工作流体，其在装载模式和卸载模式下在闭合循环路径中依次通过压缩机、回热器、热
侧热交换器、涡轮机、回热器、冷却热交换器和冷侧热交换器循环，其中，所述冷却热交换器
冷侧热存储介质，其从第一冷侧热存储罐流过冷侧热交换器，并且流到第二冷侧热存
热侧热存储介质，其从第一热侧热存储罐流过热侧热交换器，并且流到第二热侧热存
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述冷却热交换器是散热器，其中，循环通过所述
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述冷却热交换器使热流体循环与散热件热接
工作流体，其在装载模式和卸载模式下在闭合循环路径中依次通过压缩机、回热器、热
冷侧热存储热交换器，其中，所述冷侧热存储热交换器配置成从冷侧热存储介质中移
第一流动路径，其配置成使冷侧热存储介质从第一冷侧热存储罐流过冷侧热交换器，
第二流动路径，其配置成使冷侧热存储介质从中间冷侧热存储罐流过冷侧热存储热交
热侧热存储介质，其从第一热侧热存储罐流过热侧热交换器，并且流到第二热侧热存
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述冷侧热存储热交换器是冷却塔。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述冷侧热存储热交换器是散热器，其中，流过
14.根据权利要求11所述的系统，还包括第三流动路径，其配置成使冷侧热存储介质从
第二冷侧热存储罐流到第一流动路径，并且将冷侧热存储介质从第二冷侧热存储罐注入第
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第三流动路径在进入冷侧热交换器的第一
流动路径和离开该冷侧热交换器的第一流动路径中间的位置处与第一流动路径相交。
在以发电模式操作的闭合循环系统中，使工作流体在装载模式和卸载模式下通过闭合
循环流体路径循环，该闭合循环流体路径依次包括压缩机、回热器、热侧热交换器、涡轮机、
以第一可变流量将冷侧热存储介质从第一冷侧热存储罐流过冷侧热交换器并与工作
将来自中间冷侧热存储罐的冷侧热存储介质流过冷侧热存储热交换器，并且流到第二
冷侧热存储罐，其中，所述冷侧热存储热交换器配置成从冷侧热存储介质中移除热量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述闭合循环系统是闭合布雷顿循环系统。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括基于冷侧热存储介质的温度改变第一可变流
19.根据权利要求18所述的方法，还包括以第二可变流量将冷侧热存储介质从第二冷
20.根据权利要求19所述的方法，还包括基于冷侧热存储介质的温度改变第二可变流
工作流体，其在装载模式和卸载模式下在闭合循环路径中依次通过压缩机、热侧热交
换器、涡轮机、冷却热交换器和冷侧热交换器循环，其中，所述冷却热交换器配置成从工作
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述工作流体在装载模式和卸载模式下沿相同
冷侧热存储介质，其从第一冷侧热存储罐流过冷侧热交换器，并且流到第二冷侧热存
热侧热存储介质，其从第一热侧热存储罐流过热侧热交换器，并且流到第二热侧热存
26.根据权利要求21所述的系统，其中，所述冷却热交换器是散热器，其中，循环通过所
27.根据权利要求21所述的系统，其中，所述冷却热交换器使热流体循环与散热件热接
工作流体，其在装载模式和卸载模式下在闭合循环路径中依次通过压缩机、热侧热交
冷侧热存储热交换器，其中，所述冷侧热存储热交换器配置成从冷侧热存储介质中移
第一流动路径，其配置成使冷侧热存储介质从第一冷侧热存储罐流过冷侧热交换器，
第二流动路径，其配置成使冷侧热存储介质从中间冷侧热存储罐流过冷侧热存储热交
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述工作流体在装载模式和卸载模式下沿相同
热侧热存储介质，其从第一热侧热存储罐流过热侧热交换器，并且流到第二热侧热存
32.根据权利要求29所述的系统，其中，所述冷侧热存储热交换器是冷却塔。
33.根据权利要求29所述的系统，其中，所述冷侧热存储热交换器是散热器，其中，流过
34.根据权利要求29所述的系统，还包括第三流动路径，其配置成使冷侧热存储介质从
第二冷侧热存储罐流到第一流动路径，并且将冷侧热存储介质从第二冷侧热存储罐注入第
35.根据权利要求34所述的系统，其中，所述第三流动路径在进入冷侧热交换器的第一
流动路径和离开该冷侧热交换器的第一流动路径中间的位置处与第一流动路径相交。
在以发电模式操作的闭合循环系统中，使工作流体在装载模式和卸载模式下通过闭合
