專利名稱：溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將網(wǎng)電以熱能存儲(chǔ)后再以溫差發(fā)電并網(wǎng)的網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，屬于供電系統(tǒng)或液力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有電網(wǎng)中的電能在電網(wǎng)中不能儲(chǔ)存，每當(dāng)用電高峰時(shí)，一般是用增加發(fā)電機(jī)組出力和多開機(jī)組臺(tái)數(shù)或限制負(fù)荷的辦法來滿足需要。而在每天用電低谷時(shí)(如后半夜)，又總是關(guān)停一些發(fā)電機(jī)組和壓低那些繼續(xù)在運(yùn)行的機(jī)組的出力，直至最低限度，以適應(yīng)用電很少的需要。這種隨時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電出力以適應(yīng)用電負(fù)荷每天周期性變化的行為，稱為網(wǎng)電調(diào)峰。現(xiàn)有網(wǎng)電調(diào)峰的手段主要有水電機(jī)組減負(fù)荷調(diào)峰或停機(jī)，燃油(氣)機(jī)組減負(fù)荷調(diào)峰，燃煤機(jī)組減負(fù)荷、啟停調(diào)峰、少蒸汽運(yùn)行、滑參數(shù)運(yùn)行調(diào)峰，核電機(jī)組減負(fù)荷調(diào)峰，抽水蓄能電廠，等等。這些手段或多或少存在著一定的問題，如燃油(氣)或燃煤機(jī)組減負(fù)荷對(duì)設(shè)備影響較大，核電機(jī)組減負(fù)荷操作增加了安全風(fēng)險(xiǎn)，抽水蓄能電廠對(duì)地理位置的要求
較尚？等等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提出一種將網(wǎng)電以熱能存儲(chǔ)后再以溫差發(fā)電并網(wǎng)的網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)有效的網(wǎng)電調(diào)峰。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是一種溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，包括熱泵、熱水泵、冷水泵、熱水箱、冷水箱和溫差發(fā)電機(jī)，所述熱泵含有冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和膨脹閥，所述溫差發(fā)電機(jī)含有分別與來自熱水箱和冷水箱的熱水和冷水進(jìn)行換熱的熱力器和冷力器，所述冷凝器和蒸發(fā)器分別設(shè)置于封閉的第一換熱箱和第二換熱箱內(nèi)，所述第一換熱箱、熱水箱、熱水泵和熱力器通過第一循環(huán)管路連接構(gòu)成熱水封閉循環(huán)回路，所述第二換熱箱、冷水箱、冷水泵和冷力器通過第二循環(huán)管路連接構(gòu)成冷水封閉循環(huán)回路，所述第一循環(huán)管路在位于熱力器處設(shè)有第一旁路，所述第二循環(huán)管路在位于冷力器處設(shè)有第二旁路，所述壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)外接市電，所述水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別外接市電或連接溫差發(fā)電機(jī)的電力輸出端。本實(shí)用新型溫差蓄能調(diào)峰系統(tǒng)的使用過程是(1)當(dāng)網(wǎng)電需調(diào)峰(即網(wǎng)電多余)時(shí)，多余網(wǎng)電接入本系統(tǒng)，熱泵的壓縮機(jī)、熱水泵和冷水泵工作，溫差發(fā)電機(jī)不工作，第一旁路和第二旁路打開；熱泵的工質(zhì)(冷媒)在壓縮機(jī)作用下循環(huán)經(jīng)過蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥完成逆卡諾循環(huán)，同時(shí)在熱水泵和冷水泵分別驅(qū)動(dòng)下，熱水經(jīng)過第一換熱箱被冷凝器加熱后升溫輸送至熱水箱，冷水經(jīng)過第二換熱箱向蒸發(fā)器放熱后降溫輸送至冷水箱，熱水箱的高溫?zé)崴屠渌涞牡蜏乩渌謩e經(jīng)過第一旁路和第二旁路回到第一換熱箱和第二換熱箱，如此循環(huán)往復(fù)；這樣，多余網(wǎng)電就轉(zhuǎn)換成熱能儲(chǔ)存在熱水和冷水中。[0008](2)當(dāng)用電高峰(即網(wǎng)電不足)時(shí)，熱泵停止工作，熱水泵和冷水泵仍然保持工作， 此時(shí)溫差發(fā)電機(jī)啟動(dòng)工作，第一旁路和第二旁路關(guān)閉；在熱水泵和冷水泵分別驅(qū)動(dòng)下，熱水箱的高溫?zé)崴屠渌涞牡蜏乩渌謩e經(jīng)過溫差發(fā)電機(jī)的熱力器和冷力器，熱水與冷水在溫差發(fā)電機(jī)上形成一定的溫差并進(jìn)行發(fā)電并輸出到電網(wǎng)；這樣，儲(chǔ)存在熱水和冷水中的熱能又轉(zhuǎn)換成電能回饋電網(wǎng)?？