熱能供給系統和冷能供給系統的制作方法

本實用新型涉及液化空氣儲能技術領域，具體涉及使用液化空氣進行的熱能供給方法、冷能供給方法、熱能供給系統和冷能供給系統。

背景技術：

深冷液化空氣儲能技術是指在電網負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發電的儲能方式，液態空氣儲能系統具有儲能容量較大、儲能周期長、占地小不依賴于地理條件等優點。儲能時，電能將空氣壓縮、冷卻并液化，同時存儲該過程中釋放的熱能，用于釋能時加熱空氣；釋能時，液態空氣被加壓、氣化，推動膨脹發電機組發電，同時存儲該過程的冷能，用于儲能時冷卻空氣。目前，針對儲能和釋能過程中產生的熱能和冷能，往往是回用到儲能-釋能的循環中，而熱能和冷能的余量則被浪費，因此對于熱能和冷能余量如何利用，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有液化空氣儲能技術中，對于熱能和冷能的余量不能完全利用，導致能源浪費嚴重的技術缺陷。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種熱能供給方法，包括以下步驟：

步驟1：利用電能將氣態空氣在低溫高壓條件下轉化為液態空氣；

步驟2：收集步驟1的轉化過程中釋放的熱能；

步驟3：使用步驟2中收集的熱能進行熱能的供給。

上述的熱能供給方法中，所述步驟3是通過使用熱能驅動熱泵的方式

實現熱能的供給。

上述的熱能供給方法中，所述步驟3是通過使用熱能加熱循環水的方

式實現熱能的供給。

本實用新型還一種熱能供給系統，使用上述的熱能的供給方法，所述

系統包括：

電動機、空氣壓縮機組、液化裝置、以及儲熱裝置，所述電動機用于

驅動所述空氣壓縮機組和液化裝置，以將氣態空氣轉化為液態空氣，所述

儲熱裝置用于收集所述轉化過程中釋放的熱能。

上述的熱能供給系統中，所述儲熱裝置連接熱泵，并使用其內部儲存

的熱能驅動熱泵工作，以實現熱能的供給。

上述的熱能供給系統中，所述儲熱裝置連接循環水管路，以使其內儲

存的熱能傳遞給循環水管路中的水，以實現熱能的供給。

上述的熱能供給系統中，所述熱泵或所述循環水管路向多個熱能接收

端提供熱能供給，且與每個熱能接受端之間設置有閥門，通過打開或關閉

所述閥門控制熱能的供給和終止。

本實用新型還提供一種在上述的熱能供給方法基礎上的冷能供給方

法，包括以下步驟：

步驟4：收集步驟1中制備的液態空氣；

步驟5：將所述也太空氣在高溫高壓條件下轉化為氣態空氣，并收集該

轉化過程中釋放的冷能；

步驟6：使用步驟5中收集的冷能進行冷能的供給。

上述的冷能供給方法中，所述步驟6是通過使用冷能驅動制冷機來實

現冷能的供給。

上述的熱能供給系統中，所述步驟6是通過使用冷能冷卻循環水的方

式實現冷能的供給。

本實用新型還提供一種冷能供給系統，使用上述的冷能供給方法，所

述系統包括：

液態空氣儲存裝置、氣化裝置、膨脹機組和儲冷裝置，所述液態空氣

儲存裝置中儲存的液態空氣經所述氣化裝置氣化后進入所述膨脹機組做

功，所述儲能裝置用于收集所述液態空氣氣化過程中產生的冷能。

上述的冷能供給系統中，所述儲冷裝置與制冷機相連，并使用其內部

存儲的冷能驅動制冷機工作，以實現冷能的供給。

上述的冷能供給系統中，所述儲冷裝置連接循環水管路，以使其內儲

存的冷能傳遞給循環水管路中的水，以實現冷能的供給。

上述的冷能供給系統中，所述制冷機或所述循環水管路向多個冷能接

收端提供冷能供給，且與每個冷能接受端之間設置有閥門，通過打開或關

閉所述閥門控制冷能的供給和終止。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方

案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的熱能供給系統的結構示意圖；

圖2為本實用新型的冷能供給系統的結構示意圖。

附圖標記說明：

1-電動機；2-空氣壓縮機組；3-液化裝置；4-儲熱裝置；5-熱泵；6-液態空氣儲存裝置；7-氣化裝置；8-膨脹機組；9-儲冷裝置。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，

也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

此外，下面所描述的本實用新型不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供一種熱能供給方法，包括如下步驟：

