CN220890266U - 一种模式可调的冷热协同储能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于储能技术领域，公开了一种模式可调的冷热协同储能装置，包括蒸发冷凝一体换热器、压缩机、冷却加热一体换热器、第一透平、再热器、第二透平、空气冷却器、泵、第一离合器、第二离合器、第三离合器和发电机。本实用新型分别采用热泵循环、热机循环作为储能循环、释能循环，不需要对工质进行储存，避免了高、低压储罐的使用，可降低系统成本，且有利于分布式布置；设置有第一离合器、第二离合器、第三离合器，可分别实现压缩机与第一透平、第一透平与第二透平、第二透平与发电机之间的同轴连断，能够满足分布式储能系统的灵活布置与不同运行条件的工作需求。

Description

一种模式可调的冷热协同储能装置

技术领域

本实用新型属于储能技术领域，具体涉及一种模式可调的冷热协同储能装置。

背景技术

储能技术的应用能够有效解决移峰填谷和弃风弃光的难题，缓解电网高峰供电压力，保证电网侧稳定可靠输出；其中，压缩工质储能技术具有储能效率高、储能密度大、运行安全可靠等优点，逐渐引起了广泛的关注。

现有技术中，常规压缩工质储能采用两套独立的循环分别实现储能、释能过程，部件数量多；另外，低压侧和高压侧工质需要设置两个储存容器存储，进一步增加了成本，不利于分布式布置；再有，由于系统结构较为固定，输出功率相对稳定，无法适应于多种应用场景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种模式可调的冷热协同储能装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本实用新型提供的技术方案，可降低成本，适用于分布式布置；另外，能够根据条件切换不同运行模式，可保证系统储能效率并提高能量利用率。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种模式可调的冷热协同储能装置，包括：蒸发冷凝一体换热器、压缩机、冷却加热一体换热器、第一透平、再热器、第二透平、空气冷却器、泵、第一离合器、第二离合器、第三离合器和发电机；其中，

所述蒸发冷凝一体换热器的第一换热通道出口分为两路，一路经所述压缩机与所述冷却加热一体换热器的第一换热通道进口相连通，另一路经所述泵与所述冷却加热一体换热器的第一换热通道进口相连通；所述冷却加热一体换热器的第一换热通道出口分为两路，一路经所述再热器的第一换热通道分别与所述第一透平的进口、所述第二透平的进口相连通，另一路直接分别与所述第一透平的进口、所述第二透平的进口相连通；所述第一透平的出口与所述蒸发冷凝一体换热器的第一换热通道进口相连通，所述第二透平的出口经所述空气冷却器的第一换热通道后与所述蒸发冷凝一体换热器的第一换热通道进口相连通；

所述压缩机、所述第一透平、所述第二透平同轴布置；所述第一离合器轴连于所述压缩机与所述第一透平之间，所述第二离合器轴连于所述第一透平与所述第二透平之间，所述第三离合器轴连于发电机与所述第二透平之间；

所述再热器的第二换热通道用于通入工业或生活余热。

本实用新型的进一步改进在于，所述模式可调的冷热协同储能装置的循环工质为水。

本实用新型的进一步改进在于，所述空气冷却器的第二换热通道以及所述蒸发冷凝一体换热器的第二换热通道均用于通入常温水或空气。

本实用新型的进一步改进在于，所述模式可调的冷热协同储能装置的循环工质为二氧化碳或空气。

本实用新型的进一步改进在于，还包括：

预热器，所述蒸发冷凝一体换热器的第一换热通道出口经所述预热器的第一换热通道与所述压缩机的进口相连通；所述预热器的第二换热通道出口与所述空气冷却器的第二换热通道进口相连通。

