CN113776372A - 一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置、蓄冷方法及取冷方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置、蓄冷方法及取冷方法，该蓄冷装置包括常温储罐、能量转化模块、电能转储系统、真空绝热冷箱、预冷换热器和外换热器，预冷换热器和外换热器设置于真空绝热冷箱中；能量转化模块一侧与常温储罐连通，另一侧与预冷换热器的一侧连通，预冷换热器的另一侧连通外换热器的一侧，氢通过常温储罐、能量转化模块、预冷换热器和外换热器实现循环流通；预冷换热器与外换热器之间形成氢催化路，氢在氢催化路进行正仲转化，外换热器的另一侧设置外介质路，外介质路用于提供吸收氢转化热量或冷量的低温外介质。本发明可以在完成蓄冷后，长期存储在常温环境中。

Description

一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置、蓄冷方法及取冷方法

技术领域

本发明属于氢能应用技术领域，具体涉及一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置、蓄冷方法及取冷方法。

背景技术

当前，传统蓄冷装置，都是将冷量存储在蓄冷介质中，此时介质处于低温状态，由于不可避免的漏热，蓄冷介质会被环境加热，不能长期存储。

氢分子是由两个氢气原子构成，由于两个氢原子核自旋方向的不同，存在着正、仲两种状态的氢。正氢的原子核自旋方向相同，仲氢的原子核自旋方向相反。正、仲态的平衡氢组成与温度有关，不同温度下平衡氢的正、仲态浓度比例不同。在常温时，平衡氢是含75％正氢和25％仲氢的混合物，称为正常氢或标准氢；温度降低，仲氢所占的百分率增加。如在液氮的标准沸点时，仲氢含量约47%，在液氢的标准沸点时，仲氢含量可达99.8%。氢气的正仲态的自发转化非常缓慢，氢的正-仲转化是放热反应，标准氢完全转化成仲氢放出的热量超过气化潜热（447kJ/kg）。因此，利用氢的正仲催化转化可以实现可控吸放热过程，进而形成一个较长期的蓄冷装置。

CN111992142A公开了一种用于正仲氢等温转化反应的装置，包括：储罐和转化器；储罐内装有低温介质，为正仲氢转化过程提供恒温的低温环境；同时储罐的顶部分别设有加注管、排气管、氢气进管及氢气出管；转化器通过氢气进管及氢气出管吊装在储罐的底部，并浸入到储罐内的液态的低温介质中。该发明能应用在液氮温区以及其它需要正仲氢等温转化的温区，使流动氢气或液氢能够发生正仲氢等温转化反应，达到或接近该温度下平衡氢状态，同时能够满足流动氢气或液氢在正仲态转化过程产生的热量交换传递需求。但是，该装置中低温介质与转化材料设置在一个容器内，导致转化器整体体积庞大，不利于具体的实施过程；而且换热面积不足，换热不充分，不能实现真正的正仲氢催化转化，更无法以此作为蓄冷装置。

因此，如何获得一种通过高效、紧凑、节能且长期可用的基于正仲氢转化实现蓄冷的装置是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置、蓄冷方法及取冷方法，可以实现在常温环境中长期蓄冷，且在取冷方面同样方便、高效。

第一方面，本发明提供一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置，包括常温储罐、能量转化模块、电能转储系统、真空绝热冷箱、预冷换热器和外换热器，所述预冷换热器和所述外换热器设置于所述真空绝热冷箱中；

所述能量转化模块一侧与所述常温储罐连通，另一侧与所述预冷换热器的一侧连通，所述预冷换热器的另一侧连通所述外换热器的一侧，氢通过所述常温储罐、所述能量转化模块、所述预冷换热器和所述外换热器实现循环流通；

所述电能转储系统用于为所述能量转化模块提供或储存能量；

所述预冷换热器与所述外换热器之间形成氢催化路，氢在所述氢催化路进行正仲转化，所述外换热器的另一侧设置外介质路，所述外介质路用于提供吸收氢转化热量或冷量的低温外介质。