循环路径循环，该闭合循环路径依次包括压缩机、热侧热交换器、涡轮机和冷侧热交换器；
以第一可变流量将冷侧热存储介质从第一冷侧热存储罐流过冷侧热交换器并与工作
将来自中间冷侧热存储罐的冷侧热存储介质流过冷侧热存储热交换器，并且流到第二
冷侧热存储罐，其中，所述冷侧热存储热交换器配置成从冷侧热存储介质中移除热量。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述工作流体在装载模式和卸载模式下沿相同
38.根据权利要求36所述的方法，还包括基于冷侧热存储介质的温度改变第一可变流
39.根据权利要求38所述的方法，还包括以第二可变流量将冷侧热存储介质从第二罐
40.根据权利要求39所述的方法，还包括基于冷侧热存储介质的温度改变第二可变流
本申请要求于2016年12月28日提交的美国专利申请号15/392,657的优先权，其全
用的工作流体之间转移热。热力发动机可以是可逆的，例如，它也可以是热泵，并且工作流
体和热交换器可以被用于转移热或冷到多个热存储器。给定系统内的热能可以以各种形式
的工作流体，该闭合循环流体路径包括至少两个热交换器、涡轮机和压缩机。在一些系统
中，还可包括一个或多个回热式热交换器。至少两个温度储存器可以保持热流体，其可被泵
送通过热交换器，从工作流体提供和/或提取热能。电动机/发电机可用于从系统中的热能
示例性系统可以包括：压缩机；回热器；热侧热交换器；涡轮机；冷侧热交换器；冷
却热交换器；以及工作流体，其在闭合循环路径中依次流通通过压缩机、回热器、热侧热交
换器、涡轮机、回热器、冷却热交换器和冷侧热交换器，其中冷却热交换器配置成从工作流
其他示例性系统可以包括：压缩机；回热器；热侧热交换器；涡轮机；冷侧热交换
器；工作流体，其在闭合循环路径中依次通过压缩机、回热器、热侧热交换器、涡轮机、回热
器和冷侧热交换器循环；冷侧热存储(“CTS”)介质；第一CTS罐；中间CTS罐；CTS热交换器，其
中CTS热交换器配置成从CTS介质中移除热量；第二CTS罐；第一流动路径，其配置成使CTS介
质从第一CTS罐流过冷侧热交换器，并且流到中间CTS罐；以及第二流动路径，其配置成使
合循环流体路径循环，其依次包括压缩机、回热器、热侧热交换器、涡轮机、回热器和冷侧热
交换器；以第一可变流量将冷侧热存储(“CTS”)介质从第一CTS罐流过冷侧热交换器并与工
作流体热接触，并且流到中间CTS罐；以及将来自中间CTS罐的CTS介质流过CTS热交换器，并
图2是在装载(charge)/热泵模式中的泵送热系统的工作流体和热存储介质的流
图3是在卸载(discharge)/热力发动机模式中的泵送热系统的工作流体和热存储
图7是图2‑3中的泵送热系统的示意透视图，该热泵送系统具有热侧和冷侧存储罐
图8示出用于具有ηc＝0.9和ηt＝0.95的水/熔融盐系统的热存储装载循环。虚线
图9示出用于具有ηc＝0.9和ηt＝0.95的图8中的水/熔融盐系统的热存储卸载(取
出)循环。虚线示出在装载和卸载循环之间具有可变的压缩比的泵送热系统中的热存储循
[0019] 图11示出水/盐系统的往返效率等高线。符号⊕ 和 代表目前(present)大型涡轮
[0020] 图12示出较冷的存储/盐系统的往返效率等高线。符号⊕ 和 代表本(present)大
图13是在装载/热泵模式中的具有用于工作流体的气体‑气体热交换器的泵送热
图14是在卸载/热力发动机模式中的具有用于工作流体的气体‑气体热交换器的
图15是在向环境间接放热的情况下在装载/热泵模式中的具有用于工作流体的气
图16是在向环境间接放热的情况下在卸载/热力发动机模式中的具有用于工作流
图17示出用于存储系统的热存储装载循环，所述存储系统具有气体‑气体热交换
器、能够降到显著低于室温的温度的冷侧存储介质以及ηc＝0.9和ηt＝0.95。
图18示出用于存储系统的热存储卸载循环，所述存储系统具有气体‑气体热交换
器、能够降到显著低于室温的温度的冷侧存储介质以及ηc＝0.9和ηt＝0.95。
图22和23是具有用于装载和卸载模式的分开的压缩机/涡轮机对的泵送热系统。
图30示出计算机系统，该系统被编程成实施各种方法和/或调节本公开的各种系
而易见的是，这样实施例仅通过举例的方式提供。在不背离本发明的情况下，本领域的普通
技术人员可以想到各种变型、改变和替代。应理解的是，对这里描述的对本发明的实施例的
各种替代可以被采用。应理解的是，本发明的不同方面可以被单独地、共同地或者彼此组合
明的范围。应注意的是，如这里所用的，单数形式“一”和“该”包括复数基准，除非文中另外
清楚地指出。另外，除外另外限定，这里使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的
而易见的是，这样实施例仅通过举例的方式提供。在不背离本发明的情况下，本领域的普通
技术人员将易于想到各种变型、改变和替代。应理解的是，在实践本发明时，对这里描述的