本实用新型的进一步改进在于，还包括：

蓄冷冰浆储罐，所述蓄冷冰浆储罐的出口经所述蒸发冷凝一体换热器的第二换热通道与所述蓄冷冰浆储罐的进口相连通。

本实用新型的进一步改进在于，所述预热器的第二换热通道出口还设置有用于连通制冷端的输出管道。

本实用新型的进一步改进在于，还包括：

储冷罐和储热罐，所述储冷罐经所述冷却加热一体换热器的第二换热通道与所述储热罐相连通。

本实用新型的进一步改进在于，还包括：

电动发电一体电机，用于与所述压缩机同轴连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

针对上述现有压缩工质储能技术的不足，本实用新型具体公开了一种模式可调的冷热协同储能装置，其分别采用热泵循环、热机循环作为储能循环、释能循环，不需要对工质进行储存，避免了高、低压储罐的使用，可降低系统成本，且有利于分布式布置；其中，本实用新型在储能部和释能部，共用冷却加热一体换热器、再热器、空气冷却器、蒸发冷凝一体换热器等核心换热部件，简化了系统结构，有效减少投资与运维成本。再有，本实用新型设置有第一离合器、第二离合器、第三离合器分别实现压缩机与第一透平、第一透平与第二透平、第二透平与发电机之间的同轴连断，满足分布式储能系统的灵活布置与不同运行条件的工作需求。再有，本实用新型引入工业或者生活余热提高工质做功能力，增大了储能与释能过程中透平总输出功。综上所述，本实用新型提供的系统具有储能效率高、结构简单、占地面积小、适用范围广等优点；引入了离合器，可实现压缩机、透平、发电机的同轴连断，使系统能够根据条件切换不同运行模式，可保证系统储能效率并提高能量利用率，可灵活适应分布式布置需求。

本实用新型中，利用冰浆的相变潜热实现其恒温的吸热/放热过程，在减少储罐布置的同时满足低压工质对应压力下的冷凝/蒸发温度。另外，设置所述蓄冷冰浆作为低压侧的恒温储热/冷介质，避免了传统系统采用水等显热储存介质在放热/制冷时需要设置两个储罐分别储存低温介质与高温介质的问题。

本实用新型中，设置有预热器，引入常温常压空气，先作为热源进一步提高压缩机进口工质温度，后作为冷源一部分面向用户提供冷能，另一部分冷却第二透平出口工质，在不使用额外冷热源的情况下实现储能效率的提高和冷量的供给。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种模式可调的冷热协同储能装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例进一步优选的方案中，模式可调的冷热协同储能装置的结构示意图；

图中的附图标记说明：

1、蒸发冷凝一体换热器；2、预热器；3、压缩机；4、冷却加热一体换热器；5、第一透平；6、再热器；7、第二透平；8、空气冷却器；9、泵；10、蓄冷冰浆储罐；11、储冷罐；12、储热罐；

13、第一离合器；14、第二离合器；15、第三离合器；

16、第一控制阀；17、第二控制阀；18、第三控制阀；19、第四控制阀；20、第五控制阀；21、第六控制阀；22、第七控制阀；23、第八控制阀；24、第九控制阀；25、第十控制阀；26、第十一控制阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种模式可调的冷热协同储能装置，包括：蒸发冷凝一体换热器1、压缩机3、冷却加热一体换热器4、第一透平5、再热器6、第二透平7、空气冷却器8、泵9、第一离合器13、第二离合器14、第三离合器15和发电机；其中，

所述蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道出口分为两路，一路经所述压缩机3与所述冷却加热一体换热器4的第一换热通道进口相连通，另一路经所述泵9与所述冷却加热一体换热器4的第一换热通道进口相连通；所述冷却加热一体换热器4的第一换热通道出口分为两路，一路经所述再热器6的第一换热通道分别与所述第一透平5的进口、所述第二透平7的进口相连通，另一路直接分别与所述第一透平5的进口、所述第二透平7的进口相连通；所述第一透平5的出口与所述蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道进口相连通，所述第二透平7的出口经所述空气冷却器8的第一换热通道后与所述蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道进口相连通；

所述压缩机3、所述第一透平5、所述第二透平7同轴布置；所述第一离合器13轴连于所述压缩机3与所述第一透平5之间，所述第二离合器14轴连于所述第一透平5与所述第二透平7之间，所述第三离合器15轴连于发电机与所述第二透平7之间；

