热能储存和取回系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种利用相变物质的热能储存和取回系统及其方法。

背景技术

储能是调节能源供应的重要能力。可再生能源往往是间歇性的，且相对于需求供应过少或过多动力。平衡能源供应需要一种机制来储存和回收能量。相变物质中的热能是一个有吸引力的选择，因为大量的热量可以储存在一个相对较小的体积中。然而，将物质包含在固相中并确保在蓄能/释能循环期间有足够的热量输入和输出固体物质是一个重大的工程挑战。热性能通常会随着储存的热能量和热循环次数的增加而降低。

本发明的目的是提供改进的系统和方法来储存和取回热能。

进一步的目的是提供能以低成本实施和操作的这种系统和方法。

本发明的更进一步的目的是提供耐用且能可靠操作的这种系统和方法。

发明内容

上述是本发明所达到的目的之一，本发明在某些方面提供了一种热能储存和取回系统，该系统具有含工作流体的腔体和传热表面，传热表面横向于重力场设置在腔体中并与由工作流体形成并漂浮在其中的冰是热耦合的。传热表面将热量从与传热表面热耦合的传热介质传给该冰。根据本发明的各方面，其中冰的密度比工作流体小，传热表面设置在(相对于重力场而言)形成冰的腔体区域或入口的上方。根据本发明的一些方面，其中冰的密度比工作流体大，传热表面设置在该区域的下方。

本发明的相关方面提供了系统和方法，例如，如上所述，其中传热介质是流体，比如，例如异丁烷。

本发明的进一步相关方面提供了系统和方法，例如，如上所述，其中传热介质流经传热表面以与冰进行热交换。根据本发明的一些方面，这可以通过传热表面的通道。

本发明的其他方面提供了系统和方法，例如，如上所述，其包括设置在外部但与腔体流体耦合的可泵送制冰机，以用工作流体制冰。可泵送制冰机可以从腔体的出口获取工作流体，并通过上述区域的腔体入口将所得的冰送入到腔体中。在本发明的相关方面，可泵送制冰机制成的冰作为冰和工作流体的浆液的一部分。

本发明的其他方面还提供了系统和方法，例如，如上所述，该系统和方法利用设置在腔体的横向于重力场的上述区域中的一块冷板来形成冰。在本发明的相关方面，该冷板可以被加热以松开积冰，从而将冰增层释放到腔体的工作流体中。

本发明的相关方面提供了系统和方法，例如，如上所述，其中工作流体是水。

本发明的其他方面还提供了系统和方法，例如，如上所述，其中，在冰的密度比工作流体小时，则传热表面设置在腔体中工作流体的表面下方，否则设置在腔体的底部上方。根据本发明的相关方面，传热表面包括至少一个凹面，以收集漂浮在工作流体中由工作流体形成的冰。如果冰的密度比工作流体小，这可以防止冰到达工作流体的表面，否则(即，如果冰的密度更大)可以防止冰到达腔体的底部。

然而，本发明的其他方面提供了系统和方法，例如，如上所述，其能在(i)蓄能模式操作，其中冰在腔体内聚集，和(ii)在释能模式操作，其中来自传热介质的热量被传递给聚集的冰，以冷却传热介质并将冰转化为工作流体。

本发明的上述和其他方面在附图和本发明内容之后的讨论中是明显的。

附图说明

通过参照附图，可以获得对本发明更全面的了解，其中：

图1是本发明的一个实施例的剖视图，其中腔体通过外部泵供应固相物质；

图2是铝制微通道的视图，结构化物质可在本发明实施例中用作传热表面：

图3是系统流程图，示出在本发明实施例中储热器与外部固相泵和热源的连接；

图4是本发明实施例的剖视图，其中腔体由形成于冷凝表面的固相物质供应；

图5描述了在本发明实施例中在冷凝表面上形成固相物质的循环；以及

图6是系统流程图，示出在本发明实施例中图4的储热器与加热源和冷却源的互操作性。

具体实施方式

概述

根据本发明的储能系统消耗能量以将工作流体凝结为固体或“冰”的形态，随后利用所述冰从传热介质中提取热量。该系统利用重力和工作流体的流体和固体(冰、)形态的相对密度在腔体内移动冰，并在从传热介质中提取热量时，使熔化的冰与传热介质保持热接触。

