[发明专利]一种冷、热、电三联产压缩空气储能系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种冷、热、电三联产压缩空气储能系统及其控制方法，所述系统包括：空气压缩机的出口经第一换热器的第一流道与高压储气罐的进口相连通；高压储气罐的出口经第二控制阀与涡流管的高压工质进口相连通；涡流管的高温工质出口一路依次经第五控制阀、制热换热器的第一流道与大气相连通，另一路依次经第六控制阀、有机工质蒸发器的第二流道与大气相连通；储热罐的出口依次经第四控制阀、有机工质蒸发器的第一流道与储冷罐的进口相连通；储冷罐的出口依次经第二控制阀、第一换热器的第二流道与储热罐的进口相连通。本发明可实现储能系统的冷、热、电三联产，具有储能效率高、系统体积小、环境友好等优点。

技术领域

本发明属于储能技术领域，特别涉及一种冷、热、电三联产压缩空气储能系统及其控制方法。

背景技术

储能技术的应用能够在很大程度上解决新能源发电的波动性与间歇性等弊端，有效地解决了移峰填谷的难题，近年来受到越来越多的重视。

目前，现有传统储能技术主要包括：抽水蓄能、压缩空气储能以及电化学储能；从规模等级、占地面积以及建设成本等方面来看，抽水蓄能、压缩空气储能技术均具有一定的局限性，不适合小型化建设，无法实现能源的分布式供应；而电化学储能技术虽然能够小型化，但是却具有安全性较低以及易造成环境污染等弊端。

此外，传统的储能技术基本以电能输出为主，无法满足用户对冷、热等多种能源的综合需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷、热、电三联产压缩空气储能系统及其控制方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明提供的储能系统，可实现储能系统的冷、热、电三联产，具有储能效率高、系统体积小、环境友好等优点。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种冷、热、电三联产压缩空气储能系统，包括：空气压缩机、第一换热器、高压储气罐、涡流管、制冷换热器、制热换热器、有机工质蒸发器、储冷罐和储热罐；

所述空气压缩机的进口管路上设置有第一控制阀；

所述空气压缩机的出口经所述第一换热器的第一流道与所述高压储气罐的进口相连通；所述高压储气罐的出口经第二控制阀与所述涡流管的高压工质进口相连通；

所述涡流管的低温工质出口经所述制冷换热器的第一流道与大气相连通；所述涡流管的高温工质出口一路依次经第五控制阀、所述制热换热器的第一流道与大气相连通；所述涡流管的高温工质出口另一路依次经第六控制阀、所述有机工质蒸发器的第二流道与大气相连通；

所述储热罐的出口依次经第四控制阀、所述有机工质蒸发器的第一流道与所述储冷罐的进口相连通；所述储冷罐的出口依次经第二控制阀、所述第一换热器的第二流道与所述储热罐的进口相连通。

本发明系统的进一步改进在于，还包括：有机工质泵、有机工质透平和有机工质冷凝器；

所述有机工质透平的出口依次经所述有机工质冷凝器、所述有机工质泵以及所述有机工质蒸发器的第三流道与所述有机工质透平的进口相连通。

本发明系统的进一步改进在于，所述储冷罐、所述储热罐中的储能介质为饱和水或导热油。

本发明系统的进一步改进在于，所述空气压缩机的出口的压力范围为500～700kPa。

本发明系统的进一步改进在于，所述涡流管包括：高压工质进口、进口喷嘴、涡流室、锥形塞、高温工质出口和低温工质出口；

所述涡流管使用时，高压空气由高压工质进口进入进口喷嘴，在进口喷嘴中膨胀加速后延切线方向进入涡流室，在涡流室中形成涡流；涡流内外层流体因角速度不同造成摩擦与换热，形成外热内冷的两股气流；热气流从高温工质出口排出涡流室，冷气流被锥形塞阻塞回流，由低温工质出口排出涡流室。