常温储罐分区进行氢的释放和存储，之后低温下进行正仲转化，复温后进行储存，利用氢的正仲催化转化可以实现可控吸放热过程。仲氢向正氢的转化在没有催化剂的条件下极为缓慢，因此，常温的仲氢储存进而形成一个较长期的蓄冷装置。

本发明的蓄冷装置结构紧凑，正仲转化效率高，能量实现高效循环利用，完成蓄冷后，会将正氢转化为仲氢，并能长期存储在常温环境中。需要取冷时，高温储罐的仲氢返回到氢催化路进行仲氢到正氢的转化，释放冷量，取冷方便、高效。

进一步的，所述氢催化路中填充催化材料，所述催化材料为颗粒度均匀的球状，所述氢催化路与所述预冷换热器和所述外换热器的接口处分别设有过滤器，所述过滤器的孔径为所述催化材料平均直径的30~50%。

在氢催化路的接口处设置过滤器，并且对过滤器的尺寸进行限定，能避免在氢循环流动进行正仲、仲正转化时催化材料被带出换热器，保证氢催化路中催化材料的含量，稳定正仲转化效率。

进一步的，所述外介质路设有对外接口，所述对外接口包括分别与所述外介质路两侧连接的第一对外接口和第二对外接口，所述第一对外接口用于在蓄冷阶段释放低温外介质，以及在取冷阶段提供低温外介质，所述第二对外接口用于在蓄冷阶段提供低温外介质，以及在取冷阶段释放低温外介质。

进一步的，所述常温储罐包括第一常温储罐和第二常温储罐，所述第一常温储罐用于储存正氢向仲氢转化前以及仲氢向正氢转化后的氢气，所述第二常温储罐用于储存正氢向仲氢转化后以及仲氢向正氢转化前的氢气。

设置两个常温储罐，分别储存、释放，获得稳定的转化进出口浓度，有利于冷量稳定吸收和可控放出。

进一步的，所述能量转化模块包括第一能量转化模块和第二能量转化模块，所述第一能量转化模块一侧连通所述第一常温储罐，另一侧连通所述预冷换热器，所述第二能量转化模块一侧连通所述第二常温储罐，另一侧连通所述预冷换热器；

所述第一能量转化模块用于在蓄冷阶段将氢压力能转化为电能并存储在所述电能转储系统以及在取冷阶段提升转化后的氢压，所述第二能量转化模块用于在蓄冷阶段提升转化后的氢压以及在取冷阶段将氢压力能转化为电能并存储在所述电能转储系统。

蓄冷阶段，第一常温储罐充满高压标准氢气，第二常温储罐充满常压标准氢气，在压力作用下氢气自第一常温储罐流向第一能量转化模块方向，并且将压力能转化为电能存储在电能转储系统，在经过正仲转化后的氢回到第二能量转化模块后进行升压，之后进入第二常温储罐，第二常温储罐内的仲氢含量越来越高，压力也越来越高。

取冷阶段，在压力作用下氢气在压力作用下氢气自第二常温储罐流向第二能量转化模块方向，并且将压力能转化为电能存储在电能转储系统，在经过仲正转化后的氢回到第一能量转化模块后进行升压，之后进入第一常温储罐，第一常温储罐内的正氢含量越来越高，压力也越来越高。

进一步的，所述能量转化模块包括转化模块接口、压缩机、膨胀机和电能管理模块，所述压缩机和所述膨胀机并联连接；

所述转化模块接口分别与所述压缩机和所述膨胀机连接，所述电能管理模块用于控制所述压缩机和所述膨胀机的功率。

进一步的，所述能量转化模块还包括压缩机入口阀、压缩机出口阀、膨胀机入口阀和膨胀机出口阀，所述转化模块接口包括转化模块第一接口和转化模块第二接口，所述转化模块第一接口分别与所述压缩机入口阀和所述膨胀机出口阀相连通，所述转化模块第二接口分别与所述压缩机出口阀和所述膨胀机入口阀相连通。