作为非限制性示例，根据本发明的系统可应用于工业冷却、商业冷却和住宅冷却，其中在夜间和其他非高峰时段可用的多余电能可用于将工作流体凝结成冰，随后在高峰时段以冷却设备、物质或建筑物和住宅的环境空气。根据本发明的系统也可用于产生冰的应用场合，例如，用电能产生冰，同时用它来提取来自工业系统、商业系统和/或住宅系统的热量。

在实践中，根据本发明的系统具有包含工作流体的腔体；横跨腔体设置的传热表面，以收集冰并确保它从传热介质中吸收热量；以及由腔体中的工作流体形成冰的机制。下面的实施例中描述了两种这样的机制，不过，本发明还考虑了其他机制。在第一种机制中，固相物质或冰自用于冷凝工作流体的外部系统泵入腔体。(在这里以及在接下来的讨论中，工作流体的冰或固相的形成也称为“凝结”或“冷凝”)。在第二种机制中，工作流体被冷凝至腔体的表面。一旦产生了适量的固相物质，就通过稍微加热该表面将其放开。这个过程可以重复任何次数，以产生足够体积的固相物质。

在这两种机制中，传热表面被置于腔体中，且以如下方式被成形：(i)当固相在工作流体中向上或向下漂浮时(取决于工作流体及其冰的相对密度)，收集并包含固相；(ii)当固相熔化时，保持与之接触。在固相比腔体中周围的液态工作流体密度大的实施例中，传热表面位于固相形成部位或入口的下方。在固相密度较低处(例如，在水作为工作流体的实施例中就是如此)，传热表面位于固相形成部位或入口的上方。通过如此布置传热表面，例如，使其表面呈杯状(或以其他方式提供凹面)，熔化的冰将保持与传热表面的连续接触，从而通过本领域已知的连续接触熔化过程提高传热率。

下面描述及在图中说明的是根据本发明的系统及其操作方法，其储存固相物质并吸收热能以将固相物质转化为液相。根据应用，这些系统可被操作以在吸收热能的同时在腔体中形成固相物质或不依赖于吸收热能的情况下(例如来自工业系统、商业系统和/或住宅系统)形成固相物质。

根据本发明的热能储存和取回系统的优点包括以低成本和在热源和储热系统之间的低温差吸收大量的热量。作为非限制性示例，这两个特点对于从热机中产生能源是可取的，因为热机需要排出与所产生的动力成比例的热量，并且这种热机的效率随着温差的减小而增加。

当与这种发动机结合使用时，根据本发明的系统最好理解为储存用于凝结固体物质的电能，然后释放该能量以增加热机的动力输出。按照热力学原理的要求，虽然这个过程的往返效率低于100％，但储热系统仍然实现了一个有价值的目的，即当电能的生产成本较低时，可以将其储存起来，而当发电资源短缺(通过外部热机)时回收能量。

参照附图，图1-6所示和下文讨论的储能系统的部件通过管道、导管、管路或本领域已知类型的其他结构联接，这些结构适合于限定流体路径(或回路)，并沿附图中说明和下文描述的路径输送工作流体和传热流体。该路径和这些结构在图1和图4中被表示为管路，并在图3和图6中按惯例用实线和方向箭头表示。

图1是根据本发明的系统的剖视图，包括容器100，其内部限定有腔体120，该腔体具有分别由管道110和220形成的入口和出口，并在其中设置了传热表面160。容器100还可以包括一个或多个总管150,210、支座170、管道110,130,220，以及图中所示和下文讨论的其他基础结构。虽然传热表面160、支座和立柱170-190以及总管150、210在图中示出为单独的结构(在图示的实施例中，这些结构即使不是全部也是大部分包含在腔体120和容器100中)，那么其他实施例可以在这些方面的一个或多个中是有所不同的。例如，那些部件150-210中的一个或多个可能至少部分地设置在容器100和/或腔体120的外部和/或与之成一体。同样地，尽管管道110、130和220在图中示出为单独的结构(在图示的实施例中主要设置在腔体120和容器100外部)，但其他实施例可以在这些方面的一个或多个中是有所不同的：例如，那些部件110、130和220中的一个或多个可能与容器100成一体和/或更充分地设置在它和/或腔体120中。上述情况同样适用于图4实施例中的类似部件和结构。

容器100在此示出的是前表面被切开以呈现其中所含部件的构造，例如如图所示，该容器可包括金属、塑料、陶瓷和/或根据本文教导进行调整的本领域已知的其他合适的物质，以限定适于容纳工作流体F和一个或多个元件110、130-220的腔体120。在操作中，容器100的腔体120充分注满工作流体(以其单独的液体形式或以与其固体形式相结合的形式、)，使液体的高度高于表面160。

