一種多級(jí)梯度相變蓄冷器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及能源儲(chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多級(jí)梯度相變蓄冷器。
【背景技術(shù)】
[0002]電能的大規(guī)模存儲(chǔ)是能源與電力系統(tǒng)發(fā)展的核心技術(shù)之一，其將改變電能生產(chǎn)、輸送和使用需同步完成的現(xiàn)狀，彌補(bǔ)現(xiàn)有電力系統(tǒng)中缺失的“儲(chǔ)放”功能，達(dá)到優(yōu)化電力資源配置、提高電能質(zhì)量、促進(jìn)可再生能源利用及節(jié)能減排的目的。據(jù)國(guó)家電力調(diào)度通信中心統(tǒng)計(jì)，隨著人民生活水平的提高和國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國(guó)電網(wǎng)負(fù)荷“峰谷差”的幅值將逐年增大，在電網(wǎng)中引入儲(chǔ)能系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)峰的迫切需求。儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)從電網(wǎng)吸收電能，在電網(wǎng)負(fù)荷峰值時(shí)向電網(wǎng)輸出電能，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)有助于解決“削峰填谷”經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題。
[0003]常規(guī)的儲(chǔ)能技術(shù)主要有飛輪儲(chǔ)能、電池儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能、抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和液態(tài)空氣儲(chǔ)能等。但是能夠持續(xù)數(shù)小時(shí)進(jìn)行大容量輸出的儲(chǔ)能技術(shù)主要包括:抽水蓄能、電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和液態(tài)空氣儲(chǔ)能，它們是少數(shù)幾種能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間和大容量(數(shù)百到數(shù)千兆瓦時(shí))儲(chǔ)能應(yīng)用的技術(shù)。抽水蓄能作為當(dāng)前最為成熟的大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)，具有效率高，儲(chǔ)能容量大，設(shè)備技術(shù)成熟等優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)受到蓄水池選址難的限制，阻礙了其大規(guī)模的推廣應(yīng)用。電池儲(chǔ)能因其成本高，生產(chǎn)及后續(xù)處理存在環(huán)境污染等問(wèn)題，目前難以推廣至大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域。壓縮空氣儲(chǔ)能以空氣內(nèi)能形式進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存，可以使用多種類型的儲(chǔ)存方式，包括地下鹽洞和高壓氣體儲(chǔ)罐等。
[0004]低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用液態(tài)空氣作為儲(chǔ)能介質(zhì)，大大提高了儲(chǔ)能的密度，具有容量大、轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)地理?xiàng)l件依賴、運(yùn)行方式靈活、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，具有大規(guī)模推廣應(yīng)用的潛力。系統(tǒng)采用低谷電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將空氣壓縮，利用上個(gè)周期儲(chǔ)存的冷能將空氣冷卻液化后進(jìn)入低溫儲(chǔ)槽中儲(chǔ)存;液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)釋能時(shí)，利用低溫栗將液態(tài)空氣從低溫儲(chǔ)槽中引出加壓，利用低溫蓄冷系統(tǒng)回收蓄存液態(tài)空氣復(fù)溫過(guò)程的冷能，使其吸熱復(fù)溫后推動(dòng)透平膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)做功，同時(shí)低溫儲(chǔ)冷系統(tǒng)回收儲(chǔ)存液態(tài)空氣中的冷能用于下一個(gè)周期的空氣冷卻液化。影響液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行效率的高低在于蓄冷過(guò)程冷量回收利用過(guò)程效率的高低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種多級(jí)梯度相變蓄冷器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中蓄冷介質(zhì)在儲(chǔ)冷和釋冷的過(guò)程中存在較大非穩(wěn)態(tài)傳熱溫差導(dǎo)致系統(tǒng)損失的問(wèn)題。
[000?]本申請(qǐng)實(shí)施例采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種多級(jí)梯度相變蓄冷器，用于低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能，包括多級(jí)蓄冷單元、及設(shè)于所述蓄冷單元內(nèi)的氣體換熱流道，所述多級(jí)蓄冷單元填充有相變蓄冷工質(zhì)，氣體流經(jīng)所述氣體換熱流道時(shí)與各蓄冷單元內(nèi)的相變蓄冷工質(zhì)逐級(jí)換熱。
[0008]優(yōu)選地，所述多級(jí)蓄冷單元包括多個(gè)串聯(lián)的獨(dú)立蓄冷單元，所述各級(jí)獨(dú)立蓄冷單元均填充一種固液相變材料，所述多級(jí)固液相變材料的固液相變溫度按照換熱溫區(qū)從300K?77K梯度分布。
[0009]優(yōu)選地，所述各級(jí)蓄冷單元以泡沫鋁為基體填充固液相變材料以增加換熱面積，依靠相變潛熱與流經(jīng)氣體換熱流道的氣體換熱。
[0010]優(yōu)選地，所述多級(jí)相變蓄冷工質(zhì)依次為甘油、二甘醇、正戊酸、丁基甲基醚、I戊醇、
正戊烷、二氯二氟甲烷、氯三氟甲烷。
[0011]優(yōu)選地，所述氣體換熱流道以列管或盤管形式布置于各蓄冷單元中，氣體通過(guò)流道依次與多個(gè)串聯(lián)的獨(dú)立蓄冷單元換熱。
[0012]優(yōu)選地，所述氣體換熱流道包括儲(chǔ)能進(jìn)氣流道、釋能出氣流道、及返流流道。
[0013]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的多級(jí)梯度相變蓄冷器設(shè)置多級(jí)蓄冷單元，所述蓄冷單元采用在300K?77K溫區(qū)的多級(jí)固液相變蓄冷工質(zhì)作為蓄冷工質(zhì)作為冷量交換介質(zhì)，如此，可在蓄冷單元內(nèi)部實(shí)現(xiàn)非常小的傳熱溫差，減小傳熱過(guò)程中損失，從而有利于提高系統(tǒng)儲(chǔ)能效率，即利用多級(jí)固液相變蓄冷工質(zhì)的高潛熱、寬溫區(qū)和高效傳熱效率提高效率，從而大大提高所述多級(jí)梯度相變蓄冷器的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0015]圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑亩嗉?jí)梯度相變蓄冷器示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0017]以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)各實(shí)施例提供的技術(shù)方案。
[0018]請(qǐng)參閱圖1所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N多級(jí)梯度相變蓄冷器，用于低溫液態(tài)空氣儲(chǔ)能，包括多級(jí)蓄冷單元Sr-Sn、氣體換熱流道I，2，3、及設(shè)于所述各蓄冷單元之間的絕熱隔層4。
[0019]所述蓄冷單元以泡沫鋁為基體填充固液相變蓄冷工質(zhì)，所述氣體換熱流道布置于所述蓄冷單元中，氣體流經(jīng)換熱流道與所述蓄冷單元逐級(jí)換熱。
[0020]本申請(qǐng)多級(jí)梯度相變蓄冷器包含η級(jí)蓄冷單元(η為自然數(shù))，所述相變蓄冷工質(zhì)的使用溫區(qū)為300Κ?77Κ，即所述η級(jí)蓄冷單元Sr"Sn內(nèi)填充的固液相變蓄冷工質(zhì)按照300Κ?77K分布。由此，所述多級(jí)梯度相變蓄冷器采用300K?77K溫區(qū)的相變蓄冷工質(zhì)作為蓄冷工質(zhì)，以所述多級(jí)梯度相變蓄冷單元作為冷量交換設(shè)備，可在蓄冷器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)非常小的傳熱溫差，減小傳熱過(guò)程中損失，從而有利于提高儲(chǔ)能效率。所述填充用固液相變蓄冷工質(zhì)