[實用新型]一種熱泵超臨界空氣儲能系統

有效

• 申請號: 201820750346.7
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN208456820U
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 王亮;林曦鵬;陳海生;凌浩恕;陳磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04B41/02
• 分類號: F04B41/02;F01K7/32;F01D15/10;F25J1/00;F25J1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種熱泵超臨界空氣儲能系統，包括空氣壓縮機組、蓄熱換熱器、蓄冷換熱器、液態空氣儲罐、空氣膨脹機組、熱泵循環壓縮機組、熱泵循環膨脹機組、低溫泵，其特征在于，

所述熱泵循環壓縮機組的出氣口經所述蓄熱換熱器與所述熱泵循環膨脹機組的進氣口連通，所述熱泵循環膨脹機組的出氣口經所述蓄冷換熱器與所述熱泵循環壓縮機組的進氣口連通，所述熱泵循環壓縮機組、蓄熱換熱器、熱泵循環膨脹機組、蓄冷換熱器之間通過管線形成封閉的熱泵制冷制熱回路；

所述空氣壓縮機組的進氣口與大氣連通，出氣口依次經所述蓄熱換熱器、蓄冷換熱器與所述液態空氣儲罐的液態空氣進口連通，且與所述液態空氣進口連通的管線上設有膨脹閥門，所述液態空氣儲罐頂部的不凝氣體排氣口經所述蓄冷換熱器與排氣管線連通，所述空氣壓縮機組、蓄熱換熱器、蓄冷換熱器、液態空氣儲罐之間通過管線形成儲能空氣回路；

所述液態空氣儲罐底部的液態空氣出口經所述低溫泵、蓄冷換熱器、蓄熱換熱器與所述空氣膨脹機組的進氣口連通，所述空氣膨脹機組的排氣口與大氣連通，與所述低溫泵進口連通的管線上設有控制閥門，所述液態空氣儲罐、低溫泵、蓄冷換熱器、蓄熱換熱器、空氣膨脹機組之間通過管線形成釋能做功回路。

2.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述熱泵循環壓縮機組和的空氣壓縮機組動力源為驅動電機或風力機；當所述動力源為驅動電機時，是以常規電站低谷電、核電、風電、太陽能發電、水電或潮汐發電其中的一種或多種為電源。

3.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述空氣壓縮機組及蓄熱換熱器中還集成有空氣凈化與純化設備。

4.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述空氣壓縮機組，其總壓比在36～340之間；所述空氣膨脹機組，其總膨脹比在38～340之間，末級膨脹機排氣接近常壓；所述熱泵循環壓縮機組，其總壓比在5～40之間；所述熱泵循環膨脹機組，總膨脹比在5～40之間。

5.根據權利要求4所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述空氣膨脹機組中，各級膨脹機的進氣均先經過蓄熱/換熱器加熱升溫。

6.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述的空氣壓縮機組、熱泵循環壓縮機組、空氣膨脹機組和/或熱泵循環膨脹機組，采用活塞式、軸流式、離心式、螺桿式或混合式。

7.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述空氣壓縮機組、空氣膨脹機組分別分布在一根驅動軸或多根驅動軸上；所述熱泵循環壓縮機組、熱泵循環膨脹機組分布在一根驅動軸上，或通過變速箱連接的多根驅動軸上。

8.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述蓄熱換熱器和蓄冷換熱器中均包括熱泵循環氣體工質與壓縮空氣換熱的換熱器，所述換熱器的形式為列管式、管翅式、板翅式或板式中的一種或多種的組合。

9.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述熱泵超臨界空氣儲能系統，還包括熱泵循環氣體回路與壓縮空氣換熱回路換熱的低溫熱交換器，其換熱器形式為列管式、管翅式、板翅式或板式的一種或多種的組合。

10.根據權利要求1所述的熱泵超臨界空氣儲能系統，其特征在于：所述熱泵循環膨脹機組的出氣口依次經所述低溫換熱器的冷側、蓄冷換熱器后與所述熱泵循環壓縮機組的進氣口連通，所述空氣壓縮機組的出氣口依次經所述蓄熱換熱器、蓄冷換熱器、低溫換熱器的熱側后與所述液態空氣儲罐頂部的液態空氣進口連通。