[发明专利]一种夏供冷冬供热冷热电三联供装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及能量储存技术领域，特别是涉及一种夏供冷冬供热冷热电三联供装置及方法。

背景技术

供冷、供热和供电是人们最基本的生活需求。通常情况下，供冷和供热也以电能为能源。长期以来，为了满足电力负荷的要求，电力部门不得不根据最大负荷要求建设发电能力。这一方面造成了大量发电能力的过剩和浪费，另一方面，电力部门又不得不常常在用电高峰时段限制用电。特别是近年来，我国电力电网中的大型机组不断增多，电力系统的自身功率调节能力受到限制，而系统负荷的峰谷比却不断增大，调峰是电网必须面对的问题。不同的电网峰谷差不尽相同，电网自身条件也不同，采取的调峰方式可能不尽相同。世界上发达国家电网的电源基本构成比较合理，一般是核电站和大型火电站担负基荷，水电站和燃汽轮机承担电网的调峰和调频。我国电网目前仍以火电为主，调峰主力还是火电机组承担。鉴于化石能源逐步开始耗竭，大量使用化石能源引起的环境污染和气候变化问题日趋严重，这种传统以火电机组为主的调峰模式与我国当前构建能源可持续发展体系、减小化石能源用量、增大核能与可再生能源份额的发展理念不相符。

压缩空气储能技术是一种新型能源储存技术。它的基本原理是：在用电低谷期，利用多余的电能带动电动机和压缩机将空气压缩储存起来，在用电高峰，储存在储气室中的高压空气进入膨胀机膨胀做功，带动发电机发电。应用空气储能技术能够在用电低谷时将多余的电能以压缩空气内能的形式储存，在用电高峰时将电能释放补充电能不足，从而达到削峰填谷的目的，提高电厂经济性。同时还能调节供电频率和电压，管理电能质量，保证电网运行的安全性和电能品质，促进可再生能源如风电和太阳能发电的利用。

但是，传统压缩空气储能技术需要很大的储气室来储存压缩空气，受到地理位置的限制，且能量密度小。因此，一种更优的供冷、供热及供电装置亟待出现。

发明内容

本发明实施例中提供了一种夏供冷冬供热冷热电三联供装置及方法，以解决现有技术中压缩机压缩空气时压缩热白白浪费得不到利用，压缩空气只能用来发电，无法灵活运用到分布式能源系统中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种夏供冷冬供热冷热电三联供装置，包括多级空气压缩系统、太阳能相变蓄热系统、空气液化系统和膨胀机冷热电三联供系统；

所述多级空气压缩系统包括低压压缩机组、级间冷却器、高压压缩机组、级末冷却器，其中，低压压缩机组出口与级间冷却器热端入口相连，级间冷却器热端出口与高压压缩机组入口相连，高压压缩机组出口与级末冷却器热端入口相连；

所述太阳能相变蓄热系统包括太阳能集热器、相变蓄热器、导热油槽，其中，导热油槽出口分别与太阳能集热器入口、级间冷却器冷端入口、级末冷却器冷端入口、相变蓄热器相连，太阳能集热器出口与相变蓄热器入口相连，级间冷却器、级末冷却器冷端出口均与相变蓄热器入口相连，相变蓄热器第一出口与导热油槽入口相连；

所述空气液化系统包括主换热器、节流阀、低温液体储罐、保冷箱，其中，主换热器热端入口与级末冷却器热端出口相连，主换热器热端出口与节流阀入口相连，节流阀出口与低温液体储罐入口相连，低温液体储罐底部出口与主换热器冷端入口相连，低温液体储罐顶部出口排空，主换热器、节流阀、低温液体储罐均处于保冷箱内；

所述膨胀机冷热电三联供系统包括回热器、高压膨胀机组、级间再热器、低压膨胀机组、热水器、供热/供冷头，其中，回热器冷端入口与主换热器冷端出口相连，回热器热端入口与相变蓄热器第二出口相连，回热器热端出口与导热油槽入口相连，回热器冷端出口与高压膨胀机组入口相连，高压膨胀机组出口与级间再热器冷端入口相连，级间再热器冷端出口与低压膨胀机组相连，级间再热器热端入口与相变蓄热器第二出口相连，级间再热器热端出口与导热油槽入口相连，热水器热端入口与相变蓄热器第三出口相连，热水器热端出口与导热油槽入口相连，供热/供冷头与低压膨胀机组出口相连。

优选地，所述低压压缩机组入口接空气源，包括至少一台低压空气压缩机。

优选地，所述的高压压缩机组入口接级间冷却器出口排出的高压空气，包括至少一台高压空气压缩机。

优选地，所述的太阳能集热器采用平板型太阳能集热器。

优选地，所述的相变蓄热器内填充有相变蓄热材料，相变蓄热材料选用熔融盐类高温相变蓄热材料，该相变蓄热材料固液相变温度区间应在350K-700K之间。

优选地，所述的主换热器应是绕管式换热器或板式换热器。