[發明專利]耦合高溫熱泵循環的液態空氣儲能方法及系統

有效

• 申請號: 202110614256.1
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113417709B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王俊杰;高詔詔;季偉;郭璐娜;陳六彪;崔晨;郭嘉
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K3/00;F01K3/14;F01K13/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文麗

1.一種耦合高溫熱泵循環的液態空氣儲能方法，其特征在于，包括：液態空氣儲能通路、液態空氣釋能通路和高溫熱泵循環通路，其中，所述高溫熱泵循環通路分別與所述液態空氣儲能通路和所述液態空氣釋能通路連接，所述方法包括：

獲取所述液態空氣儲能通路、所述液態空氣釋能通路和所述高溫熱泵循環通路的系統比例參數；

構建所述液態空氣儲能通路、所述液態空氣釋能通路和所述高溫熱泵循環通路基于第一系統參數的循環效率目標函數和效率目標函數；

以循環效率、效率最大化為目標，構建基于所述循環效率目標函數和所述效率目標函數的耦合高溫熱泵循環函數，并根據所述第一系統參數和智能算法對耦合高溫熱泵循環函數求解，得到耦合高溫熱泵循環方案集；

根據所述系統比例參數分別為所述循環效率目標函數和所述效率目標函數添加權重特征值，利用模糊隸屬函數求解得到所述耦合高溫熱泵循環函數的最優折衷解，輸出所述最優折衷解的第二系統參數，并將所述第二系統參數作為耦合高溫熱泵循環的參數；

其中，所述構建所述液態空氣儲能通路、所述液態空氣釋能通路和所述高溫熱泵循環通路基于第一系統參數的循環效率目標函數的步驟中，具體包括：

獲取所述液態空氣釋能通路的供電量參數；

獲取所述高溫熱泵循環通路的供熱量參數、供電量參數和熱電轉化系數；

獲取所述液態空氣儲能通路、所述液態空氣釋能通路和所述高溫熱泵循環通路的耗電量參數；

根據所述供電量參數、所述供熱量參數、所述熱電轉化系數和耗電量參數構建所述循環效率目標函數；

其中，所述構建所述液態空氣儲能通路、所述液態空氣釋能通路和所述高溫熱泵循環通路基于第一系統參數的效率目標函數的步驟中，具體包括：

獲取所述液態空氣釋能通路的供電量參數；

獲取所述高溫熱泵循環通路的供電量參數和熱參數；

獲取所述液態空氣儲能通路、所述液態空氣釋能通路和所述高溫熱泵循環通路的耗電量參數；

根據所述供電量參數、所述熱參數和所述耗電量參數構建所述效率目標函數。

2.根據權利要求1所述的一種耦合高溫熱泵循環的液態空氣儲能方法，其特征在于，所述獲取所述液態空氣儲能通路、所述液態空氣釋能通路和所述高溫熱泵循環通路的系統比例參數的步驟中，具體包括：

獲取空氣壓縮比、膨脹比、環境溫度、節流狀態和工質壓縮機壓比，并根據所述空氣壓縮比、所述膨脹比、所述環境溫度、所述節流狀態和所述工質壓縮機壓比確定所述系統比例參數。

3.根據權利要求1所述的一種耦合高溫熱泵循環的液態空氣儲能方法，其特征在于，所述以循環效率、效率最大化為目標，構建基于所述循環效率目標函數和所述效率目標函數的耦合高溫熱泵循環函數，并根據所述第一系統參數和智能算法對耦合高溫熱泵循環函數求解，得到耦合高溫熱泵循環方案集的步驟中，具體包括：

以傳熱流體的分流比和高溫熱泵循環性能參數為變量，對所述第一系統參數進行調節，并根據調節后的所述第一系統參數和智能算法對耦合高溫熱泵循環函數求解，得到耦合高溫熱泵循環方案集。

4.一種耦合高溫熱泵循環的液態空氣儲能系統，其特征在于，具有上述權利要求1至3任一所述的一種耦合高溫熱泵循環的液態空氣儲能方法，所述系統包括：熱能回路；

所述液態空氣儲能通路利用低谷電將空氣壓縮成液態空氣實現儲能；

所述液態空氣儲能通路和所述液態空氣釋能通路通過所述熱能回路進行耦合換熱。

5.根據權利要求4所述的一種耦合高溫熱泵循環的液態空氣儲能系統，其特征在于，還包括：壓縮機組、冷卻器、蒸發器、蓄冷裝置、降壓裝置、液態空氣儲罐、低溫泵、冷凝器、再熱器、第一膨脹機組和第二膨脹機組；

所述壓縮機組、所述冷卻器、所述蒸發器、所述蓄冷裝置、所述降壓裝置和所述液態空氣儲罐依次連接形成所述液態空氣儲能通路；

所述液態空氣儲罐、所述低溫泵、所述冷凝器、所述第一膨脹機組、所述再熱器和所述第二膨脹機組依次連接形成所述液態空氣釋能通路。