[发明专利]一种基于压缩空气储能和有机朗肯循环的冷热电联供系统与方法

权利要求书

1.一种基于压缩空气储能和有机朗肯循环的冷热电联供系统，其特征在于，包括：

空气压缩系统，用于提供压缩空气，其入口为系统的空气入口；

调压阀(7)，其入口接空气压缩系统的出口，调节输出压缩空气的压力；

涡流管(8)，其入口接调压阀(7)的出口，将压缩空气转变为冷热气流，其中冷气流为用户供冷；

有机朗肯循环系统，以所述涡流管(8)输出的热气流为热量，进行发电和供热，所述有机朗肯循环系统包括3#换热器(9)、膨胀机(10)、发电机(11)、4#换热器(12)、工质泵(13)及5#换热器(14)，其中3#换热器(9)的热源侧入口接涡流管(8)的热气流出口，即为有机朗肯循环系统的热源入口，3#换热器(9)的热源侧出口接6#换热器(15)的热源侧入口，3#换热器(9)的冷源侧出口接膨胀机(10)的入口，气态工质在膨胀机(10)中膨胀做功，带动发电机(11)产生电能，所述膨胀机(10)膨胀做功后的工质出口接4#换热器(12)的热源侧入口，4#换热器(12)的冷源侧入口为冷水，冷源侧出口接6#换热器(15)的冷源测入口，6#换热器(15)的冷源测出口接热用户为其提供热能，所述4#换热器(12)的热源侧出口接工质泵(13)的入口，工质泵(13)的出口接5#换热器(14)的冷源测入口，5#换热器(14)的冷源测出口接3#换热器(9)的冷源侧入口，5#换热器(14)的热源侧入口接换热器组合的冷源侧出口，5#换热器(14)的热源侧出口接入热用户为用户提供热水；

在膨胀机(10)和4#换热器(12)之间、工质泵(13)和5#换热器(14)之间添加一个共用的回热器，回热器中两侧分别通入膨胀机(10)的排汽和工质泵(13)加压后的液态有机工质，液态工质被膨胀机(10)的排汽加热后进入5#换热器(14)，膨胀机(10)的排汽被液态工质冷却后进入4#换热器(12)。

2.根据权利要求1所述基于压缩空气储能和有机朗肯循环的冷热电联供系统，其特征在于，所述空气压缩系统包括压缩机组合和换热器组合，压缩机组合的出口接储气室(6)，储气室(6)接调压阀(7)为其提供压缩空气。

3.根据权利要求2所述基于压缩空气储能和有机朗肯循环的冷热电联供系统，其特征在于，所述压缩机组合和换热器组合采用多级压缩、中间冷却的方式，压缩机组合由N个压缩机串接组成，换热器组合由N-1个换热器组成，每个换热器连接在相邻的两个压缩机之间，对前一压缩机的出气进行降温，换热器组合中的各换热器的冷源侧入口均为冷水。

4.根据权利要求1所述基于压缩空气储能和有机朗肯循环的冷热电联供系统，其特征在于，各压缩机和膨胀机根据整个系统的空间布局，可以选择同轴或不同轴，或压缩机和部分膨胀机同轴，部分不同轴。

5.基于权利要求1所述基于压缩空气储能和有机朗肯循环的冷热电联供系统的冷热电联供方法，其特征在于，流程如下：

利用压缩机组合对空气进行压缩，得到压缩空气；

通过调压阀(7)调节至合适压力后送入涡流管(8)；

通入涡流管(8)的压缩空气被分成冷气流和热气流两股流体，其中冷气流用于供冷，热气流送至有机朗肯循环系统进行发电和供热。

6.根据权利要求5所述冷热电联供方法，其特征在于，所述有机朗肯循环系统中，首先利用所述热气流将有机工质加热成为气态并在膨胀机(10)中膨胀做功，带动发电机(11)产生电能，降温后的热气流供至6#换热器(15)；

有机朗肯循环系统中有机工质在4#换热器12中由气态冷凝为液态，其中释放的热量通过冷水吸收，加热后的冷水通入6#换热器(15)，被降温后的热气流再次加热，然后送往热用户进行供热；

在压缩空气的过程中，高温压缩空气在级间冷却器所释放的热量分别被通入的冷水吸收，被加热后的冷水供给5#换热器(14)对由水泵(10)输送的液态工质进行预热，然后送往热用户进行供热。