CN110425759A - 热能储存系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热能储存系统，包括系统本体，系统本体具有绝热存储容器，绝热存储容器内填充有颗粒状的土壤材料，在绝热存储容器内设有热输入管道回路，且热输入管道回路埋设在土壤材料内中，在热输入管道回路中填充有输入流体，热输入管道回路具有入口端口和出口端口，入口端口和出口端口位于绝热存储容器的顶壁、低壁或侧壁中，在热输入管道回路中流动的输入流体用于将热量传递给土壤材料；所述热输入管道回路连接热源；热量输出系统可操作用于将热量从储存容器中的土壤材料传递到外部热消耗器，本装置允许在比常规系统更高的温度下存储热量，通过更高的输出温度为操作热消耗设备提供更高的效率。

Description

热能储存系统

技术领域

本发明涉及热能技术领域，具体是一种热能储存系统。

背景技术

太阳能开发的一个重要问题是昼夜能量收集的周期性，以及由于云覆盖导致收集的能量收集量的可变性。对于大多数实际应用，需要稳定的能量供应。一些用途、例如电力消耗，本身也是周期性的，峰值需求通常是最小需求的两倍。

因此，需要存储从太阳收集的热能，并在需要时提取利用该能量。现有技术使用油或熔盐作为热能传递介质。熔盐也用作热能存储介质。目前使用的熔融盐是60％硝酸钠和40％硝酸钾的混合物，其可以具有一些期望的热量存储性能。它是大气压下是液体，它提供了一种高效、低成本的储存热能的介质，它的工作温度与当今的高压和高温汽轮机兼容，而且它不可燃的、无毒。

熔盐在221℃熔化，并可在约280℃的“冷”储罐中保持液态，然后通过太阳能收集器循环，在太阳能收集器装置中温度升高到约560℃，然后它流入高度绝热的“热”储罐，在该储罐中可储存长达一周。当需要时，热熔融盐从热储罐中抽出，并循环通过传统的蒸汽发生器循环，产生蒸汽以操作传统的蒸汽涡轮机来产生电力。据计算：一台100兆瓦的涡轮机将需要大约30英尺(9.1m)高和80英尺(24m)直径的“热”储罐来驱动涡轮机工作4小时。

传统的太阳能塔可以将熔融盐的温度提高到约560℃，但是熔融盐的温度在蒸汽发生器中下降，使得产生的蒸汽的温度仅为约280℃。当与在约560℃下运行的较高温度的蒸汽涡轮机相比时，在该温度下运行的传统蒸汽涡轮机效率显著降低。

太阳能收集器如大家所知的，其可以在大约850℃的升高的温度下产生热能。例如这种收集器在美国公开的图切尔特专利：20080184990中描述，温度升高到850℃或者更高的存储介质，将产生大约560℃的蒸汽，这是传统的蒸汽涡轮机的理想温度，并且这将显著提高效率，从而实现收集的太阳能增加发电量，降低电力成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热能储存系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本热能储存系统，包括系统本体，系统本体具有绝热存储容器，绝热存储容器内填充有颗粒状的土壤材料，在绝热存储容器内设有热输入管道回路，且热输入管道回路埋设在土壤材料内中，在热输入管道回路中填充有输入流体，热输入管道回路具有入口端口和出口端口，入口端口和出口端口位于绝热存储容器的顶壁、底壁或侧壁中上，在热输入管道回路中流动的输入流体用于将热量传递给土壤材料；所述热输入管道回路连接热源；系统本体还具有热输出系统，热输出系统包括与热输入管道回路对接的热输出管道回路，热输出管道回路连接热消耗设备，在热输出管道回路中填充有输出流体，且热输出管道回路与热输入管道回路相同，即埋设在热绝热存储容器中的土壤材料内。热量输出系统可操作用于将热量从储存容器中的土壤材料传递到外部热消耗器。在操作期间，输入流体在输入操作温度下进入热输入导管回路的入口，并且在输出操作温度下离开出口，并且输出操作温度高于约650℃。