能量转化模块中设置压缩机、膨胀机和电能管理模块，则能实现压力能的储存和使用，提升能量使用效率，避免因能量不可逆而产生损失。

第二方面，本发明提供一种采用上述基于正仲氢转化的常温蓄冷装置的蓄冷方法，包括如下步骤：

低温外介质进入外介质路，将冷量通过外换热器传递给氢催化路；

从常温储罐释放充满的高压标准氢气，氢气进入能量转化模块，将压力能转化为电能，并存储在电能转储系统；

随后氢气进入预冷换热器进行预冷降温，再进入氢催化路，进行正氢向仲氢的转化，转化过程中放出的热量被低温外介质吸收，转化后的氢气温度低于转化前的温度；

转化后氢气返回预冷换热器进行复温，完成复温的氢气回到能量转化模块，在能量转化模块中对转化后的氢气升压并存储到常温储罐，其中，标准氢和转化后氢气存储在常温储罐的不同相互隔绝区域；

重复以上步骤，存储转化后氢气区域的氢气压力和仲氢含量都不断上升，温度保持在常温，达到动态平衡后，蓄冷结束。

进一步的，从常温储罐释放充满的高压标准氢，氢气进入能量转化模块，将压力能转化为电能，并存储在电能转储系统具体包括：

能量转化模块中电能管理模块控制膨胀机的转速和发电功率；

高压标准氢气进入到能量转化模块的膨胀机中，完成氢气压力能向电能的转化；

将膨胀机发出的电流整流后存储在电能转储系统。

第三方面，本发明还提供一种采用上述基于正仲氢转化的常温蓄冷装置的取冷方法，包括如下步骤：

低温外介质进入外介质路；

从常温储罐中释放仲氢含量高的高压氢气，氢气进入能量转化模块，将压力能转化为电能，并存储在电能转储系统中；

随后氢气进入预冷换热器进行预冷降温，之后进入氢催化路，进行仲氢向正氢的转化，转化过程中放出冷量，冷量被低温外介质吸收，转化后氢气温度高于转化前温度；

转化后氢气返回预冷换热器进行复温，完成复温的氢气回到能量转化模块，在能量转化模块中对转化后的氢气升压并存储到常温储罐，其中，仲氢含量高的高压氢气和转化后的氢气存储在常温储罐的不同相互隔绝区域；

重复以上步骤，存储转化后氢气区域的氢气压力和正氢含量都不断上升，温度保持在常温，达到动态平衡后，取冷结束。

本发明通过常温储罐、预冷换热器、外换热器、氢催化路以及外介质路，可以将正氢转变为仲氢，仲氢在没有催化剂的情况下可以长期保存在常温环境中，因而达到蓄冷的目的。同样，该常温蓄冷装置也可以进行取冷，实现了蓄冷、取冷的一体化设计。在此过程中，电能转储系统与能量转化模块在不同位置进行工作时分别进行存储能量和消耗能量，可以实现能量互补，从而只需要补充少许的电能即可完成蓄冷和取冷过程，能最大程度回收利用系统能量，提高了装置整体的能量使用效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本发明实施例的基于正仲氢转化的常温蓄冷装置示意图一；

图2是示出根据本发明实施例的能量转化模块的具体结构示意图；

图3是示出根据本发明实施例的基于正仲氢转化的常温蓄冷装置示意图二。

附图标记说明：1.常温储罐，11.第一常温储罐，12.第二常温储罐，2.能量转化模块，21.第一能量转化模块，22.第二能量转化模块，210.转化模块接口，211.转化模块第一接口，212.转化模块第二接口，220.压缩机，230.膨胀机，240.压缩机入口阀，250.压缩机出口阀，260.膨胀机入口阀，270.膨胀机出口阀，280.电能管理模块，3.对外接口，31.第一对外接口，32.第二对外接口，4.电能转储系统，5.真空绝热冷箱，6.预冷换热器，7.外换热器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，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劳动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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。图1是给出一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置示意图，包括常温储罐1、能量转化模块2、电能转储系统4、真空绝热冷箱5、预冷换热器6和外换热器7，预冷换热器6和外换热器7设置于真空绝热冷箱5中，常温储罐1至少分为两个相互隔绝的区域，一个区域充满高压标准氢气，在蓄冷阶段作为正仲转化前氢气的来源以及取冷阶段仲正转化后的氢气进行存储，另一个区域充满常压标准氢气，在蓄冷阶段作为正仲转化后的氢气进行存储以及取冷阶段作为仲正转化前氢气的来源；

