[发明专利]基于CO2气液相变的热能转化机械能多级压缩储能装置

说明书

本发明涉及一种基于CO₂气液相变的热能转化机械能多级压缩储能装置，包括：储气库；储液罐；储能组件，储能组件包括冷凝器与至少两个压缩储能部，压缩储能部包括压缩机与储能换热器；释能组件，释能组件包括蒸发器与至少一个膨胀释能部，膨胀释能部包括释能换热器与膨胀机；换热组件，储能换热器、释能换热器均与换热组件连接，储能换热器能将储能组件产生的能量暂存至换热组件，释能换热器能接收换热组件暂存的能量；驱动组件，驱动组件包括能量输入件与第一驱动件，能量输入件吸收外部热能以驱动第一驱动件工作，第一驱动件用于驱动压缩机工作。通过该装置能将生产制造过程中产生的废热存储并再次利用，从而减少热能浪费，节约能源。

技术领域

本发明涉及能源存储技术领域，特别是涉及基于CO₂气液相变的热能转化机械能多级压缩储能装置。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对于能源的需求量越来越大，提升能源转换效率能够减少煤炭、石油等不可再生的传统能源消耗，带来显著的经济效益。利用高温废气余热、废汽废水余热和炉渣余热等来生产高压蒸汽发电已成为一项成熟技术。然而，针对地热、太阳能光热、生物质燃烧和垃圾焚烧等产生的热能，还需要进一步开发利用。

随着太阳能、风能等新能源的大规模使用，可以在一定程度上减缓传统能源的消耗，但其发电的间歇性和波动性特征会对电网造成一定的冲击。储能技术是解决这些问题的重要手段，对于能源系统的优化和调节具有重大意义。在相关技术中，存在一种通过压缩二氧化碳进行能源存储的方式。其主要原理是在用电低谷期时，采用多余电力将二氧化碳进行压缩，把能量存储起来；当用电高峰期时，再将其释放，通过透平驱动发电机输出电力，从而有效利用电能，同时降低新能源间歇性发电对电网带来的冲击。然而，在自然环境和工农业生产中，存在许多热能，如地热、太阳能光热、生物质燃烧、垃圾焚烧等产生的热能，这些热能通常被直接释放至环境中，造成了巨大的浪费。

发明内容

本发明提出一种基于CO₂气液相变的热能转化机械能多级压缩储能装置，通过该装置能够将地热、光热、垃圾焚烧产生的热能、工业生产过程中产生的废热等外部能源进行利用，从而减少资源浪费，节约能源。

基于CO₂气液相变的热能转化机械能多级压缩储能装置，包括：

储气库，所述储气库用于存储气态二氧化碳，所述储气库的容积能够变化；

储液罐，所述储液罐用于存储液态二氧化碳；

储能组件，所述储能组件用于存储能量，所述储能组件设置于所述储气库与所述储液罐之间，所述储能组件包括冷凝器与至少两个压缩储能部，所述压缩储能部包括压缩机与储能换热器，所述压缩机用于压缩二氧化碳，所述冷凝器用于冷凝二氧化碳；

释能组件，所述释能组件设置于所述储气库与所述储液罐之间，所述释能组件包括蒸发器与至少一个膨胀释能部，所述膨胀释能部包括释能换热器与膨胀机，所述蒸发器用于蒸发二氧化碳，所述膨胀机用于释放能量；

换热组件，所述储能换热器、所述释能换热器均与所述换热组件连接，所述储能换热器能够将所述储能组件产生的能量暂存至所述换热组件，所述释能换热器能够接收所述换热组件暂存的能量；

驱动组件，所述驱动组件包括能量输入件与第一驱动件，所述能量输入件吸收外部热能以驱动所述第一驱动件工作，所述第一驱动件用于驱动所述压缩机工作。

在其中一个实施例中，所述驱动组件还包括第二驱动件，所述第二驱动件能够与所述压缩机连接，当所述第一驱动件未启动时，所述第二驱动件能够驱动所述压缩机工作。

在其中一个实施例中，多个所述压缩储能部中的所述压缩机沿所述第一驱动件的输出轴的轴向分布。