选择输入流体，其在大气压力下在输入和输出工作温度下保持流体，具有这几个优点的可选择铝；其熔点为660℃，沸点高于工作温度范围。它相对经济且重量非常轻，从而减少了循环所需的能量。因此为了从太阳能中提供世界上很大一部分能源，将需要大量的这种输入流体，铝还具有非常丰富的优势，因为它是地壳中第三丰富的元素，约占8.1％。输入流体的另一种可能的选择是钠，其熔点仅为98℃，大气沸点为883℃，高于预期的操作温度。钠的重量也很轻，价格便宜，而且含量丰富，但是它的主要缺点是与水混合时会爆炸，一旦发生故障会造成很大的危险。输入流体9的另一种可能的选择是锡，其熔点为232℃，沸点也高于工作温度范围，但是锡更昂贵，且不太丰富。除此而外，流体也可以是其他合适材料，例如惰性气体，例如氦气、氮气、氩气、二氧化碳等。气体单位体积热容量低，因此增加压力到几个大气压会增加单位体积热容量。与液体相比，气体也非常稀薄，可以很快泵出，以弥补其热容量的减少。锡和钠可能适合用作输出流体19，因为它们都具有相对低的熔化温度。

所述绝热存储容器包括内壁和外壁，内壁和外壁之间为绝缘空间，绝缘空间内填充有绝缘材料。

作为本发明的优选方案：绝热存储容器埋设在地面内，绝热存储容器可以是立方体；也可以是圆柱体的，圆柱体形状将特别适用于地上设施，在地上设施中，土壤材料的重量将希望自然地形成这种形状；还可以在一些区域中通过移除合适的土壤材料来挖掘绝热存储容器所需的空间。

所述绝热储存容器内部具有独立材料区域，每个独立材料区域内的管道为其输入区域，在热输入管道回路中设置有控制阀，控制阀位于相邻两个输入区域之间。

发明再进一步的优选方案：热输入管道回路包括主管道和两个辅助管道，在辅助管道内填充有辅助流体，辅助流体可以是具有低熔点的金属合金。

热消耗设备包括热交换器、热输出管道回路插入热交换器内，并在热交换器内插装有与其进行热交换的流体管，流体管连接锅炉本体，并在流体管内填充有次级流体，热输出管道回路连接到热交换器，在热输出管道回路上设有可变输出泵和调节旁路混合阀。

在绝热存储容器上还设有补充调节系统，补充调节系统包括管道和位于管道上的加压气体容器，并在管道上开设有排气孔。

与现有技术相比，本发明的优势特点是：本装置允许在比常规系统更高的温度下存储热量，通过给操作热消耗设备提供更高的输出温度从而提供更高的效率。

附图说明

图1为本发明储热系统一种实施例的示意性俯视图。

图2为图1中储热系统和热输出系统的示意性侧视图。

图3为本发明储热系统另一种实施例的示意性侧视图。

图4为图3中储热系统的示意性侧视图。

图5为热输入管道回路的一部分的截面图。该辅助导管携带用于熔化主管道中的输入流体的辅助流体，其中辅助导管邻近主管道；

图6为热输入管道回路第二种状态的截面图。该辅助导管携带用于熔化主管道中的输入流体的辅助流体，其中辅助导管位于主管道内部；

图7为热输入管道回路第三种状态的截面图。该回路具有第一和第二辅助导管，该第一和第二辅助导管承载用于熔化主管道中的输入流体的第一和第二辅助流体，其中第一和第二辅助导管邻近主管道；

图8为热输入管道回路第四种状态的截面图。该回路具有第一和第二辅助导管，该第一和第二辅助导管承载用于熔化主管道中的输入流体的第一和第二辅助流体，其中第一和第二辅助导管位于主管道内部；

图9为热输入管道回路第五种状态的截面图。该回路具有第一和第二辅助导管，该第一和第二辅助导管承载用于熔化主导管中的输入流体的第一和第二辅助流体，其中第一辅助导管在主导管内部，第二辅助导管在第一辅助导管内部；