能量转化模块2一侧与常温储罐1连通，另一侧与预冷换热器6的一侧连通，预冷换热器6的另一侧连通外换热器7的一侧，氢通过常温储罐1、能量转化模块2、预冷换热器6和外换热器7实现循环流通；

电能转储系统4用于为能量转化模块2提供或储存能量；

预冷换热器6与外换热器7之间形成氢催化路，氢在氢催化路进行正仲转化，外换热器7的另一侧设置外介质路，外介质路用于提供吸收氢转化热量或冷量的低温外介质。

图2给出了能量转化模块2的具体结构示意图。本实施例能量转化模块2包括以下几个部分：转化模块第一接口211、压缩机入口阀240、压缩机220、压缩机出口阀250、膨胀机出口阀270、膨胀机230、膨胀机入口阀260、电能管理模块280、转化模块第二接口212。

当需要使用膨胀功能时，压缩机入口阀240和压缩机出口阀250关闭，膨胀机入口阀260和膨胀机出口阀270开启，被压缩流体从转化模块第二接口212进入模块，经膨胀机入口阀260进入膨胀机230，完成膨胀后经膨胀机出口阀270从转化模块第一接口211流出，期间的膨胀机230的转速、发电功率由电能管理模块280控制，并将发出的电流整流后存储在电能转储系统4中。

当需要使用压缩功能时，膨胀机入口阀260和膨胀机出口阀270关闭，压缩机入口阀240和压缩机出口阀250开启，被压缩流体从转化模块第一接口211进入模块，经压缩机入口阀240进入压缩机220，完成压缩后经压缩机出口阀250从转化模块第二接口212流出，期间的压缩机220的频率、功率由电能管理模块280控制、供给压缩机220。

图3提供一种另一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置，包括第一常温储罐11、第一能量转化模块21、第一对外接口31、电能转储系统4、真空绝热冷箱5、预冷换热器6、外换热器7、第二常温储罐12、第二能量转化模块22和第二对外接口32。

电能转储系统4，也可以通过飞轮储能或其他储能形式储存，还可以通过旋转轴或变速齿轮等机械结构传递能量。

第一能量转化模块21和第二能量转化模块22可以分别按需输入或输出电能到电能转储系统4，电能转储系统4可以从电网中接纳电能。对于电能转储系统4的作用，在蓄冷阶段和取冷阶段基本一致，本实施例以蓄冷阶段的电能转储进行说明，具体如下：

第一能量转化模块21、第二能量转化模块22和电能转储系统4可以将第一常温储罐11中的高压转化为提供在第一常温储罐11与第二常温储罐12之间实现循环转化流通的能量。其大致可分为两个过程：

蓄冷阶段前期，第一常温储罐11的压力高，第二常温储罐12的压力低，此时第一常温储罐11的高压气体流出，大量的压力能同时释放出来，释放出来的压力能转化为电能存储在电能转储系统4中。如果不采用能量转储系统4将压力能进行转化并存储起来，压力能将会转变为热能，耗散到空气中，造成能量的损耗。

蓄冷阶段后期，第一常温储罐11的压力逐渐降低，第二常温储罐12压力逐渐升高，此时第一常温储罐11的气体由于压力的原因使其不能自动流向第二常温储罐12，需要电能转储系统4将气体从第一常温储罐11中抽出并加入第二常温储罐12中，电能转储系统4所需要的能量可以直接是压力能进行转化过程中存储的能量。

由于电能转储系统4进行存储和消耗的两个势能是一样的。因此本实施例通过第一能量转化模块21、第二能量转化模块22和电能转储系统4将这两个状态的转化过程变成一个可逆的过程，从而可以避免不可逆而产生损失，以提高效率。

本实施例常温蓄冷装置中的第一能量转化模块21和第二能量转化模块22的结构可以为相同也可以为不同。当第一能量转化模块21和第二能量转化模块22的结构不同时，只需要其可以达到相同的功能即可。

