CN107514338A - 基于气压储能的冷量传递系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于气压储能的冷量传递系统，包括气压源、至少一个蓄压装置、高压气体管网和可移动冷量/电能设备，所述气压源的气压输出端组经密闭气路分别连接每一所述蓄压装置的气压输入端口，所述蓄压装置的气压输出端口经密闭气路接入所述高压气体管网的气压输入端组，所述输气阀口的阀门与所述可移动冷量/电能设备的气压输入端口相匹配。有益效果：需要应用时直接释放高压气体经转子发电机供电，并由释放过程中吸热获得的冷量为目标区域供冷，同时冷量在不需要使用时可存储至蓄冷器中，使多余的清洁能源得以存储并多功能利用，大大节约了能源。

Description

基于气压储能的冷量传递系统
技术领域
本发明涉及能源利用领域，具体的说，涉及一种基于气压储能的冷量传递系统。
背景技术
随着现代社会的高速发展，工作和生活都已经离不开电，电能已经成为左右人们生产、生活的第一资源。而在电能的使用上往往有用电高峰和用电平峰两种状态，在用电高峰期，无数设备耗电使电能得到充分释放；而在用电平峰时，一部分的电能就因为没有利用耗费在运输和待机状态中，这样造成很大的能源浪费。还有风力、太阳能以及潮汐能等发电系统，在能源的转化上也因为客观因素存在电力大小的不同，此时，在电力的调节分配上也常常浪费掉一些未被利用的能源。
在电力制冷上，出于节能的考虑，一些不常在的房间，比如厨房和卫生间通常不会开设冷气，当人从凉爽的房间进入这些房间时会出现冷热骤变的感觉，身体不适的同时也影响使用。
同时，一些郊外环境中，风能和太阳能比较充足，可实时转换存储能源，但在应用方面却没有可为用电设备供电的电源和冷气供应。
因此，在电能有盈余的时间段内进行储能，有用电或制冷需求时提取能源进行转化成所需要的电能或冷量，这样的设备必不可少。
现有技术中，发电往往由机械能或内能转化为电能，再由电能转化为机械能或释放热能进行制冷，在此中间过程大量的能量被设备作为热量吸收而浪费。
因此，如果能直接把机械能存储为内能，需要时直接由内能释放能量提供电能和冷量，则能大大节省能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于气压储能的冷量传递系统，直接将机械能存储为气压内能，需要应用时直接释放高压气体经转子发电机供电，并由释放过程中吸热获得的冷量为目标区域供冷，同时冷量在不需要使用时可存储至蓄冷器中。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于气压储能的冷量传递系统，包括气压源：转化能源获得高压气体并输出；
至少一个蓄压装置：接收并存储大量高压气体，同时提供气压输出；
高压气体管网：传输高压气体到至少一个目的地，并在目的地开设由输气阀口，每个输气阀口均设置有阀门；
可移动冷量/电能设备：转化高压气体的内能为电能同时释放冷量；
所述气压源的气压输出端组经密闭气路分别连接每一所述蓄压装置的气压输入端口，所述蓄压装置的气压输出端口经密闭气路接入所述高压气体管网的气压输入端组，所述输气阀口的阀门与所述可移动冷量/电能设备的气压输入端口相匹配；
所述蓄压装置的气压输入端口和气压输出端口各设置有一个阀门。
通过上述设计，风能或太阳能经气压源转化为高压气体存储至蓄压装置中，当目的地需要冷量或电力时，所述蓄压装置打开并释放高压气体，经高压气体管网输送至目的地的输气阀口，再由可移动冷量/电能设备将高压气体转化为电力和冷量输出。使多余的清洁能源得以存储并加以利用，尤其是在一些没有冷气和电力提供的区域，本发明可直接为该区域提供冷气和电力。
进一步描述，所述可移动冷量/电能设备包括能量转化箱、冷量存储装置和至少一个冷气出口；
所述能量转化箱为密闭箱体，其气体输入口与所述输气阀口密封配合安装，所述能量转化箱的冷量输出口经保温管路密封分别连接所述冷量存储装置的冷量输入端口和冷气出口，所述冷量存储装置的排气口与外界相通；
所述能量转化箱还安装有转子发电机，该转子发电机的转子扇叶位于所述能量转化箱的气体输入口和冷量输出口之间。
通过上述设计，高压气体经输气阀口进入能量转化箱，气体在能量转化箱内快速膨胀形成气压，气压吹动转子发电机的转子扇叶从而发电，同时在快速膨胀中吸收大量热量，使周围环境迅速降温获得冷量，所得冷量可经冷气出口吹出，也可存储至冷量存储装置中。实现了高压气体的多功能利用，大大节约了能源。
更进一步描述，所述能量转化箱还设置有透平膨胀机、AC/DC转换机构和插座；
所述透平膨胀机的进气口连接所述输气阀口，所述透平膨胀机的输气口正对所述转子发电机的转子扇叶；
