷量切换装置的第一切 换端之间。

在一种可选的实施例中，所述设备侧中转换热器、所述热量侧中转换热器和冷量侧 中转换热器为中转换热器，所述中转换热器，包括，

能量输入端，用于连通热量存储装置或冷量存储装置/热量调节装置；

能量输出端，用于连通热量调节装置/热量存储装置或冷量存储装置；

在一种可选的实施例中，所述中转换热器，还包括，单向导热装置，所述能量输入端和所述能量输出端设置在所述单向导热装置的两端。

在一种可选的实施例中，还包括并联设置的辅路中转换热器，所述辅路中转换热器 采用如权利要求8中记载的中转换热器；且所述辅路中转换热器并联设置在所述热量/冷量切换装置与热量存储装置和/或冷量存储装置之间的连接管路上；或者，所述辅路中转换热器并联设置在所述设备侧中转换热器与所述热量侧中转换热器和/或冷量侧中转换热器之间的连接管路上。

在一种可选的实施例中，还包括，切换装置，所述切换装置设置在所述辅路中转换热器并联连接的连接接口处，用于切换热量存储装置/冷量存储装置与热量调节设备之间的连通通路。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例的热量/冷量切换装置，为即可以制冷也可以制热的热量调节设备与能 量存储站的连通提供了切换装置，可以实现与热量存储装置或者冷量存储装置之间的切 换。而且简化了连通管路，且控制简单。适用于能源站，简化了能源站的管路布局，降低成本。

本发明实施例的能源站，通过能量存储站将不同调温设备之间的能量进行统筹利用，将调温设备在工作过程中产生的多余能量或者排放掉的能量存储起来，再将该部分 能量输送给需要该能量的调温设备，将浪费的能源有效利用，有效解决了现有能源浪费 的问题。

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热量/冷量切换装置的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种热量/冷量切换装置的剖视结构示意图；

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能源站的结构示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种能源站的结构示意图；

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能源站的结构示意图；

图16是根据一示例性实施例示出的一种能量存储装置的结构示意图；

图17是根据一示例性实施例示出的一种能量存储装置的结构示意图；

图18是根据一示例性实施例示出的一种能量存储装置的结构示意图；

图19是根据一示例性实施例示出的一种能量存储装置的结构示意图。

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。

本文中，热量调节设备，是指即可以制冷也可以制热的一类设备，如，空调。

结合图1至图2，说明本发明实施例的第一方面，一种热量/冷量切换装置60，包括：

第一切换端601，用于与热量存储装置11连通；

第二切换端602，用于与冷量存储装置12连通；

第三切换端603，用于与热量调节设备连通；

切换阀，用于控制第三切换端603与第一切换端601导通，实现热量调节装置与热量存储装置11的连通，或者，控制第三切换端603与第二切换端602导通，实现热量 调节装置与冷量存储装置12的连通。

本发明实施例的热量/冷量切换装置60，为即可以制冷也可以制热的热量调节设备 与能量存储站10(热量存储装置11和冷量存储装置12)的连通提供了切换装置，可以 实现热量的切换。而且简化了连通管路，且控制简单。适用于能源站，简化了能源站的 管路布局，降低成本。

如图1所述，热量/冷量切换装置60包括两组呈相互交叉设置的管路，每组管路包括两个管道和联动控制的两个开关阀门；两组管路中的管道一一对应连通设置；即构成 了具有三个端部的热量/冷量切换装置60，在两组管路的连通接口处分别设置开关阀门； 两个开关阀门联动，可在封堵两组管路中其中一组管路的两个状态间切换。具体地，第 一组管路61和第二组管路62；第一进液管道611和第一出液管道612，第二进液管道 621和第二出液管道622。第一进液管道611和第二进液管道621连通，第一出液管道 612与第二出液管道622连通。形成三个端部，分别定义为第一切换端601、第二切换 端602和第三切换端603。在第一进液管道611和第二进液管道621连通的接口上设置 第一开关阀门631，第一出液管道612与第二出液管道622连通的接口上设置第二开关 阀门632。联动控制第一开关阀门631和第二开关阀门632在封堵第一组管路61(第一 进液管道611和第一出液管道612)或者封堵第二组管路62(第二进液管道621和第二 出液管道622)的两个状态间切换，实现第三切换端63与第一切换端61导通，或者第 三切换端63与第二切换端62导通。其中，如图1所示，为了方便各管道的连通，将第 一进液管道611和第二进液管道621设置在同一平面内，第一出液管道612与第二出液 管道622设置在另一平面内。当然，热量/冷量切换装置60的结构不限于图1所示的结 构，其他结构也可以，如，在一个腔体上开设三组连通口，在三组连通口上均设置阀门， 通过控制三组阀门的开合，来实现热量调节装置与热量存储装置11的连通，或者，热 量调节装置与冷量存储装置12的连通。

