热能储存和取回系统的制作方法

本发明涉及热能储存。它适用于热泵和其它依赖热能储存的系统。

背景技术：

1、能量储存是调节能量供应的关键能力。例如，利用可再生能源的热泵必须适应经常的间歇性供应，以及相对于需求提供过少或过多的能量。平衡能源供应需要一种储存和取回能源的机制。例如，在工业、商业和住宅热泵中，在过量热能或电能可用时(如在白天)需要能量储存，而在需要能量用于加热时(如在晚上)需要能量取回。

2、砂子已被提议作为热能储存的介质。例如，参见schlipf等人在energy procedia的第69卷第1029-1038页(2015年)发表的“在填充床高温能量储存系统(high temperaturethermal energy storage system，httess)中使用砂子和其它小颗粒材料作为储热介质”。砂子等具有优异的比热容，并且如该文章作者所讨论的，可以廉价获得。然而，砂子不具有良好的导热性，从而导致热量储存和取回效率低下。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供用于热能储存的改进的系统和方法。

2、一个相关的目的是提供此类改进的系统和方法，其可用于热泵和其它热能系统的储热器。

3、本发明的另一目的是提供此类经济有效的改进系统和方法。

4、前述是本发明实现的目的之一，在一些方面，本发明提供了一种储热系统，其包括一条或多条流体输送通路，所述一条或多条通路含有传热流体并被设置成与成型石墨(例如膨胀石墨)热耦合。所述成型石墨又被设置成与粘结的骨料材料热耦合。

5、本发明的相关方面提供了一种储热系统，例如如上所述，其中所述一条或多条通路被设置成与膨胀石墨的层或所述成型石墨相邻并热耦合。

6、本发明的另一相关方面提供了一种储热系统，例如如上所述，其中膨胀石墨或其它成型石墨的层被设置成与粘结的骨料材料的层相邻并热耦合。

7、本发明的又一相关方面提供了一种储热系统，例如如上所述，其中成型石墨和/或粘结的骨料材料的层被压实。

8、本发明的再一相关方面提供了一种储热系统，例如如上所述，其中所述通路包括不锈钢和/或所述传热流体包括二氧化碳、低共熔混合物、传热油、全氟聚醚(pfpe)、碳氢化合物和制冷剂气体中的任何一种。

9、本发明的其它相关方面提供了一种储热系统，例如如上所述，其中所述粘结的骨料包括混凝土和/或砂子和硅酸钠的复合物。在进一步的相关方面中，粘结的骨料层包括倾斜延伸通过相应层的穿孔。

10、在其它方面，本发明提供了操作和/或制造储热器的方法，例如如上所述的储热系统的类型。一种此类方法包括将一条或多条流体输送通路放置成与成型石墨热接触，并且又将所述成型石墨放置成与粘结的骨料热接触，诸如，例如混凝土或砂子和硅酸钠的复合物。

11、本发明的相关方面提供了一种方法，例如如上所述，其中所述成型石墨和所述骨料包括层以及根据本发明的相关方面的被压实的层。

12、本发明的又一方面提供了一种方法，例如如上所述，其中该方法包括使加热的二氧化碳通过所述一条或多条通路。

13、本发明的这些和其它方面在下文和附图中是显而易见的。

1.一种储热系统，其包括：

2.根据权利要求1所述的储热系统，其中该成型石墨包括膨胀石墨。

3.根据权利要求1所述的储热系统，其中所述一条或多条通路设置成与该成型石墨的层邻接且是热耦合的。

4.根据权利要求1所述的储热系统，其中所述成型石墨设置成与骨料材料的层邻接并且是热耦合的。

5.根据权利要求1所述的储热系统，其中

6.根据权利要求5所述的储热系统，其中所述骨料材料的层包括相对于所述骨料材料的层的平面倾斜延伸的穿孔。

7.根据权利要求5所述的储热系统，其中这些层中的至少一层是压实的。

8.根据权利要求1所述的储热系统，其中所述通路包括不锈钢。

9.根据权利要求8所述的储热系统，其中所述通路包括不锈钢管。

10.根据权利要求1所述的储热系统，其中所述传热流体包括二氧化碳、低共熔混合物、传热油、全氟聚醚(pfpe)、碳氢化合物和制冷剂气体中的任一种。

11.根据权利要求1所述的储热系统，其中所述粘结的骨料材料包括(i)混凝土和(ii)砂子和硅酸钠的混合物中的任一种。

12.一种制造储热器的方法，其包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其中

14.根据权利要求13所述的方法，其中

15.根据权利要求12所述的方法，其中成型石墨包括膨胀石墨。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述通路包括不锈钢。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述通路包括不锈钢管。

18.一种储热的方法，其包括：