所述转子发电机的输出绕组与AC/DC转换机构输入端相连，所述AC/DC转换机构的输出端连接插座。
通过上述设计，高压气体在透平膨胀机内膨胀吸热，膨胀后的气体吹动转子扇叶发出电量，该电量经AC/DC转换机构转换为可直接使用的安全电压，经插座为用电设备供电。
更进一步描述，所述冷量存储装置内设置有放置蓄冷器的封闭腔室，该封闭腔室两侧分别接通冷量存储装置的冷量输入端口和排气口；
所述蓄冷器为内置有相变材料内芯的相变蓄冷器，在所述内芯上设置有流道，该流道连通蓄冷器两侧；
所述冷量存储装置的冷量输入端口设置有开关阀。
通过上述设计，冷媒经冷量输入端口进入所述蓄冷器，并在内芯的流道内流动，此时相变材料吸取冷媒的冷量获得冷量存储，被吸收后的冷媒经排气口排出。装置内流通的为清洁能源，极大程度利用后还不会对环境造成破坏。
更进一步描述，所述冷气出口设置有开关阀和风扇，所述风扇由能量转化装置供电。风扇可定向吹送冷气至需要的区域。
更进一步描述，所述输气阀口与可移动冷量/电能设备的气压输入端口经螺纹结构相连，且连接部设置有密闭橡胶圈，使高压气体的传输环境密封不泄露。
更进一步描述，所述能量转化箱的气体输入口与可移动冷量/电能设备的气压输入端口的连接部设置有密闭橡胶圈。
更进一步描述，所述高压气体管网为封闭气回路，且通过每一个目的地。
所述高压气体管网的入户端还设置有增压装置，防止远距离传输途中气压耗损。
更进一步描述，所述可移动冷量/电能设备底部还安装有滚轮，方便将所述可移动冷量/电能设备移动至任一目的地。
本发明的有益效果：需要应用时直接释放高压气体经转子发电机供电，并由释放过程中吸热获得的冷量为目标区域供冷，同时冷量在不需要使用时可存储至蓄冷器中，使多余的清洁能源得以存储并多功能利用，大大节约了能源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是可移动冷量/电能设备的结构示意图
图3是可移动冷量/电能设备气压输入端口的局部示意图
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，一种基于气压储能的冷量传递系统，包括气压源：转化能源获得高压气体并输出；
至少一个蓄压装置：接收并存储大量高压气体，同时提供气压输出；
高压气体管网：传输高压气体到至少一个目的地，所述高压气体管网为封闭气回路，且通过每一个目的地，并在目的地开设由输气阀口1，每个输气阀口1均设置有阀门；
作为优选，本实施例中的目的地为楼宇中的每一房间。
可移动冷量/电能设备2：转化高压气体的内能为电能同时释放冷量；
所述气压源的气压输出端组经密闭气路分别连接每一所述蓄压装置的气压输入端口，所述蓄压装置的气压输出端口经密闭气路接入所述高压气体管网的气压输入端组，所述输气阀口1的阀门与所述可移动冷量/电能设备2的气压输入端口相匹配；
所述高压气体管网的入户端还设置有增压装置，防止远距离传输途中气压耗损。
所述蓄压装置的气压输入端口和气压输出端口各设置有一个阀门。
如图2所示，所述可移动冷量/电能设备2包括能量转化箱21、冷量存储装置22和至少一个冷气出口23；
所述能量转化箱21为密闭箱体，其气体输入口与所述输气阀口1密封配合安装，所述能量转化箱21的冷量输出口经保温管路密封分别连接所述冷量存储装置22的冷量输入端口和冷气出口23，所述冷量存储装置22的排气口与外界相通；
所述能量转化箱21还安装有转子发电机212，该转子发电机212的转子扇叶位于所述能量转化箱21的气体输入口和冷量输出口之间。
所述能量转化箱21还设置有透平膨胀机211、AC/DC转换机构213和插座214；
所述透平膨胀机211的进气口连接所述输气阀口1，所述透平膨胀机211的输气口正对所述转子发电机212的转子扇叶；
所述转子发电机212的输出绕组与AC/DC转换机构213输入端相连，所述AC/DC转换机构213的输出端连接插座214。
所述冷量存储装置22内设置有放置蓄冷器221的封闭腔室222，该封闭腔室222两侧分别接通冷量存储装置22的冷量输入端口和排气口；
所述蓄冷器221为内置有相变材料内芯的相变蓄冷器，在所述内芯上设置有流道223，该流道223连通蓄冷器221两侧；
所述冷量存储装置22的冷量输入端口设置有开关阀。
所述冷气出口23设置有开关阀和风扇231，所述风扇231由能量转化装置21供电。
所述可移动冷量/电能设备2底部还安装有滚轮24。
如图3所示，所述输气阀口1与可移动冷量/电能设备2的气压输入端口经螺纹结构相连，且连接部设置有密闭橡胶圈。
作为优选，本实施例在输气阀口1边沿还设置有凹槽放置密闭橡胶圈。
所述能量转化箱21的气体输入口与可移动冷量/电能设备2的气压输入端口的连接部设置有密闭橡胶圈。