所述再热器6的第二换热通道用于通入工业或生活余热。

本实用新型实施例提供的系统具有储能效率高、结构简单、占地面积小、适用范围广等优点；引入了离合器，可实现压缩机、透平、发电机的同轴连断，使系统能够根据条件切换不同运行模式，可保证系统储能效率并提高能量利用率，可灵活适应分布式布置需求。

请参阅图2，本实用新型实施例提供的一种模式可调的冷热协同储能装置，包括：蒸发冷凝一体换热器1、预热器2、压缩机3、冷却加热一体换热器4、第一透平5、再热器6、第二透平7、空气冷却器8、泵9、储热罐12、储冷罐11、第一离合器13、第二离合器14、第三离合器15、第一控制阀16、第二控制阀17、第三控制阀18、第四控制阀19、第五控制阀20、第六控制阀21、第七控制阀22、第八控制阀23、第九控制阀24、第十控制阀25、第十一控制阀26；其中，

所述蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道出口通过所述第一控制阀16连接所述预热器2第一换热通道进口，所述预热器2的第一换热通道出口连接所述压缩机3的进口，所述压缩机3的出口连接所述冷却加热一体换热器4的第一换热通道进口，所述冷却加热一体换热器4的第一换热通道出口分为两路，一路通过所述第三控制阀18连接所述再热器6的第一换热通道进口，另一路通过所述第二控制阀17与所述再热器6的第一换热通道出口共同连接后再次分为两路，一路通过所述第四控制阀19连接所述第一透平5的进口，另一路通过所述第五控制阀20连接所述第二透平7的进口；所述第二透平7的出口连接所述空气冷却器8的第一换热通道进口，所述空气冷却器8的第一换热通道出口与所述第一透平5的出口共同连接所述蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道进口，所述蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道出口通过所述第六控制阀21连接所述泵9的进口，所述泵9的出口连接所述冷却加热一体换热器4的第一换热通道进口；

所述第一离合器13轴连于所述压缩机3与所述第一透平5之间，所述第二离合器14轴连于所述第一透平5与所述第二透平7之间，所述第三离合器15轴连于发电机与所述第二透平7之间。

本实用新型实施例技术方案中，储能和释能过程共用冷却加热一体换热器4、再热器6、空气冷却器8、蒸发冷凝一体换热器1，可减少系统换热部件的布置，降低成本。另外，设置第一离合器13、第二离合器14、第三离合器15分别实现压缩机3、第一透平5、第二透平7、发电机之间的同轴连断，满足系统不同运行条件的工作需求，实现系统的灵活布置。进一步解释性的，储能过程中，第一离合器13接合实现压缩机3与第一透平5的同轴连接，利用第一透平5部分驱动压缩机3，若有工业或者生活余热，第二离合器14接合实现第一透平5与第二透平7的同轴连接，利用第一透平5和第二透平7部分或完全驱动压缩机3。释能过程中，第一离合器13、第二离合器14脱开实现压缩机3与第一透平5、第一透平5与第二透平7的同轴脱离，第三离合器15接合实现第二透平7与发电机的同轴连接，利用释能过程冗余的输出功驱动发电机。

本实用新型实施例进一步优选的技术方案中，冷却加热一体换热器4的第二换热通道的一端通过第七控制阀22连通设置有储冷罐11，另一端通过第八控制阀23连通设置有储热罐12。

本实用新型实施例进一步优选的技术方案中，蓄冷冰浆储罐10通过第九控制阀24连接于蒸发冷凝一体换热器1的第二换热通道。本实用新型实施例的技术方案中，设置所述蓄冷冰浆作为低压侧的恒温储热/冷介质，避免了传统系统采用水等显热储存介质在放热/制冷时需要设置两个储罐分别储存低温介质与高温介质的问题。

