一种超临界CO2耦合相变储能材料的供热系统的制作方法

本技术涉及物理储能，具体涉及一种超临界co2耦合相变储能材料的供热系统。

背景技术：

1、2020年，“双碳”目标下，可再生能源开发得到前所未有的重视，在高比例不稳定的可再生能源消纳压力下，多省地方政府及电网公司提出集中式“新能源+储能”配套发展政策，2021年中央首次明确了储能是碳达峰、碳中和的关键支撑技术，储能技术对新能源大规模普及的价值充分体现并成共识，“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”推动储能市场与“风光”发电新能源市场繁荣共进。

2、目前，储热装置大都采用熔融盐储热，熔融盐具有低蒸气压，低的粘度，具有良好的传热性能等优点。但其依然存在问题：一是由于熔融盐的不稳定性，高温容易发生热分解反应；二是熔融盐凝固点高，在低温时容易固化，容易堵塞管道，限制了使用的温度范围，并且粘性会随着温度的变化发生改变，增加了泵送功率；三是熔融盐对储存装置材料技术要较高，装置成本高。

3、市面上主要是采用镁砖固体储热，采用热风循环作为中间换热介质，但其空气和水的换热系数远远小于水水换热系数，同样换热功率，换热器体积远远大于水水换热器，造成储热系统占地面积大。

4、由于采用空气作为中间换热介质，且空气和水的换热系数远远小于水水换热系数，因此，换热效果差；同样换热功率，换热器体积远远大于水水换热器。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的储能装置的换热效果差的问题，从而提供一种超临界co2耦合相变储能材料的供热系统。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，包括：co2压缩机，所述co2压缩机的出口与预热器的第一气体入口连接；超临界co2换热器，所述超临界co2换热器与所述预热器的第二气体入口连接，由所述co2压缩机流出的超临界co2与所述超临界co2换热器流出的超临界co2在所述预热器内进行换热；储热装置，与所述预热器的第一气体出口连接，所述储热装置用于加热由所述预热器流出的换热后的超临界co2，并加热至设定温度，所述设定温度的超临界co2回流至所述超临界co2换热器内；水源，与所述超临界co2换热器连接，所述设定温度的超临界co2与所述水热交换，所述水转变为蒸汽排出所述超临界co2换热器；冷却器，与所述预热器的第二气体出口连接，所述设定温度的超临界co2在所述超临界co2换热器内降温后，经所述预热器进入所述冷却器内冷却后回流至所述co2压缩机入口。

3、进一步地，还包括惰性气体储罐，所述惰性气体储罐设于所述冷却器与所述co2压缩机之间。

4、进一步地，所述惰性气体储罐与所述co2压缩机之间设有阀体。

5、进一步地，还包括压力感应装置，所述压力感应装置设于所述co2压缩机的入口处。

6、进一步地，所述储热装置内设有至少一个电加热器。

7、进一步地，所述储热装置与所述超临界co2换热器之间设有调节阀，所述调节阀用于控制所述设定温度的超临界co2的流量比例。

8、进一步地，所述水源与所述冷却器的连接管路上设有泵体。

9、进一步地，所述水源为水箱。

10、进一步地，所述水为除盐水。

11、进一步地，所述超临界co2换热器换热器采用微通道换热器或管壳式换热器。

12、本实用新型技术方案，具有如下优点：

13、本实用新型提供的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，包括：co2压缩机，所述co2压缩机的出口与预热器的第一气体入口连接；超临界co2换热器，所述超临界co2换热器与所述预热器的第二气体入口连接，由所述co2压缩机流出的超临界co2与所述超临界co2换热器流出的超临界co2在所述预热器内进行换热；储热装置，与所述预热器的第一气体出口连接，所述储热装置用于加热由所述预热器流出的换热后的超临界co2，并加热至设定温度，所述设定温度的超临界co2回流至所述超临界co2换热器内；水源，与所述超临界co2换热器连接，所述设定温度的超临界co2与所述水热交换，所述水转变为蒸汽排出所述超临界co2换热器；冷却器，与所述预热器的第二气体出口连接，所述设定温度的超临界co2在所述超临界co2换热器内降温后，经所述预热器进入所述冷却器内冷却后回流至所述co2压缩机入口。