本发明的工作原理为：
风能或太阳能经气压源转化为高压气体存储至蓄压装置中，当目的地需要冷量或电力时，所述蓄压装置打开并释放高压气体，经高压气体管网输送至目的地的输气阀口1，所述可移动冷量/电能设备2移动至目的地的输气阀口1处并与其连通，高压气体经输气阀口1进入能量转化箱21，气体在能量转化箱21内快速膨胀形成气压，气压吹动转子发电机212的转子扇叶从而发电，电量经AC/DC转换机构213转换为可直接使用的安全电压，经插座214为用电设备供电；同时高压气体在快速膨胀中吸收大量热量，使周围环境迅速降温获得冷量，所得冷量可经冷气出口23吹出，也可存储至冷量存储装置22中待需要时再释放出冷量。

Claims (9)

1.一种基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
包括气压源：转化能源获得高压气体并输出；
至少一个蓄压装置：接收并存储大量高压气体，同时提供气压输出；
高压气体管网：传输高压气体到至少一个目的地，并在目的地开设由输气阀口(1)，每个输气阀口(1)均设置有阀门；
可移动冷量/电能设备(2)：转化高压气体的内能为电能同时释放冷量；
所述气压源的气压输出端组经密闭气路分别连接每一所述蓄压装置的气压输入端口，所述蓄压装置的气压输出端口经密闭气路接入所述高压气体管网的气压输入端组，所述输气阀口(1)的阀门与所述可移动冷量/电能设备(2)的气压输入端口相匹配；
所述蓄压装置的气压输入端口和气压输出端口各设置有一个阀门。
2.根据权利要求1所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述可移动冷量/电能设备(2)包括能量转化箱(21)、冷量存储装置(22)和至少一个冷气出口(23)；
所述能量转化箱(21)为密闭箱体，其气体输入口与所述输气阀口(1)密封配合安装，所述能量转化箱(21)的冷量输出口经保温管路密封分别连接所述冷量存储装置(22)的冷量输入端口和冷气出口(23)，所述冷量存储装置(22)的排气口与外界相通；
所述能量转化箱(21)还安装有转子发电机(212)，该转子发电机(212)的转子扇叶位于所述能量转化箱(21)的气体输入口和冷量输出口之间。
3.根据权利要求2所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述能量转化箱(21)还设置有透平膨胀机(211)、AC/DC转换机构(213)和插座(214)；
所述透平膨胀机(211)的进气口连接所述输气阀口(1)，所述透平膨胀机(211)的输气口正对所述转子发电机(212)的转子扇叶；
所述转子发电机(212)的输出绕组与AC/DC转换机构(213)输入端相连，所述AC/DC转换机构(213)的输出端连接插座(214)。
4.根据权利要求2所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述冷量存储装置(22)内设置有放置蓄冷器(221)的封闭腔室(222)，该封闭腔室(222)两侧分别接通冷量存储装置(22)的冷量输入端口和排气口；
所述蓄冷器(221)为内置有相变材料内芯的相变蓄冷器，在所述内芯上设置有流道(223)，该流道(223)连通蓄冷器(221)两侧；
所述冷量存储装置(22)的冷量输入端口设置有开关阀。
5.根据权利要求2所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述冷气出口(23)设置有开关阀和风扇(231)，所述风扇(231)由能量转化装置(21)供电。
6.根据权利要求1所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述输气阀口(1)与可移动冷量/电能设备(2)的气压输入端口经螺纹结构相连，且连接部设置有密闭橡胶圈。
7.根据权利要求2所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述能量转化箱(21)的气体输入口与可移动冷量/电能设备(2)的气压输入端口的连接部设置有密闭橡胶圈。
8.根据权利要求1所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述高压气体管网为封闭气回路，且通过每一个目的地。
9.根据权利要求1所述的基于气压储能的冷量传递系统，其特征在于：
所述可移动冷量/电能设备(2)底部还安装有滚轮(24)。
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