本实用新型实施例进一步优选的技术方案中，预热器2的第二换热通道的出口分为两路，一路通过第十控制阀25连接空气冷却器8的第二换热通道进口，另一路通过第十一控制阀26连接外部的制冷端。本实用新型实施例技术方案中，引入常温常压空气加热压缩机3的进口工质，并利用放热后空气的冷能分别实现面向用户的供冷与第二透平7的出口工质的冷却。

本实用新型实施例进一步优选的技术方案中，还包括：电动发电一体电机，用于与所述压缩机3同轴连接。具体解释性的，储能过程中，引入工业或者生活余热加热第二透平7的进口工质，在不改变第一透平5运行工况的条件下提高透平总输出功；若第一透平5和第二透平7的总输出功低于压缩机3的功耗，电动发电一体电机作为电动机驱动压缩机3做功；若第一透平5和第二透平7的总输出功大于压缩机3的功耗，电动发电一体电机作为发电机工作。另外，释能过程中，引入工业或者生活余热加热第二透平7的进口工质，提高透平总输出功与系统储能效率。

本实用新型实施例具体示例性的，蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道出口通过第一控制阀16连接预热器2的第一换热通道进口，预热器2的第一换热通道出口连接压缩机3的进口，压缩机3的出口连接冷却加热一体换热器4的第一换热通道进口，冷却加热一体换热器4的第一换热通道出口分为两路，一路先后通过第二控制阀17、第四控制阀19连接第一透平5的进口，另一路通过第三控制阀18连接再热器6的第一换热通道进口，再热器6的第一换热通道出口通过第五控制阀20连接第二透平7的进口，第二透平7的出口连接空气冷却器8的第一换热通道进口，空气冷却器8的第一换热通道出口和第一透平5的出口共同连接蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道进口，完成工质的储能循环。其中，第一离合器13接合完成压缩机3与第一透平5的同轴连接，第二离合器14根据是否利用工业或者生活余热调整至接合或脱开状态，完成第一透平5与第二透平7的同轴连断。

本实用新型实施例具体示例性的，蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道出口通过第六控制阀21连接泵9的进口，泵9的出口连接冷却加热一体换热器4的第一换热通道进口，冷却加热一体换热器4的第一换热通道出口分为两路，一路通过第三控制阀18连接再热器6的第一换热通道进口，另一路通过第二控制阀17和再热器6的第一换热通道出口共同通过第五控制阀20连接第二透平7的进口，第二透平7的出口连接空气冷却器8的第一换热通道进口，空气冷却器8的第一换热通道出口连接蒸发冷凝一体换热器1的第一换热通道进口，完成工质的释能循环。其中，第一离合器13脱开完成压缩机3与第一透平5的同轴脱离，第二离合器14脱开完成第一透平5与第二透平7的同轴脱离，第三离合器15接合完成第二透平7与发电机的同轴连接。

本实用新型实施例具体示例性的，蓄冷冰浆储罐10的出口通过第九控制阀24连接蒸发冷凝一体换热器1的第二换热通道进口，蒸发冷凝一体换热器1的第二换热通道出口连接蓄冷冰浆储罐10的进口，为储能过程工质蒸发和释能过程工质冷凝分别提供热量和冷量。

本实用新型实施例具体示例性的，储冷罐11的进/出口通过第七控制阀22连接冷却加热一体换热器4的第二换热通道的一端，冷却加热一体换热器4的第二换热通道的另一端通过第八控制阀23连接储热罐12的进/出口，分别完成储能与释能过程中工质压缩热的储存与释放；以上各部件构成整个储能与释能部分。

进一步具体解释性的，本实用新型实施例中，工业或者生活余热工质连接再热器6的第二换热通道进口，用于提高第二透平7的进口工质做功能力。另外，储能过程中，常温常压空气连接预热器2的第二换热通道进口，加热压缩机3的进口工质；预热器2的第二换热通道出口分为两路，一路通过第十控制阀25连接空气冷却的第二换热通道进口冷却工质，另一路通过第十一控制阀26给用户提供冷能。释能过程中，常温常压空气连接空气冷却器8的第二换热通道进口，冷却第二透平7的出口工质。

