[发明专利]一种热泵压缩空气储能系统

权利要求书

1.一种热泵压缩空气储能系统，包括热泵高温制热循环回路和压缩空气储能-释能回路，其特征在于，

所述热泵高温制热循环回路用以制备高温热能并储热；

所述压缩空气储能-释能回路利用压缩空气进行储能，并利用压缩空气及所述热泵高温制热循环回路制备的高温热能进行释能对外做功；

其中，

--所述热泵高温制热循环回路，包括循环压缩机组、高温蓄热/换热器、换热器、热泵循环膨胀机组，所述循环压缩机组由驱动单元驱动，且所述循环压缩机组与热泵循环膨胀机组传动连接，所述循环回路中充有热泵循环气体工质，其中，

所述循环压缩机组的排气口通过管线依次经所述高温蓄热/换热器、换热器的热侧与所述热泵循环膨胀机组的进气口连通，

所述热泵循环膨胀机组的排气口通过管线经所述换热器的冷侧与所述循环压缩机组的进气口连通；

--所述压缩空气储能-释能回路，包括空气压缩机组、中低温蓄热/换热器、储气罐、所述高温蓄热/换热器、空气膨胀机组，所述空气压缩机组由驱动电机驱动，所述空气膨胀机组驱动连接一发电机，其中，

所述空气压缩机组的进气口与大气连通，排气口通过管线经所述中低温蓄热/换热器与所述储气罐的进气口连通，

所述储气罐的出气口通过管线经所述中低温蓄热/换热器、所述高温蓄热/换热器后与所述空气膨胀机组的进气口连通，所述空气膨胀机组的排气口与大气连通，

至少在所述储气罐的出气管线上设有阀门。

2.根据权利要求1所述的热泵压缩空气储能系统，其特征在于：在用电低谷期，所述系统利用所述热泵高温制热循环回路制备高温热能并储热，具体为：驱动单元驱动所述热泵循环压缩机组将中温低压的热泵循环气体工质压缩至高温高压态；利用所述高温蓄热/换热器将高温高压的热泵循环气体工质的温度降低至中温，并将高温热能存储在所述高温蓄热/换热器的蓄热介质中；中温高压的热泵循环气体工质经过所述换热器的热侧后转变为中低温高压；中低温高压的热泵循环气体工质进一步经过所述热泵循环膨胀机组至低温低压；低温低压的热泵循环气体工质经所述换热器的冷侧后温度升高至中温；中温低压的热泵循环气体工质重新进入所述热泵循环压缩机组的入口参与热泵循环，如此循环往复，不断将高温热能存储在所述高温蓄热/换热器的蓄热介质中。

3.根据权利要求1或2所述的热泵压缩空气储能系统，其特征在于：在用电低谷期，所述压缩空气储能-释能回路储能，采用电站低谷电驱动所述空气压缩机组，将空气压缩为中低温高压空气；中低温高压空气经过所述中低温蓄热/换热器后温度降低并存储于储气罐中。

4.根据权利要求1、2或3所述的热泵压缩空气储能系统，其特征在于：在用电高峰期，所述压缩空气储能-释能回路释能，储气罐内的压缩空气依次经所述中低温蓄热/换热器和所述高温蓄热/换热器后温度不断升高直至转变为高温高压空气；高温高压空气在空气膨胀机组中膨胀做功，驱动发电机发电。

5.根据权利要求1所述的热泵压缩空气储能系统，其特征在于：所述的热泵循环气体工质为单原子分子气体、双原子气体分子或多原子分子气体的一种或多种的混合。

6.根据权利要求4所述的热泵压缩空气储能系统，其特征在于：所述的单原子分子气体的热泵循环气体工质，为氦气、氩气的一种或两种混合。

7.根据权利要求1所述的热泵压缩空气储能系统，其特征在于：所述驱动单元，为驱动电机或风力机；当所述驱动单元为驱动电机时，是以常规电站低谷电、核电、风电、太阳能发电、水电或潮汐发电其中的一种或多种为电源。

8.根据权利要求1所述的热泵压缩空气储能系统，其特征在于：所述压缩空气储能-释能回路中还设有空气净化与纯化设备，所述空气净化与纯化设备集成在所述空气压缩机组或中低温蓄热/换热器中，所述空气净化与纯化设备用以在空气压缩、冷却过程中对空气进行净化与纯化，除去空气中的固体物及杂质气体。