本实施例为了降低换热过程中的能量损耗，可以将预冷换热器6和外换热器7放置于真空绝热冷箱5中。另外，正氢在氢催化路中转化为仲氢，可以采用的方法是在氢催化路的换热通道中填充正仲氢转化催化材料。进一步，为了避免正仲氢转化催化材料被氢带出换热器，可以在氢催化路接口处设置过滤器。催化材料为颗粒度均匀的球状，过滤器的孔径为催化材料平均直径的30~50%。从而能够将进行催化正氢或仲氢转化的催化剂拦截在外换热器7的氢催化路中，避免正氢或仲氢在外换热器7外进行转化时热量或冷量无法被外介质路获取，而出现蓄冷效果不足的情况。

外介质路中的低温外介质可以选用液氮、LNG、冷氦气、冷氢气等，使用不同的低温外介质可以根据蓄冷要求中仲氢的含量进行适当的选择。低温外介质创造的不同低温环境，仲氢的含量不同，例如常温的平衡态，25%；液氮温度下平衡态，47%；20K下，99.8%。

基于正仲氢转化的常温蓄冷装置，其蓄冷过程如下：

在装置蓄冷运行前需要对第一常温储罐11和第二常温储罐12间的回路进行置换纯化处理，清除回路中的杂质气体。

运行开始后，首先将第一常温储罐11充满高压标准氢气，第二常温储罐12充满常压标准氢气。低温外介质进入第二对外接口32，经过外换热器7的外介质路进行复温，并将冷量传递给外换热器7的氢催化路的氢气，最后放出一定热量的低温外介质从第一对外接口31排出。

与此同时，第一能量转化模块21中的膨胀路接通，第一常温储罐11充满的高压氢气在第一能量转化模块21中的膨胀机230中对外做功，将氢气的压力能转化为电能，并存储在电能转储系统4中。从第一能量转化模块21中流出的低压氢气进入预冷换热器6进行预冷降温，将热量传递给预冷换热器6另一路（预冷换热器6与第二能量转化模块22连通的一侧）的氢气；完成预冷后的低温氢气进入外换热器7的氢催化路，进行正氢向仲氢的转化；正氢向仲氢的转化过程伴随着的放热，放出的热量被前述外介质路内的低温外介质吸收，同时转化后的氢气温度略低于其入口温度；这些转化后的低温氢返回预冷换热器6进行复温，同时预冷另一侧（预冷换热器6与第一能量转化模块21连通的一侧）的氢气；完成复温后的含仲氢量较大的常温氢气进入第二能量转化模块22，第二能量转化模块22中的压缩路接通，将含仲氢量较大的常温氢气升压并存储在第二常温储罐12中，随着蓄冷的进行，第二常温储罐12中的氢气压力和仲氢含量都不断上升，温度保持在常温，达到动态平衡后，蓄冷结束。

本实施例在蓄冷阶段，第一能量转化模块21中膨胀释放出来的能量和第二能量转化模块22中压缩所需要的能量，理论上是相同的，因此电能转储系统4中仅仅需要从现有电网中获取相对少量的电量。

由于预冷换热器6和外换热器7都置于真空绝热冷箱5中。正仲转化前后氢气质量守恒、流量相同，正仲转化前后的定压比热容变化不大，因此，第一能量转化模块21进入预冷换热器6的一侧与转化后的低温氢返回预冷换热器6一侧基本能实现能量的平衡，可以相互进行预冷和复温，进而提高蓄冷效率。同样的，外换热器7也能高效的实现低温外介质与氢转化之间的热交换。

在完成蓄冷阶段后，常温高压的大量仲氢被存储在第二常温储罐12中。虽然大量仲氢处于常温高压的状态下，但是由于仲氢向正氢转化时其在没有催化剂的条件下转化极为缓慢，因此第二常温储罐12中的仲氢含量可以在常温条件下保持一个月甚至数个月之久，从而达到常温蓄冷目的。

本实施例在第二常温储罐12存储含量较高的仲氢后，基于正仲氢转化的常温蓄冷装置同样可进行取冷。当然，还可以将第二常温储罐12直接与本实施例的常温蓄冷装置脱离，通过转移第二常温储罐12而将其中的仲氢转移至其他地点，并可以在其他地点利用仲氢的性质或者直接利用当地的装置将冷量转移出来。