本实用新型实施例中，所述模式可调的冷热协同储能装置的循环工质为水时，具体示例性的，所述模式可调的冷热协同储能装置的控制方法，包括：

当用户处于用电低谷时，仅第一离合器13接合，所述模式可调的冷热协同储能装置的储能部进行工作；其中，高温高压的气态工质从所述压缩机3流出后进入所述冷却加热一体换热器4进行换热降温，降温后的工质进入所述第一透平5膨胀做功，之后进入所述蒸发冷凝一体换热器1吸热，最后进入所述压缩机3中压缩至高温高压状态，至此完成工质储能循环。

优选的，当用户处于用电低谷且存在工业或者生活余热时，仅第一离合器13、第二离合器14接合，所述模式可调的冷热协同储能装置的储能部进行工作；其中，高温高压的气态工质从所述压缩机3流出后进入所述冷却加热一体换热器4进行换热降温，降温后的工质分为两路，一路进入所述第一透平5膨胀做功，另一路进入所述再热器6中与工业或者生活余热换热升温，升温后的工质进入所述第二透平7中膨胀做功，之后进入所述空气冷却器8中冷却至室温状态，冷却之后和所述第一透平5的出口工质共同进入所述蒸发冷凝一体换热器1中吸热，最后进入所述压缩机3中压缩至高温高压状态，至此完成工质储能循环。

本实用新型实施例中，所述模式可调的冷热协同储能装置的循环工质为水时，具体示例性的，所述模式可调的冷热协同储能装置的控制方法，包括：

当用户处于用电高峰时，仅第三离合器15接合，所述模式可调的冷热协同储能装置的释能部进行工作；其中，低温低压的工质从所述第二透平7流出后进入所述空气冷却器8中放热至常温，再进入所述蒸发冷凝一体换热器1中放热后进入所述泵9中压缩至最高压力，之后进入所述冷却加热一体换热器4中吸热，吸热后进入所述第二透平7中膨胀做功，通过所述第二透平7与所述发电机的同轴联动发电，至此完成工质的释能循环。

优先的，当用户处于用电高峰且存在工业或者生活余热时，仅第三离合器15接合，所述模式可调的冷热协同储能装置的释能部进行工作；其中，低温低压的工质从所述第二透平7流出后进入所述空气冷却器8中放热至常温，再进入所述蒸发冷凝一体换热器1中放热后进入所述泵9中压缩至最高压力，之后进入所述冷却加热一体换热器4中吸热，再进入所述再热器6中吸热至过热态，最后进入所述第二透平7中膨胀做功，通过所述第二透平7与所述发电机的同轴联动发电，至此完成工质的释能循环。

本实用新型实施例中，当选取水作为循环工质时，用常温水或者空气替换蓄冷冰浆作为储热/冷介质，实现低压水的蒸发/冷凝。此时，经蒸发冷凝一体换热器吸热后水已满足压缩机进口温度，不需要设置预热器。

本实用新型实施例中，所述模式可调的冷热协同储能装置的循环工质为二氧化碳或空气时，具体示例性的，所述模式可调的冷热协同储能装置的控制方法，包括：

初始状态下，关闭所有十一个控制阀，三个离合器均处于脱开状态；

当用户处于用电低谷时，关闭第三控制阀18、第五控制阀20、第六控制阀21，打开第一控制阀16、第二控制阀17、第四控制阀19、第七控制阀22、第八控制阀23、第九控制阀24、第十控制阀25、第十一控制阀26，第一离合器13接合，模式可调的冷热协同储能装置的储能部分进行工作；高温高压的气态工质从压缩机3流出后进入冷却加热一体换热器4，将热量传递给自储冷罐11流出的低温储热介质，降温后的工质进入第一透平5膨胀做功，之后进入蒸发冷凝一体换热器1吸热至饱和气态再进入预热器2中吸热至过热态，最后进入压缩机3，通过第一透平5和电机与压缩机3的同轴联动被压缩至高温高压状态；储冷罐11出口的低温储热介质吸收热量后进入储热罐12中储存；蓄冷冰浆储罐10出口处流出的蓄冷冰浆进入蒸发冷凝一体换热器1中恒温放热，之后流回蓄冷冰浆储罐10中；至此完成工质的储能循环；