图示实施例中的工作流体是水。然而，本领域技术人员将理解，其他物质-特别是那些在图示系统的操作范围内经历相变的物质-可以用于这种意图，并且如从本文的教导明显看出，可以替代或补充使用。在下面的讨论中，为方便起见，工作流体通常称为“水”，尽管(如刚才所指出的、)它也可以包括其他物质或附加物质。同样，该流体的凝结或固相形式通常被称为“冰”，不管它是水还是其他工作流体成分的固相。

管道110、130包括导管、管道、管路或如根据本文教导进行调整的本领域已知类型的其他结构(统称为“管道”)，以将液体和/或固体形式的工作流体输送到腔体120中和/或从腔体120中送出。这些管道可以包括金属、塑料、陶瓷和/或本领域内适于此类意图的其他物质，所有这些都可以根据本文的教导进行调整。

管道110与容器110物理联接并与腔体120流体联接(例如，如图所示)以限定端口，工作流体及其冰的浆液-被称为“可泵送的冰”-通过该端口进入腔体120中。在工作流体的密度大于其冰(或固相形式)的实施例中，管道100与容器100和腔体120相联接，使浆液在传热表面160下方的区域R进入。这就保证了在操作的蓄能阶段，当冰在区域120包含的工作流体中上升时，流入浆液中的冰成分可以由横向设置的传热表面160所收集和包含，从而在释能阶段促进持续的接触熔化，正如本文其他地方所讨论的那样。相反，在工作流体密度小于其冰密度的实施例中，管道100与容器100和腔体120相连接，使浆液在传热表面160上方的区域R流入。这同样保证了，当它在区域120包含的工作流体中下沉时，流入浆液中的冰成分可以由表面160收集和包含，从而促进持续的接触熔化。在这里和本文其他地方所用，“上方”、“下方”、“上升”、“下沉”等术语是按惯例使用以限定方向性和/或相对于系统所设置的重力场G的相对位置。

管道130与容器110物理联接并与腔体120流体联接，以限定端口，工作流体通过该端口从腔体120和容器100流出，例如，当它由通过管道110进入容器100的浆液移出时。与管道110形成的端口一样，在工作流体密度大于其冰密度的实施例中，由管道130形成的端口设置在例如传热表面160下方的区域R内；否则，由管道130形成的端口设置在表面160上方。管道130将腔体120流体连接至如图3所示和下文所述的形成外部流体回路的一部分的可泵送制冰机和/或其他设备。

传热表面160横向于重力场G设置在腔体120中，传热表面将来自于与表面160热耦合的传热介质的热量传递给漂浮在工作流体中且由表面160收集的冰。如其他地方所述，如果冰密度小于工作流体密度，则传热表面160设置在冰进入腔体120的区域R上方；否则，它设置在该区域R下方。如本文所采用的术语“横向”指的是横跨，且例如与术语“对齐”对比使用。在图示的实施例中，传热表面是横向的，即它关于重力场是水平的-或者，更一般地说与重力场成倾角地设置，并且因此在系统运行的蓄能阶段当冰在工作流体中向上(或向下)浮动时，传热表面会收集冰，并在运行的熔化或释能阶段与它保持接触。

为了促进收集流入上述区域的冰并防止其到达工作流体的表面(或腔体的底部，如果冰密度大于工作流体密度)，表面160可以包括一个或多个朝向区域R开放的凹室(或其他凹面)。在图示的实施例中，这是通过传热表面160在区域R方向呈杯状实现的。为了进一步促进冰的收集并确保其与传热表面160保持热接触，如果冰的密度小于工作流体的密度，则该表面160最好设置在腔体160中工作流体的表面下方，否则设置在腔体120的底部上方。

在图示的实施例中，表面160包括挤压铝材，尽管其他金属或其他物质如塑料、陶瓷、复合物质和/或根据本文教导进行调整的本领域内已知的其它合适的物质也可以替代或补充使用。不过为了保证固相工作流体(冰)和传热物质之间的热传递，优选传热物质(在图示的实施例中)是一种流体，如异丁烷，然而根据本文的教导，其他物质、液体、气体和/或固体的选择属于本领域技术人员的知识范围。

