[發明專利]一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統及方法

有效

• 申請號: 202110040414.7
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112901458B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王煥然;葛剛強;陶飛躍;賀新;陳昊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04B41/02
• 分類號: F04B41/02;F04B35/02;F04B39/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統，其特征在于，包括高壓儲氣腔(1)、蓄水控溫裝置(2)、第一壓縮罐(31)、第二壓縮罐(32)、切換閥(4)、防水錘機構(5)和可逆式水泵(6)；兩個壓縮罐的頂端均接有蓄水控溫裝置，后通過T形三通連接到高壓儲氣腔(1)，兩個壓縮罐的底端均通過管道連接到切換閥(4)的一側的入口，切換閥(4)的另一側的兩個出口分別通過管道連接到可逆式水泵(6)的進水口和出水口，切換閥(4)和可逆式水泵(6)之間的兩個管道上均設置有防水錘機構(5)；

蓄水控溫裝置(2)包括存水罐(25)、噴頭(27)、進氣控制閥(23)、儲氣控制閥(22)和進氣口(24)；兩個壓縮罐的罐體上端出口與出口主管道相連，出口主管道上設置有T形三通，T形三通的一個出口連接進氣控制閥(23)后通向進氣口(24)，另一個出口連接儲氣控制閥(22)后連接到高壓儲氣腔(1)；存水罐(25)位于壓縮罐上方，存水罐(25)的頂端、側壁和底端設置有三個接口，頂端和側壁的接口連接到儲氣控制閥(22)和高壓儲氣腔(1)之間的出口主管道上，底端接口連接壓縮罐的罐體。

2.根據權利要求1所述的一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統，其特征在于，存水罐(25)頂端的接口引出的連接管連接到出口主管道上的位置要高于側壁接口引出的連接管連接到出口主管道上的位置；存水罐(25)側壁上的連接口引出的連接管道以向上傾斜管段連接到通往高壓儲氣腔的出口主管道上，連接管道與出口主管道的接口位置要高于存水罐(25)的最高點。

3.根據權利要求1所述的一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統，其特征在于，存水罐(25)底端的接口連接一個噴霧控制閥(26)后連接到壓縮罐的罐體上，在壓縮罐內繼續延伸并連接有噴頭(27)。

4.根據權利要求1所述的一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統，其特征在于，存水罐(25)的體積VC與可逆式水泵的體積流量Qv和控制系統的反應時間tc的配合關系為VCQv*tc；存水罐的體積VC和壓縮過程的壓縮熱QC之間存在VCQC/(Dt*ρ*cp)，其中ρ為水的密度，cp為水的比熱容，Dt為設定的可接受的溫升范圍。

5.根據權利要求1所述的一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統，其特征在于，切換閥(4)包括軸向步進電機(41)、活動閥塊(42)和外殼(45)；外殼(45)內設置有滑道，活動閥塊(43)位于外殼(45)內部的滑道內，活動閥塊(42)連接步進電機(41)；活動閥塊(42)上有兩個通孔，切換閥(4)一側外殼上設置有四個進口連接口，切換閥(4)另一側有兩個出口連接口，切換閥(4)中間兩個進口連接口與第一壓縮罐(31)下端的主管道通過Y形三通分出的兩根管道相連，切換閥(4)邊緣兩個進口連接口與第二壓縮罐(32)下端的主管道通過Y形三通分出的兩根管道相連。

6.根據權利要求5所述的一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統，其特征在于，切換閥(4)進口側的進口連接口的直徑為Dv，相鄰進口連接口的外邊沿距離為Lv，存在LvDv的關系；切換閥(4)內部活動閥塊(42)的通孔直徑Dt存在DvDtDv+2Lv的配合關系；切換閥出口側兩個出口連接口由切換閥的外殼外側到內側形成喇叭狀的擴口，內側直徑Di與切換閥進口側的四個進口連接口的直徑Dv和進口連接口的外邊沿之間間隔Lv存在LvDi2Dv+2Lv；

切換閥(4)出口側上端的出口連接口的中心與進口側上端的兩個進口連接口構成整體的中心相對，偏差在Dv/2以內；出口側下端的出口連接口的中心與進口側下端兩個進口連接口構成整體的中心相對，偏差在Dv/2以內。

7.根據權利要求6所述的一種零余隙容積的等溫壓縮空氣儲能系統，其特征在于，切換閥(4)內部的活動閥塊(42)上下的滑動距離Lm，存在Dv+1/2LvLmDv+3/2Lv的配合關系。