结合图3至图19，说明本发明实施例的第二方面，一种能源站，包括：

前述的热量/冷量切换装置60，第三切换端603用于与热量调节设备(吸收端热 量调节设备1011或者释放端热量调节设备1021)连通；

热量存储装置11，热量存储装置11的热量吸收端111(或者热量释放端112)与 热量/冷量切换装置60的第一切换端601连通；

冷量存储装置12，冷量存储装置12的冷量吸收端121(或者冷量释放端122)与热量/冷量切换装置60的第二切换端602连通。

本发明实施例的能源站，利用热量/冷量切换装置60切换热量调节设备连接的能量 存储站10的类型，热量存储装置11或者冷量存储装置12，简化了该类设备的连通管路布局，简单地实现了热量的切换。有效利用了能源，降低了能源浪费，节能环保。

在一种可选的实施例中，如图3所示，为每个热量调节设备(吸收端热量调节设备1011和释放端热量调节设备1021)设置一个对应的热量/冷量切换装置60。

在一种可选的实施例中，热量调节设备为一类，且在能源站的应用场景中，该类设备一般为多个，如，空调，每个家庭中至少两个。因此，针对多个热量调节设备的应用 场景中，一种可选的实施例中，如图4所示，一种能源站(记为第一种能源站)，增加 设置了设备侧中转换热器20-1，设备侧中转换热器20-1接入热量/冷量切换装置60与热 量调节设备(吸收端热量调节设备1011或者释放端热量调节设备1021)之间。简化了 热量调节设备与热量存储装置11(或者冷量存储装置12)的管路布局，减少能量损失， 提高能量利用率，而且管路成本降低。

针对热量存储装置11的热量吸收端111具有多组连通管路组，以及能源站具有多个热量存储装置11时，在一种可选的实施例中，如图5所示，一种能源站(记为第二 种能源站)，还包括，热量侧中转换热器20-2，热量侧中转换热器20-2接入热量存储装 置11与热量/冷量切换装置60的第一切换端601之间；和/或，冷量侧中转换热器20-3， 冷量侧中转换热器20-3接入冷量存储装置12与热量/冷量切换装置60的第一切换端601 之间。简化热量存储装置11和/或冷量存储装置12侧的连接管路。

本发明实施例中，设备侧中转换热器20-1、热量侧中转换热器20-2和冷量侧中转换热器20-3为中转换热器，下面结合图7至图14，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7至图12，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7、图8和图12所示)或多个(参见图10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9、图11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10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7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8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9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10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11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12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7至图 12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13和图14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7至图12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13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14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Ⅰ301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(热量存储装置11和冷量存储装置12)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3至图6中的一个或两个，也 可以接入三个或更多个，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。

在一种可选的实施例中，如图6所示，一种能源站，记为第三种能源站，是在第一种能源站的基础上，还包括，并联设置的辅路中转换热器，该辅路中转换热器采用上述 的第二中转换热器30，第二中转换热器并联设置在热量/冷量切换装置60(具体为第一 切换端601)与热量存储装置11之间的连接管路100上，和/或，第二中转换热器并联 设置在热量/冷量切换装置60(具体为第二切换端601)与冷量存储装置12之间的连接 管路200上。