优选的，当存在工业或者生活余热时，关闭第六控制阀21，打开第一控制阀16、第二控制阀17、第三控制阀18、第四控制阀19、第五控制阀20、第七控制阀22、第八控制阀23、第九控制阀24、第十控制阀25、第十一控制阀26，第一离合器13、第二离合器14均接合，模式可调的冷热协同储能装置的储能部分进行工作；高温高压的气态工质从压缩机3流出后进入冷却加热一体换热器4，将热量传递给自储冷罐11流出的低温储热介质，降温后的工质分为两路，一路进入第一透平5膨胀做功，另一路进入再热器6中吸热升温后，进入第二透平7中膨胀做功，之后进入空气冷却器8中冷却至室温状态，之后和第一透平5出口工质共同进入蒸发冷凝一体换热器1中吸热至饱和气态，再进入预热器2中吸热至过热态，最后进入压缩机3，通过第一透平5、第二透平7和电机与压缩机3的同轴联动被压缩至高温高压状态；储冷罐11出口的低温储热介质吸收热量后进入储热罐12中储存；蓄冷冰浆储罐10出口处流出的蓄冷冰浆进入蒸发冷凝一体换热器1中恒温放热，之后流回蓄冷冰浆储罐10中；至此完成工质的储能循环。

本实用新型实施例中，当用户处于用电高峰时，关闭第一控制阀16、第三控制阀18、第四控制阀19、第十控制阀25、第十一控制阀26，打开第二控制阀17、第五控制阀20、第六控制阀21、第七控制阀22、第八控制阀23、第九控制阀24，第三离合器15接合，模式可调的冷热协同储能装置的释能部分进行工作；低温低压的工质从第二透平7流出后进入空气冷却器8中放热至常温，进入蒸发冷凝一体换热器1中将热量传递给自蓄冷冰浆储罐10中流出的低温介质后进入泵9压缩至最高压力，之后进入冷却加热一体换热器4中吸收自储热罐12流出的高温储热介质的热量，再进入第二透平7膨胀做功，通过第二透平7与发电机的同轴联动发电；储热罐12出口的高温储热介质释放热量后进入储冷罐11中储存；蓄冷冰浆储罐10出口处流出的蓄冷冰浆进入蒸发冷凝一体换热器1中恒温吸热，之后流回蓄冷冰浆储罐10中；至此完成工质的释能循环；

优选的，当存在工业或者生活余热时，关闭第一控制阀16、第二控制阀17、第四控制阀19、第十控制阀25、第十一控制阀26，打开第三控制阀18、第五控制阀20、第六控制阀21、第七控制阀22、第八控制阀23、第九控制阀24，第三离合器15接合，模式可调的冷热协同储能装置的释能部分进行工作；低温低压的工质从第二透平7流出后进入空气冷却器8中放热至常温，进入蒸发冷凝一体换热器1中将热量传递给自蓄冷冰浆储罐10中流出的低温介质后进入泵9压缩至最高压力，之后进入冷却加热一体换热器4中吸收自储热罐12流出的高温储热介质的热量，再进入再热器6中吸热至过热态，最后进入第二透平7膨胀做功，通过第二透平7与发电机的同轴联动发电；储热罐12出口的高温储热介质释放热量后进入储冷罐11中储存；蓄冷冰浆储罐10出口处流出的蓄冷冰浆进入蒸发冷凝一体换热器1中恒温吸热，之后流回蓄冷冰浆储罐10中；至此完成工质的释能循环。

