储液体的等压线的形式。因此，充电循环和放电循环中的温度差ΔΤπ?η和ATmax分别比图1中所示没有流分裂的情况中明显要小。因此，系统的往返效率增加，而与热交换器的大小无关。
[0041]本领域技术人员将会知道，热交换器中的热传递的热流温度图在本发明的备选实施例中可具有不同形式。例如，有可能的是，流分裂点的左侧的工作流体等压线的梯度大于分裂点的右侧的工作流体等压线的梯度。这会指示从冷存储池和中间池所输出的流在充电期间在分流器处相结合，而在放电期间在分流器处被分开。
[0042]温度曲线因热存储介质中的显热存储而在时间上是固定的。因此，虽然热交换器中的热存储介质的容积保持恒定，但是热流体存储池、中间存储池和冷流体存储池中存储的热的和冷的热存储介质的容积发生变化。另外，热交换器中的温度分布保持恒定。
[0043]图5示出本发明的一个备选实施例，其中串联的两个不同热交换器16a、16b通过分流器18来分隔。图5示出这个实施例的充电循环，其中向第一热交换器16a馈送来自冷存储池20的热存储介质。离开第一热交换器16a的热存储介质进入分流器18，其中将热存储介质的一部分转向中间存储池22。将热存储介质的其余部分馈入第二热交换器16b。将离开第二热交换器16b的热存储介质路由到热存储池24。工作流体沿与热存储介质流相反的方向经过第一热交换器16a和第二热交换器16b 二者。放电循环期间的这个跨临界TEES系统的操作等效于针对图3所述的循环。有利的是，这个实施例避免了对于将分流器定位在热交换器内的需要。要注意，流率的改变点在分流器的位置发生。
[0044]图6示出另外的备选实施例，其中划分热交换器16a、16b，以便使热存储介质在连续通路上能够进入和离开中间存储池22，而不是具有内部分流器布置。在这个备选实施例中，在TEES充电循环期间，在第一热交换器部分16a之后把来自冷存储池20的所有热存储介质路由到中间存储池22，并且然后热存储介质的一部分从中间存储池22经过管道输出并且被馈入第二热交换器部分16b以及随后到热存储池24。放电循环期间的这个跨临界TEES系统的操作等效于针对图3所述的循环。有利的是，这个实施例避免了对分流器的需要。通过将第一热交换器16a和第二热交换器16b的热存储介质的流率控制成使得热流温度图(如图4中所示)上的典型等压线将紧密跟随表示工作流体的等压线的形式。因此，可存在通过每个存储池的热存储介质的流率的改变。要注意，流率的改变点在中间存储池22的输入或输出处发生。
[0045]在本发明的、其中通过中间存储池的流率发生改变的每一个实施例中，要理解，来自和送往冷存储池和热存储池的流率的改变因此将会发生。
[0046]图5和图6的充电循环的以上描述讲述在充电循环期间将热存储介质的一部分输入中间存储池22中。但是，本领域技术人员将清楚地知道，TEES系统可在充电循环期间从中间存储池22输出热存储介质的一部分，其中这会在热传递的热流温度图中引起表示热存储介质的等压线与表示工作流体的等压线接近地平行延伸。在本发明的另外的实施例中，将第二中间热存储池加入热存储介质环路。在这个实施例中需要热交换器内的第二流分裂/结合点。在这种热交换器中的流被控制成具有不同流率的情况下，关联温度曲线则会示出三个不同梯度段。这个实施例会通过热存储介质温度曲线中的另外的线性段来表示，由此使工作流体和热存储介质的温度曲线能够更准确地跟随平行通路。
[0047]设想本发明的另外的实施例，其中将第三(或更大计数的)中间热存储池加入热存储介质环路。此外，在这类另外的实施例中需要热交换器内的第三(或另外的)流分裂/结合点。这种热交换器中的流可被控制成具有不同流率。本领域技术人员会理解允许在关联的热存储介质温度曲线中加入一个或更多另外的不同线性段以增加往返效率的优点。还有可能实现这类实施例，其中串联的不同热交换器通过流分裂/结合阀和管道布置来分隔，或采用到中间存储池的直接连接。