图10为热消耗设备的示意图。其中热输出导管回路连接到热交换器的输入回路，并且热交换器的输出回路连接到锅炉；

图11为补充调节系统。

图中标号说明：1-系统本体，2-地面，3-绝热存储容器，5-土壤材料，7-热输入管道回路，9-输入流体，11-入口端口，13-出口端口，15-热源，17-热输出管道回路，19-输出流体，21-热消耗设备，23-绝缘空间，29-输入区域，31-区分线，33-控制阀，35-独立材料区域，41-主管道，43-辅助管道，45-辅助流体，43A-第一辅助管道，43B-第二辅助管道，45A-第一辅助流体，45B-第二辅助流体，47-控制阀，51-热交换器，53-次级流体，55-锅炉本体，57-调节旁路混合阀，59-可变输出泵，61-补充调节系统，63-排气孔，65-加压气体容器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性工作前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-2，示意出可本发明热能储存系统实施例，系统本体1包括：绝热存储容器3，绝热存储容器3内填充有颗粒状的土壤材料5，在实际使用中，土壤材料5材料通常采用砂子、破碎的熔岩等在局部区域中能够降低使用成本的材料。在绝热存储容器3内设有热输入管道回路7，且热输入管道回路7埋设在土壤材料5内中，在热输入管道回路7中填充有输入流体9用于将热量传递给土壤材料5。热输入管道回路7具有入口端口11和出口端口13，入口端口11和出口端口13位于绝热存储容器3的顶壁、底壁和侧壁之一中。

热输入流体9通过热输入管道回路7连接热源15，在实际安装使用中，进行热能收集的热源15通常是太阳能收集器，其能够将温度升高到高于750℃至900℃的所需温度，然而也可以是太阳能集热器之外的其它能源在所需温度下提供输入流体9；在工作期间，输入流体9在工作温度进入热输入管道回路7的入口端口11，并在较低的输出工作温度离开出口端口13，输入操作温度高于约750℃至900℃，并且在该升高的温度下，热量主要通过辐射传递，绝热存储容器3中的土壤材料5是不良的热导体，因此为了有效地将能量传递到土壤材料5，输入流体9必须处于相对较高的温度。

从输入流体9传递到土壤材料的能量与输入流体9的绝对温度的四次方成比例。因此，在800℃或1073K时，输入流体的功率输出将是1.325倍，而在750℃或1023K时，输入流体9的功率输出将仅为1.095倍，或800℃时功率输出的83％，而在700℃或973K时，输入流体9的功率输出将仅为0.896倍，或800℃时功率输出的67％。在650℃或923℃时，输入流体9的功率输出仅为0.726倍，或800℃时功率输出的55％；增加输入工作温度将增加能量从输入流体9向土壤材料5的转移速率。例如，在900℃或1173℃时，输入流体9的功率输出将是1.893倍，或800℃时功率输出的142％；随着输入流体9从入口11循环到出口13，能量从输入流体9移动到土壤材料5，并且输入流体9的温度从输入操作温度下降到输出操作温度。当温度下降时，传递到土壤材料5的能量的速率大大降低，并且预期热输入导管回路7中的输入流体9的温度不应低于约550℃，否则将发生不充分的热传递来加热土壤材料5。

输入流体9的温度下降通常与其在热输入管道回路7中的时间成比例，因此，可以通过增加或降低通过热输入管道回路7的输入流体9的流速来控制输出温度。因此，例如在输入操作温度为800℃的情况下，输入流体9可以以每分钟x加仑的速率循环以产生550℃的输出操作温度，但是在输入操作温度仅为750℃的情况下，输入流体9将需要以每分钟x+加仑的更高速率循环，以产生550℃的期望输出操作温度。

系统本体1还具有热输出系统，热输出系统包括与热输入管道回路7对接的热输出管道回路17，热输出管道回路17连接热消耗设备21，在热输出管道回路17中填充有输出流体19，且热输出管道回路17与热输入管道回路7相同即埋设在热绝热存储容器3中的土壤材料5内，热输出系统可操作以将热量从绝热存储容器3中的土壤材料5传递到外部热消耗设备21，例如将利用热能的锅炉或类似装置，类似于上述输入机制，因为土壤材料5是不良导体，热量也主要通过辐射从土壤材料5中抽出，虽然土壤材料5是不良导体，但是它容易且便宜获得，这可被电力产生或类似的大规模应用所需，并且使用在高温输入流体9的本发明的系统中，提供了一种经济的热能存储系统，并且可用于各种用途；

热输出系统通常是输出流体19流经其中的热输出导管回路17，并且类似于热输入导管回路7布置，以吸收从加热的土壤材料5辐射的热能。输出流体19的温度将显著低于输入流体9，因此输出流体19通常将不同于具有较低熔化温度的输入流体9。可见，热输出系统可以包括热管或本领域已知的其他系统，以将热能从地球材料5移动到热消耗过程21，例如锅炉。

选择输入流体9，使得其将在大气压力下在输入和输出操作温度下保持流体，具有几个优点的一种可能的选择是铝，其熔点为660℃，沸点高于操作温度范围，它是相对经济且重量非常轻，从而减少了循环它所需的能量，因此为了从太阳能提供世界能量的重要部分，将需要大量的这种输入流体9，并且铝还具有非常丰富的优点，因为它是地壳中大约8.1％的第三最丰富元素；

输入流体9的另一种可能的选择是钠，其熔点仅为98℃，标准大气压下沸点为883℃，高于预期的操作温度；钠也非常轻、便宜且含量丰富，但主要缺点是它在与水混合时变得易爆，一旦发生故障将会造成很大的危险；输入流体9的另一个可能的选择是锡，其熔点为232℃，沸点也高于操作温度范围，但是锡更昂贵，并且含量不太丰富。除此而外，流体可以是其它合适的材料，例如惰性气体，例如二氧化碳、氦气、氩气或氮气等；气体每单位体积具有低的热容，但将压力增加到几个大气压可增加其每单位体积的热容；与液体相比，气体非常薄，并且可以非常快速的一泵送，从而弥补其降低的热容；锡和钠可以适用作输出流体19，因为两者都具有相对低的熔化温度。因此，除了可以使用压缩气体的情况之外，热输入管道回路7中的唯一压力是由循环输入流体9的泵施加的压力；在本系统的高操作温度下，形成热输入管道回路7的管道的金属容易失效，但通过保持低内部压力，降低了失效、泄漏等的风险；在低压下操作还允许使用比高温和高压操作所需的导管材料成本更低的导管材料。

绝热存储容器3包括内壁和外壁，内壁和外壁之间为绝缘空间23，绝缘空间23内填充有绝缘材料。

实施例2：

参阅图3-4，与实施例1的区别在于，绝热存储容器3埋设在地面2内，通过地面2来进行绝热存储容器3外壁的支撑，这种布置显著降低了容器壁所需的结构强度；此外，绝热存储容器3是立方体，对于长度、宽度和高度具有相等的尺寸，并且提供具有最小壁表面积的最大体积的土壤材料5，从而减少通过壁的热损失；绝热存储容器3也可以是圆柱体的，圆柱体形状将特别适用于地上设施，在地上设施中，土壤材料5的重量将可能自然地形成这种形状；还可以在一些区域中通过移除合适的土壤材料5来挖掘绝热存储容器3所需的空间。

所述绝热储存容器内部具有多个形状大小相同的独立材料区域35，每个独立材料区域35内的管道为其输入区域29，如图3中的区分线31隔开，在热输入管道回路7中设置有控制阀33，控制阀33位于相邻两个输入区域29之间，通过控制阀33，输入管道回路可被配置成使得输入流体9的流动，可被引导通过选定的输入区域29组合，或同时通过所有的输入区域29，以将热传递到相应的独立材料区域35中的土壤材料5。

在本实施例中，输出系统17将独立材料区域35中的土壤材料5的温度降低到期望的值，例如50℃，然后将输出系统17改变为从不同的独立材料区域35提取；类似地，热输入管道回路7可被配置成根据可从热源15获得的热量和由热输出系统抽出的热量，使输入流体9单独地或组合地循环通过每个输入区域29。

为了方便起见，参考实施例1与本实施例，如果输入流体9的温度下降到低于其熔点以下，则流体将在热输入管道回路7的管道中凝固；例如，在输入流体是铝的情况下，当输入流体的温度下降到660℃时，输入流体将变成固体；因此，希望提供一种用于将输入流体再加热到熔点的系统；在热输入流体9的热源15是太阳能收集系统的情况下，特别是在输入流体9是具有比锡或钠更高的熔点的铝的情况下，输入流体9将在夜间或多云期间在热输入管道回路7的一些部分中周期性地凝固；通常通过电加热器将热输入管道回路7的泵、阀、接头等区域加热到输入流体9的熔点；整个热输入管道回路7也可以通过电加热，但希望能够直接利用来自热源15的热量加热输入管道回路7的较长部分，例如埋在土壤材料5将绝热存储容器3连接到热源15。