筛鶕?jù)用電需求調(diào)節(jié)水泵控制循環(huán)水量大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出到電網(wǎng)的發(fā)電功率大小。(3)當(dāng)用電正常時(shí)，熱水泵和冷水泵也可以停止工作。上述使用過程中，熱水泵和冷水泵做功主要是克服熱水和冷水輸送中管道摩擦阻力，因此熱水泵和冷水泵功率可以很小。本實(shí)用新型的溫差蓄能調(diào)峰系統(tǒng)的有益效果是通過熱泵及其形成的冷、熱水封閉循環(huán)回路，可以將多余網(wǎng)電轉(zhuǎn)換成熱能儲(chǔ)存在熱水和冷水中，又可以通過溫差發(fā)電機(jī)儲(chǔ)存在熱水和冷水中的熱能轉(zhuǎn)換成電能回饋電網(wǎng)，從而可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行有效調(diào)峰。上述技術(shù)方案的完善之一是所述溫差發(fā)電機(jī)是采用半導(dǎo)體的溫差發(fā)電機(jī)，所述熱力器和冷力器分別是使熱水和冷水分別流過所述半導(dǎo)體兩端的熱水通道和冷水通道。上述技術(shù)方案的完善之二是所述溫差發(fā)電機(jī)包括透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、液壓泵、氣化器和液化器，所述氣化器和液化器分別設(shè)置于封閉的第三換熱箱和第四換熱箱內(nèi)，所述透平機(jī)的機(jī)械力輸出端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接發(fā)電機(jī)的機(jī)械力輸入端，所述透平機(jī)的氣室、液壓泵、氣化器和液化器通過第三循環(huán)管路連接構(gòu)成工質(zhì)封閉循環(huán)回路，所述溫差發(fā)電機(jī)的熱力器和冷力器分別是第三換熱箱和第四換熱箱。上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善是所述第一換熱箱、熱水箱、熱水泵、溫差發(fā)電機(jī)的熱力器、第一循環(huán)管路、第二換熱箱、冷水箱、冷水泵、溫差發(fā)電機(jī)的的冷力器、第二循環(huán)管路、第一旁路和第二旁路均設(shè)置有絕熱保溫層、防潮層和保護(hù)層；所述溫水箱和水池均設(shè)置有絕熱保溫層、防潮層和保護(hù)層。上述技術(shù)方案的再進(jìn)一步完善是所述壓縮機(jī)和水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均是變頻電機(jī)。上述技術(shù)方案的更進(jìn)一步完善是所述透平機(jī)是渦輪機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是變速箱。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系的結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一本實(shí)施例的溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)如圖1所示，包括熱泵1、熱水泵4、冷水泵5、熱水箱6、冷水箱7和溫差發(fā)電機(jī)2。熱泵1含有冷凝器8、蒸發(fā)器9、壓縮機(jī)13和膨脹閥3， 其中冷凝器8和蒸發(fā)器9分別設(shè)置于封閉的第一換熱箱10和第二換熱箱11內(nèi)。溫差發(fā)電機(jī)2含有分別與來自熱水箱和冷水箱的熱水和冷水進(jìn)行換熱的熱力器和冷力器，本實(shí)施例的溫差發(fā)電機(jī)2是采用半導(dǎo)體的溫差發(fā)電機(jī)，熱力器和冷力器分別是使熱水和冷水分別流過半導(dǎo)體兩端的熱水通道和冷水通道(圖中未示出)。第一換熱箱10、熱水箱6、熱水泵4 和熱力器通過第一循環(huán)管路連接構(gòu)成熱水封閉循環(huán)回路，第二換熱箱11、冷水箱7、冷水泵 5和冷力器通過第二循環(huán)管路連接構(gòu)成冷水封閉循環(huán)回路，第一循環(huán)管路在位于熱力器處設(shè)有第一旁路12，第二循環(huán)管路在位于冷力器處設(shè)有第二旁路16。本實(shí)施例壓縮機(jī)13的驅(qū)動(dòng)電機(jī)14及熱水泵4、冷水泵5的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(圖中未示出)的供電方案是1)壓縮機(jī)13 的驅(qū)動(dòng)電機(jī)14外接市電；幻系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，熱水泵4、冷水泵5的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均外接市電；3)當(dāng)溫差發(fā)電機(jī)2出電時(shí)，熱水泵4、冷水泵5的驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別外接市電或連接溫差發(fā)電機(jī)的電力輸出端。