在一种可选的实施例中，一种能源站，记为第四种能源站，是在第二种能源站的基础上，还包括，并联设置的辅路中转换热器，该辅路中转换热器采用上述的第二中转换 热器30，第二中转换热器30并联设置在设备侧中转换热器20-1与热量侧中转换热器20-2的连接管路300上，和/或，第二中转换热器30并联设置在设备侧中转换热器20-1 与冷量侧中转换热器20-3之间的连接管路400上。结合图5和图6，即将图6中的第二 中转换热器并联至图5中的连接管路300和连接管路400上即可。

针对第三种能源站和第四种能源站，还包括切换装置，切换装置设置在第二中转换 热器与连接管路(连接管路100、200、300和400)的连接接口，用于切换热量存储装 置11和/或冷量存储装置12与热量调节设备之间的连通通路(即换热通路)。本实施例 中，切换装置可以采用前述的热量/冷量切换装置60。也可以具体采用控制阀门组，包 括两个阀门，分别设置在第二中转换热器30与连接管路(连接管路100、200、300或 者400)并联连接的连接接口处，一个为进液控制阀门(同第一开关阀门631)和回液 控制阀门(同第二开关阀门632)，通过在封堵第二中转换热器30的并联管路的第一状 态和封堵连接管路(连接管路100、200、300或者400)的第二状态之间转换，实现切 换切换能量存储站10与调温设备之间通过第一中转换热器连通或者通过第二中转换热 器连通。

下面以第三种能源站为例，说明切换装置的设置方式以及工作过程。

切换装置采用将热量/冷量切换装置60，将第一切换端601与热量存储装置11端的换热装置连通，第二切换端602与冷量存储装置12端的换热装置连通，第三切换端603 与释放端热量调节设备1021的终端换热装置连通。当释放端热量调节设备1021与热量 存储装置11进行连通换热时，热量/冷量切换装置60控制导通第一切换端601与第三切 换端603。当释放端热量调节设备1021与冷量存储装置12进行连通换热时，热量/冷量 切换装置60控制导通第二切换端602与第三切换端603。

在一些可选的实施例中，能源站，还包括，控制装置，用于控制各热量/冷量切换装置60的切换。

可选地，控制装置，还用于依据释放端热量调节设备的目标温度和实际温度，控制设备侧中转换热器的换热量。其中，设备侧中转换热器的换热量可以通过控制设备侧中 转换热器的阀门开度来实现。针对包括单向导热装置的第二中转换热器，需要依据单向 导热装置的导热参数和设备侧中转换热器的阀门开度，来确定换热量。单向导热装置为 半导体温度调节器时，导热参数包括电压、集热端的温度、集冷端的温度等。单向导热 装置为冷媒换热装置时，导热参数包括压缩机频率、冷媒温度等。

针对第三种能源站和第四种能源站，控制装置，还用于，当确定能量存储站10(热量存储装置11或冷量存储装置12)和调温设备(吸收端调温设备1011或释放端调温设 备1021)之间无法按设定的方向进行热交换时，控制切换装置，切换能量存储站10与 调温设备之间通过第二中转换热器30连通。

具体地，通过检测能量存储站10侧的第一媒介温度和调温设备侧的第二媒介温度， 通过判断第一媒介温度与第二媒介温度的关系，确定能量存储站10和调温设备(吸收端调温设备1011或释放端调温设备1021)之间是否可以按设定的方向进行热交换。例 如，能量存储站10为热量存储站11，释放端调温设备1201为第二调温设备1121，在 热量存储站11与多个第二调温设备1121之间接入第一中转换热器Ⅱ20(如图2所示)， 并在第一中转换热器Ⅱ20与热量存储站11之间的连接管路上并联接入第二中转换热器 Ⅱ30。设定的热交换方向为由热量存储站11向多个第二调温设备1121供热，实现该设 定热交换方向的前提是，热量存储站11侧的第一媒介温度大于第二调温设备侧的第二 媒介温度。因此，当第一媒介温度小于第二媒介温度时，热量存储站11与多个第二调 温设备1121之间就无法按设定的方向进行热交换，此时，控制切换装置，切换热量存 储站11与第二调温设备1121之间通过第二中转换热器Ⅱ30连通。依此类推，热量存储 站11与多个第一调温设备1111(吸收端调温设备)之间，以及冷量存储站11与第三调 温设备1211和第四调温设备1221之间的切换的控制原理相同，在此不再赘述。