步驟1：利用電能將氣態空氣在低溫高壓條件下轉化為液態空氣；

步驟2：收集步驟1的轉化過程中釋放的熱能；

步驟3：使用步驟2中收集的熱能進行熱能的供給。

上述步驟是本實施例的核心技術方案，通過將氣態空氣壓縮為液態空

氣產生熱能，并收集和儲存該該熱能，再將收集和儲存到的熱能向熱能接收端供給。現有的液化空氣儲能技術中，往往將儲能階段釋放的熱能收集起來后，僅用于在液態空氣氣化過程中進行加熱，本實施例中將儲熱過程中剩余的余熱儲存，并用于對熱能接收端供給，有效提高了能源的利用率，避免熱能損失浪費。

進一步，在上述熱能供給方法中，步驟3可以是通過熱能驅動熱泵，再通過熱泵將能量傳輸給熱能接受端的方式完成熱能供給；還可以是使用該熱能加熱循環水，再通過循環水供給到熱能接受端。但需要說明的是，熱能的供給方式不僅限于以上兩種，其可以是利用任何適用于供給熱量的介質，將熱能傳導到接收端。

實施例2

參考圖1，本實施例提供一種熱能供給系統，使用實施例1所述的供給

方法，該系統包括：電動機1、空氣壓縮機組2、液化裝置3、以及儲熱裝置4，所述電動機1用于驅動所述空氣壓縮機組2和液化裝置3，以將氣態空氣轉化為液態空氣，所述儲熱裝置4用于收集所述轉化過程中釋放的熱能。具體地，空氣壓縮機組2優選為兩組，其中第一組空氣壓縮機組為低壓壓縮機組，經過低壓壓縮機組壓縮的空氣進入到空氣凈化裝置中，再經過第二組空氣壓縮機組，最后在液化裝置3中完成液化。儲熱裝置4可以是儲熱罐等，其與每個所述壓縮機組相連，從而吸收空氣壓縮過程中產生的熱能，最后再將儲熱裝置4中儲存的熱能向熱能接受端釋放。

進一步地，儲熱裝置4連接熱泵5，再通過熱泵將能量傳輸給熱能接受端的方式完成熱能供給；還可以是連接循環水管路，以使其內儲存的熱能傳遞給循環水管路中的水，以實現熱能的供給。

為了能夠實現熱能供給的單供和聯供功能，本實施例中使用熱泵5或所述循環水管路向多個熱能接收端提供熱能供給，且與每個熱能接受端之間設置有閥門，通過打開或關閉所述閥門控制熱能的供給和終止。

實施例3

本實施例提供一種在實施例1的熱能供給方法基礎上的冷能供給方法，由于液化空氣儲能技術為空氣壓縮變為液態，再由液態膨脹為氣態的一個循環，因此冷能和熱能的供給也優選是相互緊密結合的。本實施例的冷能供應方法包括如下步驟：

步驟4：收集步驟1中制備的液態空氣；

步驟5：將所述也太空氣在高溫高壓條件下轉化為氣態空氣，并收集該

轉化過程中釋放的冷能；

步驟6：使用步驟5中收集的冷能進行冷能的供給。

與實施例1中的熱能供給方法相仿，本實施例中對液態空氣氣化過程中產生的冷能進行收集，再將收集到的冷能供給到冷能的接收端，從而完成冷能供給過程。

其中，優選使用冷能驅動制冷機，再通過制冷機來輸出冷能的方式完成冷能供給；或者還可以是，使用冷能冷卻循環水，再通過循環水輸出冷能的方式完成冷能供給。

實施例4

參考圖2，本實施例提供一種冷能供給系統，其使用實施例3中所述的冷能供給方法，所述系統包括：

液態空氣儲存裝置6、氣化裝置7、膨脹機組8和儲冷裝置9，所述液態空氣儲存裝置6中儲存的液態空氣經所述氣化裝置7氣化后進入所述膨脹機組8做功，所述儲冷裝置9用于收集所述液態空氣氣化過程中產生的冷能。

上述實施方式是本實施例的核心技術方案，液態空氣儲存裝置6中的液態空氣經過氣化裝置7后，進入到膨脹機組8中做功，并恢復為氣態，此過程中產生的冷能被儲能裝置9收集，再通過儲冷裝置9將冷能輸出，完成冷能的供給。并優選，膨脹機組8為兩組膨脹機組，其中一組為高壓膨脹機組，一組為低壓膨脹機組，儲冷裝置分別與所述高壓膨脹機組和低壓膨脹機組相連，從而吸收液態空氣氣化過程中釋放的冷能。

作為一種優選的實施方式，儲冷裝置9與制冷機相連，并使用其內部存儲的冷能驅動制冷機工作，以實現冷能的供給；或者是連接循環水管路，以使其內儲存的冷能傳遞給循環水管路中的水，以實現冷能的供給。

為了能夠實現冷能供給的單供和聯供功能，本實施例中使用制冷機或所述循環水管路向多個冷能接收端提供冷能供給，且與每個冷能接受端之間設置有閥門，通過打開或關閉所述閥門控制冷能的供給和終止。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型創造的保護范圍之中。