为了促进冰和传热物质(或更具体地说，传热流体)之间的热传递，图示实施例的传热表面160包括多个以平面构造排列的平行通道。在图示的实施例中，平行通道是由挤压的铝材形成的，虽然可以替代或补充使用其他通道形成技术。图2所示的是带有通用尺寸的挤压铝材管的示例。另外，在图2中，标记230是在挤压铝材中形成的通道，通道在物质的整个长度上延伸。标记240是界定空通道的连续铝结构。

图示实施例的支座和其他基础结构在附图中示出并讨论如下。将理解地是，这是非限制性示例，且其他支座/基础结构的构造可以替代或补充使用，鉴于本文的教导，所有这些都是在本领域技术人员的知识范围内。图示管道140将储能系统100连接至用于将经传热表面循环的传热流体的外部流体回路。它终止于总管150。总管150将来自管道140的传热流体横跨分流至传热表面160的宽度，以实现传热流体的均匀流动。回到图1，传热表面160机械连接至水平支座170。该表面绕过支座170下面，并在另一侧露出，在那里传热表面作为腔体120的上边界表面。水平支座170机械连接至立柱180和190。这些立柱使水平支座170能够抵住收集在表面160下面的固相物质的竖向浮力。水平支座和竖向立柱的类似构造用来支撑传热表面160的另一侧。传热表面160连接至总管210，总管210将传热流体从160的流动回流至单个管路中。总管210连接到管道220，管道220为工作流体的循环提供了外部端口。

下文将结合图3讨论图1的储热系统的操作，图3示出示例性流体回路的外部连接件、部件以及流经这些部件的流动，而储热系统可能构成示例性流体回路的一部分。以本文讨论的方式操作这些部件(例如，为了蓄能或释能系统100)-以及更普遍的，在本文附图中图示的泵、阀和其他活动部件可以由操作者(未图示)“人工”、由机器(例如，由数字数据处理器、PLC或其他控制设备或其组合(未图示))、或由人和机器的组合来实现，所有这些都是根据本文教导进行调整的本领域的惯例。

系统100的蓄能过程从可泵送冰系统250开始，该系统将通过管道130从腔体接收的工作流体冷凝成冰，尤其是冰/流体浆液。为此，可泵送冰系统250可由电力驱动，不过在其他实施例中，可采用替代形式的电力。事实上，在有多余的冰可用的环境中(例如，作为其他过程的副产品，自然的或其他的)，可以使用这些冰代替使用可泵送冰系统或类似系统来形成冰。

无论如何，可泵送冰系统是商业上可用的产品，它产生的冰和水的混合物可以用标准的泵送技术进行输送。本领域技术人员将理解，其他部件或部件的组合可以代替或补充使用图示的可泵送冰系统250，以从工作流体中产生冰，重新引入腔体120。在图示的实施例中，可泵送冰系统连接到泵260。泵将冰和水的混合物输送到管道110，该管道是储热器的入口。管道110将冰/水混合物输送到图1所示的储热器100中。请注意，图3中的管道110对应图1中的管道110。当冰/水混合物被泵入储热器100、尤其是其腔体120时，流体经图3中的管道130流出储热器。请注意，图3中的管道130对应图1中的管道130。管道130回接至图3中的可泵送冰系统250以完成流体回路。

为了将热量存入储热器或者换一种方式释出系统，集热系统270从外部源吸收热量并将其传递给经流体回路部件270、280和100循环的传热流体。如前所述，外部源可以是工业、商业或其他方面。如上所述，可以包括异丁烷或其他物质的传热流体流出集热系统270，流入泵280。该泵经管道140将传热流体输送到储热器100。图3中的管道140对应图1中的管道140。它将传热流体导入储热器，在那里它可以积存热能并熔化固相物质。传热流体经管道290离开储热器100，该管道对应图1中的管道290。从那里，传热流体返回到集热系统270以完成流体回路。

结合图3所示的两个循环的组合提供了一种用固相物质蓄入储热器并将热能释出储热器的方式。

图4示出替代实施例。该实施例以与上文讨论的图1相似的方式构造和操作，但不同之处讨论如下。

在图4的实施例中，固相物质是通过将工作流体冷凝到冷凝表面而不是像图1那样被泵入腔体而产生的。图4是容器的剖视图，该容器包括腔体、传热表面和冷凝表面。如上所述，前表面已被移除以示出内部。在本实施例中，工作流体F注入容器100至传热表面420上方的高度。