对本发明的实施例的各种替代可以被采用。旨在的是，以下权利要求限定本发明的范围并
如这里使用的，术语“可逆的”通常指这样的处理或操作，所述处理或操作在没有
大量熵产生(例如，能量耗散)的情况下经由处理或操作的一些特性中的极小改变可以逆
转。可逆的处理接近于处在热力学平衡的处理。在一些示例中，在可逆的处理中，能量的流
动方向是可逆的。作为替代，或者另外地，可逆的处理的操作的通常方向(例如，流体流动的
术语“次序”，如这里使用的，通常指按顺序的元件(例如，单元操作)。这样的顺序
可以指处理顺序，诸如，例如，流体从一个元件流动到另一个元件的顺序。在示例中，压缩
机、热存储单元和涡轮机按次序包括热交换单元上游的压缩机和涡轮机上游的热交换单
元。在这样的情形中，流体可以从压缩机流动到热交换单元并且从热交换单元流动到涡轮
机。流过按次序的单元操作的流体可以次序地流过单元操作。元件的次序可以包括一个或
多个介于中间的元件。例如，按次序包括压缩机、热存储单元和涡轮机的系统可以包括在压
工作流体的涡轮机和压缩机的发电机/电动机。工作流体的示例包括空气、氩气、二氧化碳
或气体混合物。闭合循环系统可具有热侧和/或冷侧。每侧可包括联接到一个或多个冷存储
容器和/或一个或多个热存储容器的热交换器。优选地，热交换器可以布置为逆流热交换
器，以获得更高的热效率。可以使用液体热存储介质，并且其例如可以包括在高温下稳定的
液体，比如熔融硝酸盐或太阳盐，或者在低温下稳定的液体，比如二醇类或烷烃比如己烷。
对于示例性熔盐和己烷系统，热侧熔盐可包括在约565℃的热存储和在约290℃的冷存储，
如果在布雷顿循环发电系统中多变效率涡轮机械小于100％，则可能需要在卸载
和装载循环之间耗散额外的热量。在一实施例中，可以在卸载循环上添加额外的冷却热交
换器，并将其设置在冷侧热交换器和涡轮机出口之间。在冷却热交换器中，工作流体可以与
工作流体路径中具有另一个热交换器，可以允许穿过冷侧热交换器的冷热存储(“CTS”)介
质在卸载循环期间加热到比输入到装载循环所需的温度更高的温度。然后可以将该较热的
CTS介质存储在中间罐中。然后可以使较热的CTS介质通过中间冷却机构并返回到最终的
CTS罐，准备用于装载循环。该实施例具有优于现有实施例的优点在于：(i)它不需要额外的
工作流体冷却热交换器和不同的热交换流体，以及(ii)它将所需的瞬时冷却功率与卸载循
环中的即时热量耗散需要分离。具体地，废热存储在CTS介质中，因此通过耗散相同数量的
焦耳但是在更大的时间量上，整个系统可以使用比先前实施例中所需的更少量的冷却功
率。在进一步的实施例中，冷侧热交换器中的工作流体温度可以高于环境压力下CTS介质的
沸腾温度。在一实施例中，可以增加CTS介质通过冷侧热交换器的流动，使得完成相同量的
冷却，但不允许CTS介质达到其沸点。在另一实施里中，可以允许CTS介质蒸发，利用其蒸发
(例如，产生电)。本公开的泵送热系统可以包括热力发动机和热泵(或制冷机)。在一些情形
中，热力发动机可以像热泵一样反向操作。在一些情形中，热力发动机可以像制冷机一样反
向操作。这里能够逆操作的热泵/热力发动机系统或制冷机/热力发动机系统的任何描述也
可被应用到包括分开的和/或分开的且可逆操作的热力发动机系统、热泵系统和/或制冷机
系统的组合。此外，像热泵和制冷机共用相同的操作原理(虽然目标不同)一样，这里的热泵
本公开的系统可以操作为热力发动机或热泵(或制冷机)。在一些情形中，本公开
的系统可以交替地操作为热力发动机和热泵。在一些示例中，系统可以操作为热力发动机
以发电，并且随后操作为热泵以存储能量，或反之亦然。这样的系统可以交替地并且次序地
操作为热力发动机、热泵。在一些情形中，这样的系统可逆地或实质上可逆地操作为热发
现在将参考附图，其中相同的附图标记自始至终指相同的部件。应理解的是，这里
图1示意性地图示使用热泵/热力发动机电存储系统的泵送热电存储的操作原理。
通过使用组合热泵/热力发动机系统，电可以被以在不同温度两种材料或介质的热能的形
式存储(例如，包括热存储流体或热存储介质的热能储藏器)。在装载或热泵模式中，功可以
被系统消耗用于将热从冷材料或介质转移到热材料或介质，因而降低冷材料的温度(例如，
显能)并且增大热材料的温度(例如，显能)。在卸载或热力发动机模式中，通过将热从热材
料转移到冷材料，因而降低热材料的温度(例如，显能)并且增大冷材料的温度(例如，显
能)，可以由系统产生功。系统可以被构造成确保由系统在卸载时产生的功是装载时消耗的
能量的有利部分。系统可以被构造成实现高的往返效率，这里被定义为卸载时由系统产生
的功除以装载时由系统消耗的功。此外，系统可以被构造成使用期望的(例如，可接受的低
的)成本的分量实现高的往返效率。图1中的箭头H和W分别代表热流和功的方向。
时热被转移到所述工作流体或从所述工作流体转移。本公开的热力发动机、热泵和制冷机
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