[发明专利]一种多联供液化空气储能系统及优化控制方法

说明书

本发明属于液化空气储能技术领域，特别涉及一种耦合吸收式制冷机，能够实现热量梯级利用、回收利用的多联供液化空气储能系统；同时涉及一种能够实现冷、热、电、新风多联供的液化空气储能优化控制方法。系统包括储能单元、释能单元、蓄热单元、多联供单元以及控制单元。本发明解决了现有液化空气储能技术中储能效率低、供能单一的问题，充分利用液化空气储能系统中的富余热能和级后排气，在产生电能的同时，能够灵活的供应热能、冷能和新风，满足多种供能需求，同时达到经济，环保，高效的目的。

技术领域

本发明属于液化空气储能技术领域，特别涉及一种耦合吸收式制冷机，能够实现热量梯级利用、回收利用的多联供液化空气储能系统；同时涉及一种能够实现冷、热、电、新风多联供的液化空气储能优化控制方法。

背景技术

利用天然形成的地下洞穴进行压缩空气储能的概念最先由Stal Laval在1949年提出，主要是将压缩后的高压空气存储于天然的洞穴中，以此实现能量存储。液化空气储能是压缩空气储能技术中的一种，其原理与压缩空气储能技术非常相似，但是液化空气储能系统采用的是液态空气进行电能存储，具有较高的储能密度。其工作原理为：在压缩过程中，利用压缩机消耗电能将环境空气压缩到高温高压状态，采用级间冷却器对压缩空气进行冷却，并将导热油作为传热介质吸收热量后储存在高温储罐中。在液化储存过程中，高压空气在回热器中被再次冷却，高压低温空气通过节流阀液化后储存在液态储罐中。在膨胀过程中，液态空气由液体泵加压并在回热器中加热气化，高压空气在膨胀机机前换热器中被再次加热，导热油作为传热介质放出热量后储存在低温储罐中，最后，高压高温空气进入膨胀机进行做功。但是，现有液化空气储能系统中的膨胀过程并不能完全消耗掉压缩过程储存的热量，存在大量热能富余，导致循环效率低下。

本发明以解决现有液化空气储能技术中储能效率低、供能单一的问题为出发点，提出一种多联供液化空气储能系统及优化控制方法。多联供是指将液化空气储能系统中的富余热能和排气利用起来供应冷能、热能和新风，以提高系统的利用效率。另外，用户侧储能场景中对冷、热、电的需求非常明显，因此，多联供液化空气储能系统能够适用于多种应用场合，具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是公开一种多联供液化空气储能系统及优化控制方法，充分利用液化空气储能系统中的富余热能和级后排气，在产生电能的同时，能够灵活的供应热能、冷能和新风。不仅解决了储能系统效率低的问题，满足多种供能需求，同时达到经济，环保，高效的目的。

多联供液化空气储能系统包括：储能单元、释能单元、蓄热单元、多联供单元及控制单元。储能时，利用富余电或低谷电驱动压缩机压缩净化后的空气至高温高压状态，由级间冷却器降温后，高压空气经蓄冷回热器和节流阀后液化并储存在液态储罐中，同时收集压缩热储存在高温储罐中。释能时，液态空气由液态泵增压后，利用蓄冷回热器吸收热量气化，经再热器加热成高温高压空气，高压高温气体驱动膨胀机做功。将富余的高温导热油作为吸收式制冷机的热源来产生冷能进行供冷。被吸收式制冷机吸收部分热量后的导热油与再热器流出的导热油进行混合，经第一个换热器换热后储存在低温储罐中。利用第二个换热器冷却膨胀过程级后排气供应新风。将两个换热器换热后的热水收集起来进行供热。

所述多联供液化空气储能系统储能单元包括通过管路依次连接的空气净化器、压缩机（组）、冷却器、蓄冷回热器、节流阀、气液分离器、液态储罐。

所述多联供液化空气储能系统释能单元包括通过管路依次连接的液态储罐、液态泵、蓄冷回热器、再热器、膨胀机（组）。

所述多联供液化空气储能系统储热单元包括冷却器、再热器、高温储罐、低温储罐。

所述多联供液化空气储能系统多联供单元包括高温储罐、低温储罐、换热器、吸收式制冷机、混合器。

所述多联供液化空气储能系统控制单元主要由两个阀门组成。一个阀门位于高温储罐和再热器之间，另一个阀门位于高温储罐与吸收式制冷机之间。