实施例3：

参阅图5，展示出了热输入管道回路7，其中辅助管道43位于主管道41旁边；参阅图6，示出了其中辅助管道43位于主管道41内部的可选布置；辅助流体45可以是具有低熔点的金属合金，例如熔融温度为62℃的金属或熔点为70℃的金属。金属可能更合适，因为它不含铅或镉等重金属，与输入流体9相比，辅助流体45可能相对昂贵，但是辅助流体可以从辅助管道43排出，并且可已根据需要在不同时间排出热输入导管回路，因此可以在不同的热输入管道回路7中使用，预计成本不会过高；虽然考虑到辅助流体45不会经常下降到其熔化温度以下，但是如果辅助流体45凝固，通常应当提供熔化辅助流体45的装置。

参阅图7-9，示意性的示出了包括主管道41和两个辅助管道43、的热输入管道回路7，第一辅助管道43A布置在主管道41附近，使得热量从在第一辅助管道43A中流动的第一辅助流体45A传递到主管道41中的输入流体9，并且第二辅助管道43B布置在第一辅助管道43A附近，使得热量从在第二辅助管道43B中流动的第二辅助流体45B传递到第一辅助流体45A；第一辅助流体45A的熔化温度小于输入流体9的熔化温度，而第二辅助流体45B的熔化温度又低于第一辅助流体45A的熔化温度；第二辅助流体45B，使其温度低于系统位置处的环境温度的熔点；因此，如果整个系统变冷，第二辅助流体45B将保持流体并可循环通过热源15，以将其温度升高到高于第一辅助流体45A的熔点的水平，第一辅助流体45A又如上所述循环通过热源15以熔化输入流体9；第二辅助流体45B可以方便地选择为水，第一辅助流体45A的金属合金的熔化温度可以选择为低于大气压下的水的沸腾温度，使得第二辅助导管43B中的第二辅助流体45B的水不处于压力下；如果第一辅助流体45A的金属合金的熔化温度高于大气压下的水的沸腾温度，则可以在第二辅助管道43B中保持一些增加的压力，以增加第二辅助管道43B中的水的沸腾温度；如图7中示意性示出的；可以设置控制阀47以选择性地从第二辅助管道43B释放压力，使得当热量输入管道回路7中的温度升高时，第二辅助管道43B中的水即可从第二辅助管道43B中沸腾出来。

图7中，热输入管道回路7包括主管道41和邻近主管道41放置的两个辅助管道43A、43B。图8中，两个辅助导管43A、43B放置在主管道41的内部；图9中第二辅助管道43B位于第一辅助管道43A的内部，第一辅助管道43A又位于主管道41的内部，可以制成方便的模块，并且便于在填充有土材料的储存容器中的安装、维护。

参阅图10，为示意热量存储系统连接热消耗21，包括热交换器51、热输出管道回路17连接热交换器51内，并在热交换器51内装有与其进行热交换的流体管，流体管连接锅炉本体55，并在流体管内填充有次级流体53，热输出管道回路17连接到热交换器51，热交换器51将热量从输出流体19传递到次级流体53，次级流体53从热交换器51传递到锅炉本体55。热交换器51保持输出流体19和包含水的锅炉本体55之间的分离。分离允许输出流体是钠，钠相对便宜，并且具有98℃的低熔化温度。由于钠在热交换器51的输入回路中作为输出流体流动，锡或一些类似的无害流体在热交换器51的热输出回路中流动到锅炉55，所以在热输出导管回路17中的钠和锅炉55中的水之间几乎没有接触的风险；在储存容器中的土壤材料的温度为约750℃的情况下，计算出锅炉本体55可以提供温度为约550℃的蒸汽，该温度是用于操作现代传统蒸汽轮机以产生电力的有效温度。流向热消耗设备21的输出流体19的温度可以被控制到所需要温度，例如通过调节旁路混合阀57或通过利用可变输出泵59改变通过热输出管道回路17的输出流体19的流速。

当输入流体9是熔化温度为660℃的铝，第一辅助流体45A是诸如熔化温度为62℃的金属，第二辅助流体45B是水；第一和第二辅助管道可以保持空，直到有熔化铝输入流体9；最初在启动时，热输入管道回路7将被蒸汽等预热到接近660℃的温度，然后熔融态的铝将被泵送，并填充热输入管道回路7；而后由热源15的操作，流体铝将循环直到其温度下降到660℃以下；而导管中的金属将保持为流体，直到温度下降到62℃以下。