[0048]在本实施例中，热交换器是逆向流动热交换器，并且循环的工作流体优选地是二氧化碳。此外，热存储介质为流体，并且优选地为水。本实施例的压缩器是电动压缩器。本领域技术人员会知道，如图2和图3中所示的TEES系统可按照若干不同方式来实现。备选实施例包括:
籲可将不同工作流体用于充电循环和放电循环，以便使往返效率为最大。可使用的工作流体的示例是临界温度低于循环的高温度水平的任何制冷剂。
[0049]籲环境或专用冷存储装置能够用作充电循环的热源和放电循环的散热器。能够通过在存储装置的充电期间产生冰水混合物，并且在放电循环期间使用所存储冰水混合物冷凝工作流体，来实现冷存储装置。
[0050]?虽然热存储介质一般为水(必要时在加压的容器中)，但是也可使用诸如油或熔盐之类的其它材料。有利的是，水具有较好的热传递和传输性质以及高热容量，并且因此对于预定热存储能力要求较小容积。显然，水是不易燃的、无毒的并且是环境友好的。选择廉价热存储介质会有助于较低的总系统成本。
[0051]籲在本发明概念之内可利用多个热存储池代替单个热存储池或者使用多个冷存储池代替单个冷存储池。在例如两个小的冷存储池比单个大的存储池更实用的情况下可设想此方面。
[0052]本领域技术人员会知道，TEES系统中的冷凝器和蒸发器可采用能够承担这两个作用的多功能热交换装置来代替，因为充电循环中蒸发器的使用以及放电循环中冷凝器的使用将在不同时段中实施。类似地，涡轮机作用和压缩器作用能够由能够实现这两种任务的相同机械(本文中称作热力机)来实施。
[0053]用于本发明的优选工作流体是二氧化碳；主要由于热传递过程中的更高效率以及作为天然工作流体的二氧化碳的温和性质，即，不易燃的、无臭氧消耗潜势、无健康危害等等。
[0054]本发明的优选实施例，尤其是如上所述的优选实施例，可以按照下面所列各项中所详述的那样有利地结合上面详述的一个或多个特征来实现。
[0055]1.一种热电能量存储系统，具有用于将热能提供给热存储装置的充电循环以及用于通过从所述热存储装置取回所述热能来生成电力的放电循环，所述热电能量存储系统包括:
工作流体环路，用于使工作流体通过热交换器(16)进行循环，其中所述工作流体在所述热交换器(16)中的热传递期间经历跨临界过程，
热存储介质环路，用于循环热存储介质，所述热存储介质环路具有经由所述热交换器(16)连接在一起的至少一个热存储池(24)、一个中间温度存储池(22)和一个冷存储池 (20)，
其中，所述系统适合通过热存储介质到所述中间存储池(22)的输入流率的改变以及通过热存储介质从所述中间存储池(22)的输出流率的改变，来修改所述热交换器(16)中的所述热存储介质的流率。
[0056]2.如第I项所述的系统，其中，所述热存储介质的所述流率经过修改，以便在充电循环和放电循环期间使所述工作流体与所述热存储介质之间的温度差为最小。
[0057]3.如第2项所述的系统，其中，所述热交换器(16)具有适合分开或结合来自所述中间存储池(22)的所述热存储介质流的内部分流器(18)。
[0058]4.如第3项所述的系统，其中，所述热交换器分成第一部分(16a)和第二部分(16b)，并且所述热存储介质不仅流经所述第一部分而且流经所述第二部分，以及分流器
(18)位于所述热交换器的所述第一部分(16a)与第二部分(16b)之间，所述分流器(18)适合分开或结合来自所述中间存储池(22)的所述热存储介质流。
[0059]5.如第2项所述的系统，其中，所述热交换器分成第一部分(16a)和第二部分(16b)，并且所述热存储介质经由所述中间存储池(22)不仅流经所述第一部分(16a)而且流经所述第二部分(16b)。
[0060]6.如第3项所述的系统，其中，至少一个另外的中间存储池连接在所述热存储介质环路中，并且对于每个另外的中间存储池，所述热交换器(16)具有另外的内部分流器。
[0061]7.如以上各项中的任一项所述的系统，其中，所述充电循环和放电循环均被跨临界地运行。
[0062]8.一种用于在热电能量存储系统中存储和取回能量的方法，包括: