CN113266437A - 基于一体式冷箱的液态空气储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，包括：液态空气储能通路、液态空气释能通路和循环回路；循环回路在液态空气储能通路中释放冷能；循环回路在液态空气释能回路中吸收冷能；空气压缩机组、压缩热利用装置、低温换热单元和液态空气储罐依次连接形成液态空气储能通路；液态空气储罐、低温换热单元、压缩热利用装置和空气膨胀机组依次连接形成液态空气释能通路；低温换热单元和蓄冷单元连接形成循环回路；蓄冷单元和低温换热单元共同设置于冷箱的内部，蓄冷单元环置于低温换热单元的外部。本发明提供可同时完成空气液化、复温和冷能存储的一体式冷箱，减少换热器在运行间歇期，由于轴向导热产生换热器冷热端温度梯度导致的衰减幅度。

Description

基于一体式冷箱的液态空气储能装置

技术领域

本发明涉及液态空气储能技术领域，尤其涉及一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置。

背景技术

受能源危机和环境影响的驱使，大力发展清洁的可再生能源势在必行。然而，可再生能源的间歇性和波动性会对电网产生巨大冲击，带来安全隐患。同时，由于白天和夜晚对电力的需求差异较大，电网对削峰填谷的需求也日益强烈。液态空气储能是解决大规模可再生能源并网和电网削峰填谷的一种极具前景的技术，已经得到了广泛的研究。液态空气储能技术的核心装备是低温蓄冷子系统。传统的低温蓄冷子系统由液化侧冷箱、复温侧冷箱和独立的蓄冷单元组成。然而，使用两台冷箱和独立的蓄冷单元一方面会导致系统初始投资大，占地面积大，系统漏冷大，运行管理复杂；另一方面，由于液化侧冷箱在储能期间运行，复温侧冷箱在释能期间运行，二者每天分别只运行一次，这样导致同一台冷箱中的换热器在运行间歇期内由于轴向导热会产生换热器冷热端温度梯度(-190～20℃)的大幅衰减，而在下一次储能过程开始时需要重新建立温度梯度，进而消耗额外的冷能，降低系统储能效率。

发明内容

本发明提供一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，用以解决现有液态空气储能系统中，需同时设置两台冷箱，且在运行期间两台冷箱只能分别运行，在启动过程中需重新建立温度梯度，进而消耗额外的冷能，降低系统储能效率的缺陷，在传统液态空气储能技术的基础上，提供可同时完成空气液化、复温和冷能存储的一体式冷箱，既解决了系统初始投资、占地面积大等问题，简化了设备的运行管理，又可减少换热器在运行间歇期，由于轴向导热产生换热器冷热端温度梯度(-190～20℃)导致的衰减幅度，提高系统储能效率。

根据本发明提供的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，包括：液态空气储能通路、液态空气释能通路和循环回路；

所述循环回路在所述液态空气储能通路中释放冷能；

所述循环回路在所述液态空气释能回路中吸收冷能；

还包括：空气压缩机组、压缩热利用装置、低温换热单元、液态空气储罐、蓄冷单元和空气膨胀机组；

所述空气压缩机组、所述压缩热利用装置、所述低温换热单元和所述液态空气储罐依次连接形成所述液态空气储能通路；

所述液态空气储罐、所述低温换热单元、所述压缩热利用装置和所述空气膨胀机组依次连接形成所述液态空气释能通路；

所述低温换热单元和所述蓄冷单元连接形成所述循环回路；

其中，所述蓄冷单元和所述低温换热单元共同设置于冷箱的内部，且所述蓄冷单元环置于所述低温换热单元的外部。

根据本发明的一种实施方式，所述循环回路包括：第一通道和风机；

所述风机、所述低温换热单元和所述蓄冷单元通过所述第一通道连接形成所述循环回路。

具体来说，本实施例提供了一种循环回路的实施方式，循环回路的实施方式，通过设置第一通道，实现了冷能在低温换热单元和蓄热器之间蓄冷介质的循环；风机的设置则为蓄冷介质的循环提供了动力。

需要说明的是，所述冷箱的壳体可以是圆柱形或者方形结构，内部填充珠光砂或者其他隔热材料，冷箱可为一级或多级，串联或并联，或者相应的组合结构。

根据本发明的一种实施方式，所述第一通道和所述风机设置于所述冷箱的内部。

具体来说，本实施例提供了一种冷箱的实施方式，通过将第一通道和风机设置于冷箱的内部，使得冷箱形成一个整体的结构，结构更加紧凑，提升了装置的整体性。

根据本发明的一种实施方式，所述风机和部分所述第一通道设置于所述冷箱的外部。

具体来说，本实施例提供了另一种冷箱的实施方式，通过将风机和部分第一通道设置于冷箱的外部，使得冷箱的体积得到了缩小，更合理的分布了空间。

根据本发明的一种实施方式，所述循环回路还包括：第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第二通道和第三通道；

所述第一控制阀设置于所述蓄冷单元和所述风机之间，并与所述第一通道连接；

所述第二控制阀设置于所述风机和所述低温换热单元之间，并与所述第一通道连接；

所述第三控制阀与所述第二通道串联后，与所述风机和所述第二控制阀并联，并在所述第一控制阀和所述风机之间接入所述第一通道；

所述第四控制阀与所述第三通道串联后，与所述第一控制阀和所述风机并联，并在所述风机和所述第二控制阀之间接入所述第一通道。

具体来说，本实施例提供了另一种循环回路的实施方式，在储能阶段的液态空气储能通路中，打开第一控制阀、第二控制阀和风机，关闭第三控制阀和第四控制阀，蓄冷单元内的蓄冷介质在风机的作用下进入低温换热单元，与流经的空气进行热交换，将蓄冷介质内的冷能释放，而流经换热器的空气则吸收冷能，进一步实现降温。

进一步地，在释能阶段的液态空气释能通路，打开第三控制阀、第四控制阀和风机，关闭第一控制阀和第二控制阀，风机的转动方向不变，而蓄冷介质则与从液态空气储罐内流出的低温空气进行冷能交换，蓄冷介质吸收低温空气的冷能，实现降温，而低温空气在释放冷能后则实现了升温，得到冷能的蓄冷介质在风机的作用下，实现循环。

需要说明的是，通过设置第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和风机，实现了降低对系统初始的投资，在保证功能的同时简化了设备，并且由于取消了原有的两台冷箱设备，使得冷箱在启动过程中无需重新建立温度梯度，避免额外消耗冷量，以及由于消耗额外冷量带来的系统存储效率低的问题。

还需要说明的是，所述低温换热单元可以是管壳式结构、板翅式结构、绕管式结构等中的一种或几种组合。所述压缩热利用装置可将压缩热用于预热空气透平机组进气，也可用于生产生活热水，采暖用水或者用于驱动吸收式制冷机组供冷，如溴化锂机组或氨水机组。所述空气压缩机组形式可以为活塞式、螺杆式或离心式等结构，压缩机组包括一台或多台压缩机，串联、并联或集成为压缩机组，每一级压缩机后都配置有压缩热利用装置。

在一个应用场景中，所述风机可以是离心式或轴流式等结构。

根据本发明的一种实施方式，所述蓄冷单元采用固相蓄冷介质或者相变蓄冷介质，且所述蓄冷单元的蓄冷介质直接或间接与流经所述低温换热单元的空气接触。

具体来说，本实施例提供了一种蓄冷单元内部蓄冷介质的实施方式，所述蓄冷单元可采用固相(金属、岩石和玻璃等)或相变蓄冷材料等蓄冷介质中的一种或多种。

进一步地，蓄冷介质直接接触空气的换热保证了换热的效果，而蓄冷介质间接接触空气的换热则是考虑到了蓄冷单元所要承受的空气压力问题，在实际使用中，可以根据需求和工况进行切换。

根据本发明的一种实施方式，所述循环回路还包括：第四通道和第五控制阀；

所述第四通道与所述液态空气储罐连接，并穿过所述低温换热单元后，与外部环境连通；

所述第五控制阀在所述液态空气储罐和所述低温换热单元之间与所述第五通道连接。

具体来说，本实施例提供了一种利用液态空气储罐中的气相空气冷能的实施方式，低温空气经过节流元件的节流膨胀后，温度进一步降低，产生气液两相空气，液相空气存储在液态空气储罐中，气相空气返流回低温换热单元中，对气相空气的冷能进行回收，然后常温排出冷箱，此种设置提升了系统的效率。

根据本发明的一种实施方式，还包括：节流元件和低温泵；

所述空气压缩机组、所述压缩热利用装置、所述低温换热单元、所述节流元件和所述液态空气储罐依次连接形成所述液态空气储能通路；

所述液态空气储罐、所述低温泵、所述低温换热单元、所述压缩热利用装置和所述空气膨胀机组依次连接形成所述液态空气释能通路。

具体来说，本实施例提供了一种节流元件和低温泵的实施方式，通过设置节流元件和低温泵，进一步完善了液态空气储能通路和液态空气释能通路。

需要说明的是，所述节流元件可采用低温膨胀机或节流阀，所述液态空气储罐可采用杜瓦罐或低温储槽，所述低温泵形式可以为活塞式或离心式等结构。

根据本发明的一种实施方式，所述循环回路还包括：第六控制阀、第七控制阀、第五通道、第六通道和第七通道；

所述第五通道的一端分别与并联的所述第六通道和所述第七通道连接后，穿过所述低温换热单元；

所述第六通道和所述第七通道并联后与所述液态空气储罐连接；

所述第六控制阀和所述节流元件通过所述第六通道串联；

所述第七控制阀和所述低温泵通过所述第七通道串联。

具体来说，本实施例提供了一种循环回路与液态空气储罐连接换热的实施方式，第六控制阀、第七控制阀、第五通道、第六通道和第七通道的设置进一步简化了结构，使得液态空气储能通路和液态空气释能通路均通过第五通道进出冷箱。