根据计算，大约14700立方米的土壤材料5将为20兆瓦的电涡轮机提供足够的热能存储；绝热存储容器3将在每一侧大约11.4米的立方体，其中埋入有热输入管道回路7，其中直径为大约5cm的管道在整个填充绝热存储容器3的土壤材料5中布置，其中网格的间距大约25cm；绝热存储容器3和绝缘空间23也可以密封，并且填充惰性的氮气、二氧化碳、氦气、氩气等气体环境，这将保持土壤材料干燥并减少对容器壁材料的腐蚀。合适的壁材料是不锈钢，它能耐腐蚀。

参阅图11，绝热存储容器3内部的压力将随着温度的变化而上升和下降，为了避免在容器壁上施加过大的膨胀和收缩压力，在绝热存储容器3上还设有补充调节系统61，可选择性的调节系统61包括管道和位于管道上的加压气体容器65，并在管道上开设有排气孔63，补充调节系统61用于选择性地将惰性气体从储存容器和隔离空间通过排气孔63释放到周围环境中，并将惰性气体从加压气体容器65添加到绝热存储容器3和隔离空间23中，以在惰性气体环境随温度变化而的热膨胀和收缩过程中保持气压平衡。

以上内容仅为对本发明原理性说明，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，以上说明均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。因此，所有的这些结构或方法适当的变化或修改都将包含在所要求保护的发明范围内。

Claims (10)

1.一种热能储存系统，包括系统本体(1)，系统本体(1)具有绝热存储容器(3)，其特征在于，绝热存储容器(3)内填充有颗粒状的土壤材料(5)，在绝热存储容器(3)内设有热输入管道回路(7)，且热输入管道回路(7)埋设在土壤材料(5)内中，在热输入管道回路(7)中填充有输入流体(9)，热输入管道回路(7)具有入口端口(11)和出口端口(13)，入口端口(11)和出口端口(13)位于绝热存储容器(3)的同一个侧面，在热输入管道回路(7)中流动的输入流体(9)用于将热量传递给土壤材料(5)；所述热输入管道回路(7)连接热源(15)；系统本体(1)还具有热输出系统，热输出系统包括与热输入管道回路(7)对接的热输出管道回路(17)，热输出管道回路(17)连接热消耗设备(21)，在热输出管道回路(17)中填充有输出流体(19)，且热输出管道回路(17)与热输入管道回路(7)相同即埋设在热绝热存储容器(3)中的土壤材料(5)内。

2.根据权利要求1所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述输入流体(9)为铝、钠、锡、二氧化碳、氦气、氮气、氩气中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述输出流体(19)为铝、钠或锡中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述绝热存储容器(3)包括内壁和外壁，内壁和外壁之间为绝热空间(23)，绝热空间(23)内填充有绝热材料。

5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述绝热存储容器(3)埋设在地面(2)内，绝热存储容器(3)是立方体或圆柱形。

6.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述绝热储存容器(3)内部具有多个形状大小相同的独立材料区域(35)，每个独立材料区域(35)内的管道为其输入区域(29)，在热输入管道回路(7)中设置有控制阀(33)，控制阀(33)位于相邻两个输入区域(29)之间。

7.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述热输入管道回路(7)包括主管道(41)和两个辅助管道(43)，在辅助管道(43)内填充有辅助流体(45)。

8.根据权利要求7所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述辅助流体(45)为低熔点的金属合金。

9.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种热能储存系统，其特征在于，所述热消耗设备(21)包括热交换器(51)、热输出管道回路(17)插入热交换器(51)内，并在热交换器(51)内插装有与其进行热交换的流体管，流体管连接锅炉本体(55)，并在流体管内填充有次级流体(53)，热输出管道回路(17)连接到热交换器(51)，在热输出管道回路(17)上设有可变输出泵(59)和调节旁路混合阀(57)。

10.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种热能储存系统，其特征在于，在绝热存储容器(3)上还设有补充调节系统(61)，补充调节系统(61)包括管道和位于管道上的加压气体容器(65)，并在管道上开设有排气孔(63)。