本實(shí)施例壓縮機(jī)13的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和熱水泵4、冷水泵5的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均采用變頻電機(jī)。本實(shí)施例的第一換熱箱10、熱水箱6、熱水泵4、溫差發(fā)電機(jī)3的熱力器、第一循環(huán)管路、第二換熱箱11、冷水箱7、冷水泵5、溫差發(fā)電機(jī)3的冷力器、第二循環(huán)管路、第一旁路 12和第二旁路16均設(shè)置有絕熱保溫層，并加防潮層、保護(hù)層等。本實(shí)施例的溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)的使用過程見前述發(fā)明內(nèi)容。實(shí)施例二本實(shí)施例的溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)是在實(shí)施例二基礎(chǔ)上的完善，所不同的如圖2 所示溫差發(fā)電機(jī)2包括透平機(jī)17、發(fā)電機(jī)18、液壓泵19、氣化器20和液化器21。氣化器 20和液化器21分別設(shè)置于封閉的第三換熱箱22和第四換熱箱23內(nèi)。透平機(jī)17的機(jī)械力輸出端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接發(fā)電機(jī)18的機(jī)械力輸入端，透平機(jī)17的氣室、液壓泵19、氣化器20和液化器21通過第三管路連接構(gòu)成工質(zhì)封閉循環(huán)回路，溫差發(fā)電機(jī)3的熱力器和冷力器分別是第三換熱箱22和第四換熱箱23。透平機(jī)17選用渦輪機(jī)，當(dāng)然也可以選用其他透平機(jī)。實(shí)施例三本實(shí)施例的溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)是在實(shí)施例一和實(shí)施例二基礎(chǔ)上的完善，完善之處在于溫差蓄能系統(tǒng)還包括溫水箱M和水池25，溫水箱M串接于熱水封閉循環(huán)回路中的第一換熱箱10與溫差發(fā)電機(jī)3的熱力器之間，水池25串接于冷水封閉循環(huán)回路中的第二換熱箱11與溫差發(fā)電機(jī)3的冷力器之間。本實(shí)施例在實(shí)施例一和實(shí)施例二基礎(chǔ)上進(jìn)行上述完善后的二種情況分別如圖3 和圖4所示。溫水箱M和水池25也均設(shè)置有絕熱保溫層，并加防潮層、保護(hù)層等。這樣，本實(shí)施例的溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)與前述使用過程不同的是熱水泵4先抽取溫水箱M的溫水進(jìn)入熱泵2的冷凝器8，經(jīng)吸熱后變成熱水輸送到熱水箱6聚集，熱水箱6內(nèi)的小部分熱水在熱水泵4驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入溫差發(fā)電機(jī)3的熱力器(對(duì)于采用半導(dǎo)體的溫差發(fā)電機(jī)來說是其熱水通道，對(duì)于采用透平機(jī)的溫差發(fā)電機(jī)來說是其第三換熱箱2 或第一旁路12，然后回流到溫水箱M ；同時(shí)冷水泵5驅(qū)動(dòng)水池25的水進(jìn)入熱泵2的蒸發(fā)器9， 經(jīng)放熱后變成冷水輸送到冷水箱7聚集，冷水箱7內(nèi)的小部分冷水在冷水泵5驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入溫差發(fā)電機(jī)3的冷力器(對(duì)于采用半導(dǎo)體的溫差發(fā)電機(jī)來說是其冷水通道，對(duì)于采用透平機(jī)的溫差發(fā)電機(jī)來說是其第四換熱箱2 或第一旁路16，然后回流到水池。這樣，可以進(jìn)一步保證通過溫差發(fā)電機(jī)的熱水和冷水之間的溫差恒定。本實(shí)用新型的溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)不局限于上述各實(shí)施例，凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于包括熱泵、熱水泵、冷水泵、熱水箱、冷水箱和溫差發(fā)電機(jī)，所述熱泵含有冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和膨脹閥，所述溫差發(fā)電機(jī)含有分別與來自熱水箱和冷水箱的熱水和冷水進(jìn)行換熱的熱力器和冷力器，所述冷凝器和蒸發(fā)器分別設(shè)置于封閉的第一換熱箱和第二換熱箱內(nèi)，所述第一換熱箱、熱水箱、熱水泵和熱力器通過第一循環(huán)管路連接構(gòu)成熱