在这个实施例中，冷凝表面为储热系统形成了固相物质。接下来将描述专门用于冷凝表面的部件。管道310将储热系统连接至用于传热流体的外部回路，并将流体经容器100的壁输送到总管320。总管320将传热流体的流动横跨分流在冷凝表面330的宽度。在这个实施例中，冷凝表面330是由图2示出和上文讨论的那种铝制微通道的条状物组成。冷凝表面围在水平支座340下面并形成腔体370的下表面。冷凝表面330连接到总管380。水平支座340由立柱360和350支撑。总管380将来自冷凝表面的传热流体合并将其输送到管道390。管道390将传热流体经容器100的壁传送至外部流体回路。

现在转到传热表面中的部件，管道140将用于传热表面的传热流体传送到储热器中。它连接到总管410。总管410沿着传热表面的宽度分布传热流体。总管连接到传热表面420。在本实施例中，传热表面420也是由如图2所示的挤压的微通道材料组成。从上方看，传热表面由水平构件430支撑。传热表面也延伸到腔体370上方，在那里形成包含固相物质的表面。

转向支撑结构和基础结构，水平构件430由立柱350和360固定到位。这些立柱为水平构件430提供结构的支撑，以抵住由固相物质施加到传热表面420的浮力。传热表面在另一侧由水平支座和一对立柱的类似组合来支撑。该表面连接至总管450。总管450汇流来自传热表面的传热流体的流动。总管连接到管道220。管道220将传热流体输送出储热系统。它为供应传热流体的外部流体回路提供了连接点。在本实施例中，用于制成固相物质的蓄能阶段的操作步骤示出在图5中。

在蓄能阶段，生产通过步骤的循环进行，其能够使任意量的固相物质在传热表面下积聚，传热表面仅受系统的几何限制。

该循环从步骤(a)开始，其中冷凝表面330上不带物质，传热表面420可能有一些积聚的固相物质430。请注意，图5中的冷凝表面330对应于图4中冷凝表面330位于区域R的部分。类似地，图5中的传热表面420对应于图4中传热表面420在区域R上方收集浮冰的部分。

回到图5，循环进行到步骤(b)，其中通过在低于物质冰点的温度下使传热流体循环经过表面，在冷凝表面上形成冰片440。随着在表面上形成固相物质，从工作流体到传热流体的传热开始下降，因为热量必须通过积聚的固相物质传导。在优选的实施例中，这种积聚将被限制到冷凝表面上大约1厘米(cm)的固相冰物质。达到该厚度后，循环进入步骤(c)。在这个步骤中，循环传热流体的温度增加到固相熔点的水平之上。熔化发生在冷凝表面和积聚的固相层450之间的交界面处。当该层充分熔化后，固相物质由于其浮力而脱离冷凝表面，并通过工作流体上升，并在传热表面下方停留。

在循环的步骤(d)中，积聚的固相物质被图示为物品460。在循环的这一阶段，经传热流体的作用，冷凝表面的温度降低，现在传热流体以低于工作流体冰点的温度供应。

一旦冷凝表面恢复到初始温度，循环就会回到步骤(a)并重复进行，直到积聚了足够的固相物质。

实施图5中的循环所需的系统部件和互连件示出在图6的示意图中。本图中描述的储热器100对应于图4所示储热器的实施例。如上所述，图示部件的操作可由操作者(未图示)“人工”、机器(例如数字数据处理器、PLC或其他控制装置或其组合(未图示))、或由人和机器的组合来实现，所有这些根据本文教导进行的调整都是本领域的惯例。

从热量转移到储热器的传热表面开始，冷却的传热流体经管道220离开储热器。这与图4中标记220图示的管道相同。在图6所示的实施例中，管道220连接到泵570。该泵增加了流体的压力并将其传送到热源580。在图示的实施例中，流体在其进入泵的时候被认为是液态。

热源580提高了传热流体的温度。在本实施例中，热源是高温储热单元。其他包括锅炉或热交换器的实施例也是可能的，以从工艺流体(如蒸汽)中除去废热。流体在其通往透平机590的通路上离开热源。在优选的实施例中，流体处于超临界状态。在其他实施例中，流体可以是过热的气态或混合相。

透平机590摄入加热的传热流体，通过降低压力从流体中提取机械功。这同时降低了流体的温度。本领域技术人员将理解，多个透平机的串联组合、并联组合或两者都可用于从流体中提取机械功。在优选的实施例中，流体在其离开透平机并进入储热器100时处于低压气态。