基于正仲氢转化的常温蓄冷装置，其取冷过程如下：

此时，第二能量转化模块22中的膨胀路接通，第二常温储罐12中的高压常温高仲氢含量的氢气进入第二能量转化模块22，并在第二能量转化模块22中的膨胀机230中对外做功，将氢气的压力能转化为电能，并存储在能量转储系统4中；从第二能量转化模块22中流出的低压氢气进入预冷换热器6进行预冷降温，将热量传递给换热器另一路的氢气；完成预冷后的低温氢气进入外换热器7的氢催化路，进行仲氢向正氢的转化；仲氢向正氢的转化过程伴随着吸热，放出的冷量被外换热器7的外介质路中的介质吸收，同时转化后的氢气温度略高于其入口温度；这些转化后的低温氢返回预冷换热器6进行复温，同时预冷另一侧的氢气；完成复温后的含仲氢量较小的常温氢气进入第一能量转化模块21，第一能量转化模块21中的压缩路接通，将含仲氢量较小的常温氢气升压并存储在第一常温储罐11中。与此同时，低温外介质进入第一对外接口31，经过外换热器7的低温外介质路进行降温，并将热量传递给换热器7的催化路的氢气，最后吸收一定冷量的低温外介质从第二对外接口32排出装置，完成取走冷量的过程。随着取冷的运行，第一常温储罐11中的氢气压力和正氢含量都不断上升，温度保持在常温，达到动态平衡后，取冷结束。

以上介绍了本发明的较佳实施方式，旨在使得本发明的精神更加清楚和便于理解，并不是为了限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、替换、改进，均应包含在本发明所附的权利要求概括的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于正仲氢转化的常温蓄冷装置，其特征在于，包括常温储罐（1）、能量转化模块（2）、电能转储系统（4）、真空绝热冷箱（5）、预冷换热器（6）和外换热器（7），所述预冷换热器（6）和所述外换热器（7）设置于所述真空绝热冷箱（5）中；

所述能量转化模块（2）一侧与所述常温储罐（1）连通，另一侧与所述预冷换热器（6）的一侧连通，所述预冷换热器（6）的另一侧连通所述外换热器（7）的一侧，氢通过所述常温储罐（1）、所述能量转化模块（2）、所述预冷换热器（6）和所述外换热器（7）实现循环流通；

所述电能转储系统（4）用于为所述能量转化模块（2）提供或储存能量；

所述预冷换热器（6）与所述外换热器（7）之间形成氢催化路，氢在所述氢催化路进行正仲转化，所述外换热器（7）的另一侧设置外介质路，所述外介质路用于提供吸收氢转化热量或冷量的低温外介质。

2.如权利要求1所述的常温蓄冷装置，其特征在于，所述氢催化路中填充催化材料，所述催化材料为颗粒度均匀的球状，所述氢催化路与所述预冷换热器（6）和所述外换热器（7）的接口处分别设有过滤器，所述过滤器的孔径为所述催化材料平均直径的30~50%。

3.如权利要求1所述的常温蓄冷装置，其特征在于，所述外介质路设有对外接口（3），所述对外接口（3）包括分别与所述外介质路两侧连接的第一对外接口（31）和第二对外接口（32），所述第一对外接口（31）用于在蓄冷阶段释放低温外介质，以及在取冷阶段提供低温外介质，所述第二对外接口（32）用于在蓄冷阶段提供低温外介质，以及在取冷阶段释放低温外介质。

4.如权利要求1所述的常温蓄冷装置，其特征在于，所述常温储罐（1）包括第一常温储罐（11）和第二常温储罐（12），所述第一常温储罐（11）用于储存正氢向仲氢转化前以及仲氢向正氢转化后的氢气，所述第二常温储罐（12）用于储存正氢向仲氢转化后以及仲氢向正氢转化前的氢气。

5.如权利要求4所述的常温蓄冷装置，其特征在于，所述能量转化模块（2）包括第一能量转化模块（21）和第二能量转化模块（22），所述第一能量转化模块（21）一侧连通所述第一常温储罐（11），另一侧连通所述预冷换热器（6），所述第二能量转化模块（22）一侧连通所述第二常温储罐（12），另一侧连通所述预冷换热器（6）；