下面结合图15至图19，说明本发明实施例中的热量存储装置11和冷量存储装置12的结构。下文中，为了便于说明，将热量存储装置11和冷量存储装置12统称为能量 存储站10，能量吸收端101为热量吸收端111或者冷量吸收端121，能量释放端102为 热量释放端112或者冷量释放端122。

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19所 示)或多个第一换热装置(如图17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16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18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19所示)或多个第二换热装置(如图17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16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18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。

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)

1.一种热量/冷量切换装置，其特征在于，包括：

第一切换端，用于与热量存储装置连通；

第二切换端，用于与冷量存储装置连通；

第三切换端，用于与热量调节设备连通；

切换阀，用于控制第三切换端与第一切换端导通，实现热量调节装置与热量存储装置的连通，或者，控制第三切换端与第二切换端导通，实现热量调节装置与冷量存储装置的连通。

2.根据权利要求1所述的一种热量/冷量切换装置，其特征在于，所述热量/冷量切换装置包括两组呈相互交叉设置的管路，每组管路包括两个管道和联动控制的两个阀门，两组管路中的管道一一对应连通设置，构成了具有三个端部的热量/冷量切换装置，在两组管路的连通接口处分别设置开关阀门；两个开关阀门联动，可在封堵两组管路中其中一组管路的两个状态间切换。

3.一种能源站，其特征在于，包括：

如权利要求1至2所述的热量/冷量切换装置，第三切换端用于与热量调节设备连通；

热量存储装置，所述热量存储装置的热量吸收端或者热量释放端与所述热量/冷量切换装置的第一切换端连通；

冷量存储装置，所述冷量存储装置的冷量吸收端或者冷量释放端与所述热量/冷量切换装置的第二切换端连通。

4.根据权利要求3所述的一种能源站，其特征在于，

所述热量存储装置的热量吸收端用于吸收吸收端热量调节设备的热量，所述热量存储装置的热量释放端用于向释放端热量调节设备释放热量；

所述冷量存储装置的冷量吸收端用于吸收吸收端热量调节设备的冷量，所述冷量存储装置的冷量释放端用于向释放端热量调节设备释放冷量。

5.根据权利要求3所述的一种能源站，其特征在于，还包括，设备侧中转换热器，所述设备侧中转换热器接入所述热量/冷量切换装置与热量调节设备之间。

6.根据权利要求5所述的一种能源站，其特征在于，还包括，

热量侧中转换热器，所述热量侧中转换热器接入所述热量存储装置与所述热量/冷量切换装置的第一切换端之间；和/或，

冷量侧中转换热器，所述冷量侧中转换热器接入所述冷量存储装置与所述热量/冷量切换装置的第一切换端之间。

7.根据权利要求5或6所述的一种能源站，其特征在于，所述设备侧中转换热器、所述热量侧中转换热器和冷量侧中转换热器为中转换热器，所述中转换热器，包括，

能量输入端，用于连通热量存储装置或冷量存储装置/热量调节装置；

能量输出端，用于连通热量调节装置/热量存储装置或冷量存储装置。

8.根据权利要求7所述的一种能源站，其特征在于，所述中转换热器，还包括，单向导热装置，所述能量输入端和所述能量输出端设置在所述单向导热装置的两端。

9.根据权利要求5或6所述的一种能源站，其特征在于，还包括并联设置的辅路中转换热器，所述辅路中转换热器采用如权利要求8中记载的中转换热器；且所述辅路中转换热器并联设置在所述热量/冷量切换装置与热量存储装置和/或冷量存储装置之间的连接管路上；或者，所述辅路中转换热器并联设置在所述设备侧中转换热器与所述热量侧中转换热器和/或冷量侧中转换热器之间的连接管路上。

10.根据权利要求9所述的一种能源站，其特征在于，还包括，切换装置，所述切换装置设置在所述辅路中转换热器并联连接的连接接口处，用于切换热量存储装置/冷量存储装置与热量调节设备之间的连通通路。