本实用新型的控制方法能够实现：在用电低谷时利用低谷电力储存能量，并在用电高峰时完成能量释放，具有较高的储能效率。

综上所述，本实用新型提供了一种模式可调的冷热协同储能装置及控制方法，能够根据用户用电的需求实现能量的存储与释放，降低用户电力成本。进一步解释性的，本实用新型具体实用新型点至少包括：(1)本实用新型分别使用两套闭式循环完成储能和释能过程，减少工质储罐的布置，降低系统成本；(2)本实用新型在储能与释能过程中共用冷却加热一体换热器、再热器、空气冷却器、蒸发冷凝一体换热器等核心换热部件，进一步优化系统结构，有效减少投资与运维成本；(3)本实用新型使用第一离合器、第二离合器、第三离合器分别实现压缩机与第一透平、第一透平与第二透平、第二透平与发电机之间的同轴连断，满足系统不同运行条件需求，具有灵活性与可调性；(4)本实用新型引入蓄冷冰浆作为低压侧储热介质，实现低压侧工质的蒸发、冷凝并减少储热罐的布置，进一步简化系统结构；(5)本实用新型引入工业或者生活余热提高工质做功能力，减小储能功耗、提高释能输出功，进而提高系统储能效率；(6)本实用新型将常温常压空气引入预热器与空气冷却器，进一步提高系统储能效率与能量利用率。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，包括：蒸发冷凝一体换热器(1)、压缩机(3)、冷却加热一体换热器(4)、第一透平(5)、再热器(6)、第二透平(7)、空气冷却器(8)、泵(9)、第一离合器(13)、第二离合器(14)、第三离合器(15)和发电机；其中，

所述蒸发冷凝一体换热器(1)的第一换热通道出口分为两路，一路经所述压缩机(3)与所述冷却加热一体换热器(4)的第一换热通道进口相连通，另一路经所述泵(9)与所述冷却加热一体换热器(4)的第一换热通道进口相连通；所述冷却加热一体换热器(4)的第一换热通道出口分为两路，一路经所述再热器(6)的第一换热通道分别与所述第一透平(5)的进口、所述第二透平(7)的进口相连通，另一路直接分别与所述第一透平(5)的进口、所述第二透平(7)的进口相连通；所述第一透平(5)的出口与所述蒸发冷凝一体换热器(1)的第一换热通道进口相连通，所述第二透平(7)的出口经所述空气冷却器(8)的第一换热通道后与所述蒸发冷凝一体换热器(1)的第一换热通道进口相连通；

所述压缩机(3)、所述第一透平(5)、所述第二透平(7)同轴布置；所述第一离合器(13)轴连于所述压缩机(3)与所述第一透平(5)之间，所述第二离合器(14)轴连于所述第一透平(5)与所述第二透平(7)之间，所述第三离合器(15)轴连于发电机与所述第二透平(7)之间；

所述再热器(6)的第二换热通道用于通入工业或生活余热。

2.根据权利要求1所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，

所述模式可调的冷热协同储能装置的循环工质为水。

3.根据权利要求2所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，

所述空气冷却器(8)的第二换热通道以及所述蒸发冷凝一体换热器(1)的第二换热通道均用于通入常温水或空气。

4.根据权利要求1所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，

所述模式可调的冷热协同储能装置的循环工质为二氧化碳或空气。

5.根据权利要求4所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，还包括：

预热器(2)，所述蒸发冷凝一体换热器(1)的第一换热通道出口经所述预热器(2)的第一换热通道与所述压缩机(3)的进口相连通；所述预热器(2)的第二换热通道出口与所述空气冷却器(8)的第二换热通道进口相连通。

6.根据权利要求4所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，还包括：

蓄冷冰浆储罐(10)，所述蓄冷冰浆储罐(10)的出口经所述蒸发冷凝一体换热器(1)的第二换热通道与所述蓄冷冰浆储罐(10)的进口相连通。

7.根据权利要求5所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，所述预热器(2)的第二换热通道出口还设置有用于连通用户制冷端的输出管道。

8.根据权利要求1所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，还包括：

储冷罐(11)和储热罐(12)，所述储冷罐(11)经所述冷却加热一体换热器(4)的第二换热通道与所述储热罐(12)相连通。

9.根据权利要求1所述的一种模式可调的冷热协同储能装置，其特征在于，还包括：

电动发电一体电机，用于与所述压缩机(3)同轴连接。