14、该超临界co2耦合相变储能材料的供热系统由于使用超临界co2和水进行换热，换热系数远远大于空气和水的换热系数，提高了该超临界co2耦合相变储能材料的供热系统的换热效率；同时，该超临界co2耦合相变储能材料的供热系统的结构简单，易实现小型化，有效的减小占地面积；且相变储热材料稳定；储热密度高：可提供500℃以上稳定热源，相变潜热高，且工作温区宽，不存在低温堵塞连接管道问题；由于该超临界co2耦合相变储能材料的供热系统的工作温度高且合适，系统可以采用普通耐热钢，降低工程难度，降低工程造价。

15、该超临界co2耦合相变储能材料的供热系统采用超临界co2，临界密度0.448g/m3接近于液体，大于气体2个数量级，传热效率高，做功能力强；同时，超临界co2的黏性接近于气体，较液体小于2个数量级，因此，流动性强，易于扩散，使得系统循环损耗小、临界温度和压力较低，容易达到超临界状态，便于工程应用。

16、较常用的惰性气体，超临界流体的密度大、压缩性好，系统设备结构紧凑、体积小；且具有无毒、不燃、稳定的优点，对臭氧层无破坏，廉价易得。

17、提供
技术实现要素：
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

技术特征：

1.一种超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，还包括惰性气体储罐(7)，所述惰性气体储罐(7)设于所述冷却器(6)与所述co2压缩机(1)之间。

3.根据权利要求2所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，所述惰性气体储罐(7)与所述co2压缩机(1)之间设有阀体(8)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，还包括压力感应装置，所述压力感应装置设于所述co2压缩机(1)的入口处。

5.根据权利要求4所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，所述储热装置(4)内设有至少一个电加热器(41)。

6.根据权利要求5所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，所述储热装置(4)与所述超临界co2换热器(3)之间设有调节阀，所述调节阀用于控制所述设定温度的超临界co2的流量比例。

7.根据权利要求6所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，所述水源(5)与所述冷却器(6)的连接管路上设有泵体(9)。

8.根据权利要求7所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，所述水源(5)为水箱。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，所述水为除盐水。

10.根据权利要求1所述的超临界co2耦合相变储能材料的供热系统，其特征在于，所述超临界co2换热器(3)采用微通道换热器或管壳式换热器。

技术总结
本技术涉及物理储能技术领域，具体涉及一种超临界CO<subgt;2</subgt;耦合相变储能材料的供热系统，包括：CO<subgt;2</subgt;压缩机，CO<subgt;2</subgt;压缩机的出口与预热器的第一气体入口连接；超临界CO<subgt;2</subgt;换热器，超临界CO<subgt;2</subgt;换热器与预热器的第二气体入口连接，由CO<subgt;2</subgt;压缩机流出的超临界CO<subgt;2</subgt;与超临界CO<subgt;2</subgt;换热器流出的超临界CO<subgt;2</subgt;在预热器内进行换热；储热装置，与预热器的第一气体出口连接，储热装置用于加热由预热器流出的换热后的超临界CO<subgt;2</subgt;，并加热至设定温度，设定温度的超临界CO<subgt;2</subgt;回流至超临界CO<subgt;2</subgt;换热器内。该超临界CO<subgt;2</subgt;耦合相变储能材料的供热系统由于使用超临界CO<subgt;2</subgt;和水进行换热，换热系数远远大于空气和水的换热系数，提高了该超临界CO<subgt;2</subgt;耦合相变储能材料的供热系统的换热效率。

技术研发人员：穆丽宁,张加权,欧伟宝
受保护的技术使用者：杭州圣钘能源有限公司
技术研发日：20230213
技术公布日：2024/1/12