[发明专利]一种高效利用低品位热能的压缩空气储能系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种高效利用低品位热能的压缩空气储能系统及其控制方法，通过在现有的压缩空气储能系统中增加低品位热源输入部分和高温热能利用部分，利用低品位热源对进入储能压缩机组的入口空气进行加热，由此也提高了储能压缩机组出口气体的压缩空气温度，并且利用储能压缩机组出口部分的热量作为热机气体工质的热源，该热机可同时为储能压缩机和热机侧压缩机提供动力。采用该耦合系统，将低品位热能转化为高品位热能利用，实现了低品位能量的高效利用，同时由于系统的灵活性，可实现储能系统的宽负荷运行。此外，该发明通过释放储能过程的热量，使膨胀机排气接近常温，实现了低品位热能的高效利用，进一步提高了系统的能量利用率。

主权项

1.一种高效利用低品位热能的压缩空气储能系统，包括一压缩空气储能单元，所述压缩空气储能单元包括一储能压缩机组、一储能膨胀机组、一高压储气室、一电动机和一发电机，其中，所述储能压缩机组的低压进气管线与大气连通，所述储能压缩机组的高压排气管线与所述高压储气室的进气口连通，所述储能膨胀机组的高压进气管线与所述高压储气室的排气口连通，所述电动机组与所述储能压缩机组的动力输入端传动连接，所述储能膨胀机组的动力输出端与所述发电机组传动连接，其特征在于，/n所述系统还包括一低品位热能输入单元和一高温热能利用单元，其中，/n--所述低品位热能输入单元，包括一低温蓄热装置和一第一换热器，其中，所述低温蓄热装置中设置有蓄热材料及用以引入低品位热能的结构，所述低温蓄热装置中还设置有换热盘管，所述第一换热器的热侧通过管路与低温蓄热装置中的换热盘管连通形成一低温热能循环回路，所述第一换热器的冷侧设置在所述储能压缩机组的低压进气管线上；/n--所述高温热能利用单元，包括一热机、一第二换热器、一高温蓄热装置和一热机侧压缩机组，其中，所述储能压缩机组的高压排气管线依次经所述第二换热器的热侧、所述高温蓄热装置的第一换热盘管后与所述高压储气室的进气口连通，所述第二换热器的冷侧设置在所述热机的气体工质进气管线上，所述热机的第一输出轴驱动连接所述热机侧压缩机组，所述热机的第二输出轴通过一离合器驱动连接所述储能压缩机组，所述热机侧压缩机组的进气口与大气连通、排气口通过管路经所述高温蓄热装置的第二换热盘管后与所述高压储气室的进气口连通，且所述高温蓄热装置的第二换热盘管与所述高压储气室的进气口之间的连通管路上至少设置一调压阀，所述高压储气室的排气口通过管路经所述高温蓄热装置的第三换热盘管与所述储能膨胀机组的高压进气管线连通，且在所述高压储气室的排气管路上至少设置一控制阀。/n