水封閉循環(huán)回路，所述第二換熱箱、冷水箱、冷水泵和冷力器通過第二循環(huán)管路連接構(gòu)成冷水封閉循環(huán)回路，所述第一循環(huán)管路在位于熱力器處設(shè)有第一旁路，所述第二循環(huán)管路在位于冷力器處設(shè)有第二旁路，所述壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)外接市電，所述水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別外接市電或連接溫差發(fā)電機(jī)的電力輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于所述溫差蓄能系統(tǒng)還包括溫水箱和水池，所述溫水箱串接于熱水封閉循環(huán)回路中的第一換熱箱與溫差發(fā)電機(jī)的熱力器之間，所述水池串接于冷水封閉循環(huán)回路中的第二換熱箱與溫差發(fā)電機(jī)的冷力器之間。
3.如權(quán)利要求2所述溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于所述溫差發(fā)電機(jī)是采用半導(dǎo)體的溫差發(fā)電機(jī)，所述熱力器和冷力器分別是使熱水和冷水分別流過所述半導(dǎo)體兩端的熱水通道和冷水通道。
4.如權(quán)利要求2所述溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于所述溫差發(fā)電機(jī)包括透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、液壓泵、氣化器和液化器，所述氣化器和液化器分別設(shè)置于封閉的第三換熱箱和第四換熱箱內(nèi)，所述透平機(jī)的機(jī)械力輸出端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接發(fā)電機(jī)的機(jī)械力輸入端， 所述透平機(jī)的氣室、液壓泵、氣化器和液化器通過第三循環(huán)管路連接構(gòu)成工質(zhì)封閉循環(huán)回路，所述溫差發(fā)電機(jī)的熱力器和冷力器分別是第三換熱箱和第四換熱箱。
5.如權(quán)利要求3或4所述溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于所述第一換熱箱、熱水箱、熱水泵、溫差發(fā)電機(jī)的熱力器、第一循環(huán)管路、第二換熱箱、冷水箱、冷水泵、溫差發(fā)電機(jī)的的冷力器、第二循環(huán)管路、第一旁路和第二旁路均設(shè)置有絕熱保溫層、防潮層和保護(hù)層； 所述溫水箱和水池均設(shè)置有絕熱保溫層、防潮層和保護(hù)層。
6.如權(quán)利要求3或4所述溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于所述壓縮機(jī)和水泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)均是變頻電機(jī)。
7.如權(quán)利要求4所述溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，其特征在于所述透平機(jī)是渦輪機(jī)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是變速箱。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫差蓄能網(wǎng)電調(diào)峰系統(tǒng)，屬于供電技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括熱泵、熱水泵、冷水泵、熱水箱、冷水箱和溫差發(fā)電機(jī)，溫差發(fā)電機(jī)含有分別與熱水和冷水進(jìn)行換熱的熱力器和冷力器，熱泵的冷凝器和蒸發(fā)器分別設(shè)置于第一換熱箱和第二換熱箱內(nèi)，第一換熱箱、熱水箱、熱水泵和熱力器通過第一循環(huán)管路連接構(gòu)成熱水封閉循環(huán)回路，第二換熱箱、冷水箱、冷水泵和冷力器通過第二循環(huán)管路連接構(gòu)成冷水封閉循環(huán)回路，循環(huán)管路分別在熱力器和冷力器處設(shè)有第一、第二旁路，熱泵和水泵的電機(jī)分別外接市電或連接溫差發(fā)電機(jī)的電力輸出端。該系統(tǒng)利用熱泵將多余網(wǎng)電轉(zhuǎn)換成熱能儲(chǔ)存，又利用溫差發(fā)電機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換成電能回饋電網(wǎng)，從而可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行有效調(diào)峰。
文檔編號(hào)H02J3/28GK202004467SQ20112001902
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者顧為東, 顏?zhàn)坑?申請(qǐng)人:顧為東