其中，所述第一能量转化模块（21）用于在蓄冷阶段将氢压力能转化为电能并存储在所述电能转储系统（4）以及在取冷阶段提升转化后的氢压，所述第二能量转化模块（22）用于在蓄冷阶段提升转化后的氢压以及在取冷阶段将氢压力能转化为电能并存储在所述电能转储系统（4）。

6.如权利要求1-5任一所述的常温蓄冷装置，其特征在于，所述能量转化模块（2）包括转化模块接口（210）、压缩机（220）、膨胀机（230）和电能管理模块（280），所述压缩机（220）和所述膨胀机（230）并联连接；

所述转化模块接口（210）分别与所述压缩机（220）和所述膨胀机（230）连接，所述电能管理模块（280）用于控制所述压缩机（220）和所述膨胀机（230）的功率。

7.如权利要求6所述的常温蓄冷装置，其特征在于，所述能量转化模块（2）还包括压缩机入口阀（240）、压缩机出口阀（250）、膨胀机入口阀（260）和膨胀机出口阀（270），所述转化模块接口（210）包括转化模块第一接口（211）和转化模块第二接口（212），所述转化模块第一接口（211）分别与所述压缩机入口阀（240）和所述膨胀机出口阀（270）相连通，所述转化模块第二接口（212）分别与所述压缩机出口阀（250）和所述膨胀机入口阀（260）相连通。

8.一种采用如权利要求1-7任一所述基于正仲氢转化的常温蓄冷装置的蓄冷方法，其特征在于，包括如下步骤：

低温外介质进入外介质路，将冷量通过外换热器（7）传递给氢催化路；

从常温储罐（1）释放充满的高压标准氢，氢气进入能量转化模块（2），将压力能转化为电能，并存储在电能转储系统（4）；

随后氢气进入预冷换热器（6）进行预冷降温，再进入氢催化路，进行正氢向仲氢的转化，转化过程中放出的热量被低温外介质吸收，转化后的氢气温度低于转化前的温度；

转化后氢气返回预冷换热器（6）进行复温，完成复温的氢气回到能量转化模块（2），在能量转化模块（2）中对转化后的氢气升压并存储到常温储罐（1），其中，标准氢和转化后氢气存储在常温储罐（1）的不同相互隔绝区域；

重复以上步骤，存储转化后氢气区域的氢气压力和仲氢含量都不断上升，温度保持在常温，达到动态平衡后，蓄冷结束。

9.如权利要求8所述的蓄冷方法，其特征在于，所述从常温储罐（1）释放充满的高压标准氢，氢气进入能量转化模块（2），将压力能转化为电能，并存储在电能转储系统（4）具体包括：

能量转化模块（2）中电能管理模块（280）控制膨胀机（230）的转速和发电功率；

高压标准氢进入到能量转化模块（2）的膨胀机（230）中，完成氢气压力能向电能的转化；

将膨胀机（230）发出的电流整流后存储在电能转储系统（4）。

10.一种采用如权利要求1-7任一所述的基于正仲氢转化的常温蓄冷装置的取冷方法，其特征在于，包括如下步骤：

低温外介质进入外介质路；

从常温储罐（1）释放仲氢含量高的高压氢气，氢气进入能量转化模块（2），将压力能转化为电能，并存储在电能转储系统（4）中；

随后氢气进入预冷换热器（6）进行预冷降温，之后进入氢催化路，进行仲氢向正氢的转化，转化过程中放出冷量，冷量被低温外介质吸收，转化后氢气温度高于转化前温度；

转化后氢气返回预冷换热器（6）进行复温，完成复温的氢气回到能量转化模块（2），在能量转化模块（2）中对转化后的氢气升压并存储到常温储罐（1），其中，仲氢含量高的高压氢气和转化后的氢气存储在常温储罐（1）的不同相互隔绝区域；

重复以上步骤，存储转化后氢气区域的氢气压力和正氢含量都不断上升，温度保持在常温，达到动态平衡后，取冷结束。

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