[发明专利]用于操作储存热能的装置的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于操作储存热能的装置的方法。

发明背景

存在对在现代能量技术领域内有效储存热能的需求。

例如，热能可以有利地储存在诸如水的流体中，其中流体在地面之上的绝缘贮水池中、在地面上的绝缘槽中或在地下的使用周围的大地作为绝缘的开凿的洞穴里。在很长的时间段中以很大程度保存流体的热能。现今，这些方法被用在世界的不同部分以便满足在不同季节之间储存热能的需求，例如储存暂时过剩的热量，之后在对过剩的热量存在需求时且优选地在其金融值更高时进行使用。主要的能量转换是从夏天的一部分(此时对供暖需求较低)到冬天的一部分(此时对供暖的需求更高)的转换。然而，通过将储存器用于短期变化并总是积极地储存过剩热量也大有获益。这些类型的储存器还可以用于储存将被用于冷却的冷却器的流体，以及用于具有中间的温度的流体，诸如在低温系统中使用的流体。

现今市场上可用的储存地下热能的装置具有的显著缺点是，在使用过程中其包含具有中间温度的大量能量。中间温度既没有高到足以用于不同类型的加热也没有低到足以用于冷却。

瑞典专利申请0950576-9公开了一种有效的热能储存器。然而，仍然存在对用于储存地下热能的更改进的装置的需求。

发明内容

根据本发明的一方面的目的是提供用于操作储存热能的装置的方法，该方法使装置在使用中更高效。

根据本发明的第一方面，通过用于操作储存热能的装置的方法来实现这些目的，所述装置包括具有垂直温度梯度的能量储存器，并且其中所述方法包括从能量储存器中取出第一温度的能量，用于在第一吸热系统中使用，使得在能量储存器中产生用于第二温度的能量的自由空间，并且其中第二温度高于第一温度。

由于从能量储存器中取出第一温度的能量，在能量储存器中产生了用于第二温度的能量的自由空间，这是有利的。第二温度的能量可以比第一温度的能量具有更广的应用范围且可以在可以是高温系统的第二吸热系统中使用。第一温度可以在15℃到65℃的范围内，且第二温度可以在50℃到100℃的范围中。这是第一温度和低温温度的优选温度区间。

该方法还可以包括从第一吸热系统接收能量，该能量具有低于第一温度和第二温度的第三温度，并且在能量储存器的具有第三温度的水平处提供该能量。当在第一吸热系统中使用该能量时，流体的温度被降低且因此在能量储存器中的温度低于第一温度和第二温度的水平处提供该能量。第三温度可以在4℃到25℃的范围内。然后具有该第三温度的能量可以诸如被用在冷却系统中，例如，用于进气的冷却盘管、房间的冷却盘管、风机盘管、地板下冷却盘管以及天花板冷却盘管。

该方法还可包括从放热系统接收第二温度的能量，并且在能量储存器的具有第二温度的水平处提供该能量。放热系统可以选自包括下列项的组：废热的工业设施或其它源、用于加热或用于组合式发电和加热的热电联产站(CHP)、太阳能电池板、热泵、生物燃料锅炉、电加热器或化石燃料锅炉。由于在取出第一温度的能量时在能量储存器中产生了用于第二温度的能量的自由空间，该空间可以填充第二温度的能量，即，填充比第一温度的能量具有更广的应用范围的能量。

该方法还可包括从放热系统接收第一温度的能量，并且在能量储存器的具有第一温度的水平处提供该能量。

该方法还可以包括从能量储存器中取出第二温度的能量，用于在第二吸热系统中使用，并且此后，从第二吸热系统接收第一温度的能量并且在能量储存器的具有第一温度的水平处提供该能量。当第二温度的能量被用在第二吸热系统中，温度被降低且因此在能量储存器中的温度低于第二温度的水平处提供该能量。

该方法还可以包括从能量储存器中取出第三温度的能量，用于在放热冷却系统中使用，并且此后，从放热冷却系统接收第一温度的能量并且在能量储存器的具有第一温度的水平处提供该能量。当第三温度的能量被用在放热冷却系统中，温度被升高且因此在能量储存器中的温度高于第三温度的水平处提供该能量。该冷却系统可以选自包含下列项的组：用于进气的冷却盘管、房间的冷却盘管、风机盘管、地板下冷却盘管以及天花板冷却盘管。应注意，当从能量储存器中取出第三温度的能量并且接着将其以更高的温度返回时，诸如人类和照明系统以及建筑物中的其它设备的热源本质上充当能量储存器的热源，用于之后可能的使用。在这个意义上，冷却系统是放热系统。