在储热器中，气体的汽化潜热通过熔化接触储热器中传热表面的固相物质而被提取。热量的提取使传热流体凝结成液相。传热流体经管道220离开储热器，完成流体回路。

结合上述循环，形成固相物质的循环可以同步或不同步地运行。该循环的步骤示出在图5中。相应的流体回路从图6中图示的管道390开始。这条管道与图4中的管道390也是对应的。经管道390输送的传热流体连接到阀500和560。

考虑图5中所示的循环的第一步骤(d)、(a)和(b)。在这些步骤中，阀500和阀460是打开的，阀560和阀530保持关闭。在这个构造中，部件480、490、500、510和520根据热泵的原理运行，以降低经阀500进入这些部件并经阀460离开的传热流体的温度。在这个实施例中，离开阀500的传热流体是气态的。

离开阀500的流体进入压缩机490。在压缩机中，气体的压力和温度得以提高。从压缩机490出来，流体进入热交换器480。

热交换器480将流体从压缩机490传输到减压器470。此外，热交换器还从流体中去除热量。在优选的实施例中，流体在其穿过热交换器时从气态冷凝为液态。流体的热量通过热交换器转移到第二流体，该第二流体经热交换器中独立的第二流体路径进行循环。该路径由热交换器480、泵520和散热器510组成。这些部件共同构成了流体回路，该回路将热量从离开压缩机490并进入减压器470的流体中移除。

散热器510可以是本领域技术人员已知的任何装置之一，包括冷却塔、被动散热器或水体。

返回到离开热交换器并进入减压器470的液相流体。图示实施例中的减压器是能量回收透平机。其他选项也是可能的，包括毛细管或可调阀。离开减压器的流体进入阀460。

如上所述，在图5中描述的循环的(d)、(a)和(b)部分中，阀460将保持打开，而阀530保持关闭。因此，流体从阀460被传导到管道310，在那里其进入储热器。图6中的管道310对应图4中的管道310。

在储热器内，传热流体从储热器内的工作流体中吸收热量。在本实施例中，热量将传热流体完全汽化。由此产生的气相物质经管道390离开储热器，从而完成了用于图4中(d)、(a)和(b)阶段的流体回路。

对于图4中循环的步骤(c)，阀460、阀500、阀530和阀560被构造成相反的状态。也就是说，阀460和阀500保持关闭，阀530和阀560保持打开。从端口390离开的流体现在流经阀560。

阀560将流体传导至加热器550。加热器550将流体的温度提高到储热器中工作流体的熔点之上的水平。在本实施例中，加热器是电加热装置。其他装置也是可能的，包括从替代的高温源提供热量的热交换器。

流体从加热器550离开，进入泵540。该泵将流体输送到阀530。根据上述规定，在图4中的循环步骤(c)中，阀530保持打开，而阀460保持关闭。因此，流体从阀530循环到管道310，该管道310连接到储热器。

图6中图示的管道310对应图4中的管道310。该管道将工作流体输送到储热器内。在那里，由图6中的加热器550提供给传热流体的额外热量熔化了一部分已在冷凝表面形成的固相物质，如图5中的步骤(c)所示。

经管道390离开储热器100的被冷却的流体因此完成了图5步骤(c)的流体回路。

当系统按照图6中的示意图构造并按照图5中的循环操作时，系统将在形成固相物质时吸收电能。然后，当热机运行时，储热器提供了固定的、低温的散热器，该散热器吸收了热机的排热。这回收了用于形成固相物质的相当一部分电能，作为热机增加的动力输出。这种输出动力可以作为机械能使用，或通过发电机转换为电能。

上文描述并在附图中图示的是满足前面所述目的的系统和操作方法。将理解地是，图示的实施例只是本发明的示例，且与本文所示和所述不同的其他实施例也包含在本发明中。因此，例如，虽然前面示例描述了根据本发明用于储热器和热回收系统的一些选定的部件，但本领域技术人员会理解，其他部件可以包括在这些系统的流体路径中，替代或补充图中所示和上面讨论的那些部件，包括，例如，压力和温度传感器、安全阀、管道和配件、过滤器、油分离装置和支持系统中特定选择部件的操作所需的器械。本领域技术人员会进一步理解，诸如“泵”、“可泵送制冰机”等部件都可以由提供类似功能的替代装置来实现。