[發明專利]多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統及方法

在審

• 申請號: 202110420385.7
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113062846A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 謝寧寧;藺新星;尹立坤;孫長平
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司
• 主分類號: F04B41/06
• 分類號: F04B41/06;F04B39/06;F02C1/05;F03G6/06;F24D11/02;F25B15/00;F28D20/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：它包括填充蓄熱裝置（1）、共用回路（2）、儲氣回路（3）、光熱回路（4）、做功回路（5）、供暖回路（6）和供冷回路（7）；所述填充蓄熱裝置（1）與共用回路（2）串聯，光熱回路（4）與共用回路（2）并聯，儲氣回路（3）和做功回路（5）與共用回路（2）中的換熱器（21）連接，供暖回路（6）和供冷回路（7）與光熱回路（4）和共用回路（2）連接，儲能和釋能皆采用共用回路（2），光熱回路（4）對共用回路（2）進行加熱，共用回路（2）和光熱回路（4）驅動供暖回路（6）和供冷回路（7）工作。

2.根據權利要求1所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述填充蓄熱裝置（1）包括與填充床（11）連接的儲液罐（12），填充床（11）的進液端和儲液罐（12）的排液端與共用回路（2）連接，填充床（11）的進液端設置穩壓系統（13）。

3.根據權利要求1所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述共用回路（2）的共用管路上串聯有換熱器（21）和屏蔽泵（22），膨脹槽（23）與共用管路連接。

4.根據權利要求1所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述儲氣回路（3）包括與儲氣罐（31）連接的氣管，氣管和氣源氣管（32）與換熱器（21）連接，進氣和排氣時共用氣管。

5.根據權利要求1所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述光熱回路（4）包括與光熱管路并聯的光熱集熱系統（41）和電加熱器（42），光熱管路與共用回路（2）、供暖回路（6）和供冷回路（7）連接。

6.根據權利要求1所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述做功回路（5）的做功管路上連接有三通換向閥（51），三通換向閥（51）分別與壓縮機（52）、膨脹機（53）和換熱器（21）連接。

7.根據權利要求1所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述供暖回路（6）包括與供暖換熱器（61）連接的暖用戶端（62），與供暖換熱器（61）連接的供暖管路與共用回路（2）和光熱回路（4）連接。

8.根據權利要求7所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述供暖管路與支管路（63）連接，支管路（63）的另一端與填充蓄熱裝置（1）連接。

9.根據權利要求1所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統，其特征是：所述供冷回路（7）包括與吸收式制冷系統（71）連接的冷用戶端（72），吸收式制冷系統（71）與共用回路（2）和光熱回路（4）連接。

10.根據權利要求1~9任一項所述的多源緊湊型蓄熱式壓縮空氣儲能綜合利用系統的儲能和釋能方法，其特征是，它包括如下步驟：

S1，儲能，壓縮機（52）和屏蔽泵（22）啟動，將高溫高壓空氣轉換成低溫高壓空氣儲存于儲氣罐（31）中；

S1-1，壓縮機（52）排出的高溫高壓空氣進入換熱器（21），換熱器（21）吸收熱量后與共用回路（2）中的低溫液態傳熱介質進行熱量轉換；

S1-2，儲液罐（12）內的液態傳熱介質進入共用回路（2）中，屏蔽泵（22）驅動共用回路（2）中的液態傳熱介質不斷循環，液態傳熱介質不斷吸收換熱器（21）的熱量；與此同時，高溫高壓空氣降溫后形成低溫高壓空氣進入儲氣罐（31）內儲存；

S1-3，當儲液罐（12）內的液態傳熱介質達到設定溫度值或儲氣罐（31）內的低溫高壓空氣達到設定值時，儲能過程結束，屏蔽泵（22）關閉；

S2，釋能，屏蔽泵（22）再次啟動，將儲氣罐（31）內的低溫高壓空氣轉換成高溫高壓空氣輸送給膨脹機（53）做功；

S2-1，儲氣罐（31）內的低溫高壓空氣進入換熱器（21），換熱器（21）吸收熱量后與共用回路（2）中的低溫高壓空氣進行熱量轉換；

S2-2，儲液罐（12）內的液態傳熱介質進入共用回路（2）中，屏蔽泵（22）驅動共用回路（2）中的液態傳熱介質不斷循環，換熱器（21）不斷吸收液態傳熱介質的熱量；與此同時，低溫高壓空氣吸熱后形成高溫高壓空氣驅動膨脹機（53）做功；

S2-3，當儲氣罐（31）內低溫高壓空氣釋放達到設定值或者儲液罐（12）內的液態傳熱介質溫度達到設定值時，釋能過程結束；

S3，電加熱，在壓縮機（52）不工作的情況下，儲液罐（12）內的液態傳熱介質在屏蔽泵（22）的驅動下進入光熱回路（4）中，經電加熱器（42）加熱后再進入填充床（11）內，之后回流至儲液罐（12）；

S4，光加熱，在壓縮機（52）不工作的情況下，儲液罐（12）內的液態傳熱介質在屏蔽泵（22）的驅動下進入光熱回路（4）中，經光熱集熱系統（41）加熱后再進入填充床（11）內，之后回流至儲液罐（12）；

S5，供暖，儲液罐（12）內的液態傳熱介質進入共用回路（2）中，屏蔽泵（22）驅動液態傳熱介質進入供暖回路（6）內，供暖換熱器（61）不斷吸收液態傳熱介質的熱量，供暖換熱器（61）吸收熱量后輸送給暖用戶端（62）；

S6，供冷，儲液罐（12）內的液態傳熱介質進入共用回路（2）中，屏蔽泵（22）驅動液態傳熱介質進入供冷回路（7）中，吸收式制冷系統（71）不斷吸收液態傳熱介質的熱量做功制冷提供給冷用戶端（72）；

S7，供氣，氣源氣管（32）打開，儲氣罐（31）內的低溫高壓空氣進入氣源氣管（32）；

在S1中，膨脹機（53）處于關閉狀態，儲能結束后，儲氣罐（31）的氣管關閉；

在S2中，壓縮機（52）處于關閉狀態，儲氣罐（31）的氣管再次打開。