根据本发明的一种实施方式，所述循环回路还包括：第八控制阀、第九控制阀、第八通道和第九通道；

所述第五通道穿过所述低温换热单元后，与并联的所述第八通道和所述第九通道连接；

所述第八通道和所述第九通道并联后分别接入所述压缩热利用装置；

所述第八控制阀与所述第八通道连接；

所述第九控制阀与所述第九通道连接。

具体来说，本实施例提供了一种循环回路与压缩热利用装置连接换热的实施方式，第八控制阀、第九控制阀、第八通道和第九通道的设置进一步简化了结构，使得液态空气储能通路和液态空气释能通路均通过第五通道进出冷箱的同时，通过同一个压缩热利用装置实现液态空气的压缩和膨胀。

本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本发明提供的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，在传统液态空气储能技术的基础上，提供可同时完成空气液化、复温和冷能存储的一体式冷箱，既解决了系统初始投资、占地面积大等问题，简化了设备的运行管理，又可减少换热器在运行间歇期，由于轴向导热产生换热器冷热端温度梯度导致的衰减幅度，提高系统储能效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于一体式冷箱的液态空气储能装置的装配关系示意图之一；

图2是本发明提供的基于一体式冷箱的液态空气储能装置的装配关系示意图之二。

附图标记：

10、冷箱； 20、空气压缩机组； 30、压缩热利用装置；

40、低温换热单元； 50、液态空气储罐； 60、蓄冷单元；

70、空气膨胀机组； 80、节流元件； 90、低温泵；

100、第一通道； 101、第二通道； 102、第三通道；

103、第四通道； 104、第五通道； 105、第六通道；

106、第七通道； 107、第八通道； 108、第九通道；

110、第一控制阀； 111、第二控制阀； 112、第三控制阀；

113、第四控制阀； 114、第五控制阀； 115、第六控制阀；

116、第七控制阀； 117、第八控制阀； 118、第九控制阀；

120、风机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1和图2是本发明提供的基于一体式冷箱的液态空气储能装置的装配关系示意图之一和之二。具体来说，在储能阶段，打开第一控制阀110、第二控制阀111、第六控制阀115、第五控制阀114和第八控制阀117，关闭其余控制阀，可再生能源电或电网低谷电驱动空气压缩机组20将常温常压空气压缩至中温高压，通过压缩热利用装置30将中温压缩热回收利用，然后冷却至常温的高压空气进入冷箱10中的低温换热单元40，被返流空气和蓄冷单元60循环空气冷却至低温，同时蓄冷单元60被循环空气逐渐加热至常温，完成冷能的释放；低温高压空气出冷箱10后经过节流元件80降压膨胀，产生液态空气存储于液态空气储罐50中，低温气态空气返流至冷箱10内的低温换热单元40提供冷能，完成液态空气储能装置的储能过程。

在释能阶段，打开第三控制阀112、第四控制阀113、第七控制阀116和第九控制阀118，关闭其余控制阀，液态空气储罐50中的液态空气经低温泵90增压后进入冷箱10中的低温换热单元40，被蓄冷单元60循环空气加热至常温，同时蓄冷单元60被循环空气逐渐冷却至低温，完成冷量的存储；常温高压空气经压缩热利用装置30加热后变成中温高压空气，驱动空气膨胀机组70旋转做功，进一步带动发电机发电输送至电网，完成液态空气储能装置的释能过程。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一些具体实施方案中，如图1和图2所示，本方案提供一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，包括：液态空气储能通路、液态空气释能通路和循环回路；循环回路在液态空气储能通路中释放冷能；循环回路在液态空气释能回路中吸收冷能；还包括：空气压缩机组20、压缩热利用装置30、低温换热单元40、液态空气储罐50、蓄冷单元60和空气膨胀机组70；空气压缩机组20、压缩热利用装置30、低温换热单元40和液态空气储罐50依次连接形成液态空气储能通路；液态空气储罐50、低温换热单元40、压缩热利用装置30和空气膨胀机组70依次连接形成液态空气释能通路；低温换热单元40和蓄冷单元60连接形成循环回路；其中，蓄冷单元60和低温换热单元40共同设置于冷箱10的内部，且蓄冷单元60环置于低温换热单元40的外部。

详细来说，本发明提供一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，用以解决现有液态空气储能系统中，需同时设置两台冷箱10，且在运行期间两台冷箱10只能分别运行，在启动过程中需重新建立温度梯度，进而消耗额外的冷能，降低系统储能效率的缺陷，在传统液态空气储能技术的基础上，提供可同时完成空气液化、复温和冷能存储的一体式冷箱10，既解决了系统初始投资、占地面积大等问题，简化了设备的运行管理，又可减少换热器在运行间歇期，由于轴向导热产生换热器冷热端温度梯度(-190～20℃)导致的衰减幅度，提高系统储能效率。

在本发明一些可能的实施例中，循环回路包括：第一通道100和风机120；风机120、低温换热单元40和蓄冷单元60通过第一通道100连接形成循环回路。

具体来说，本实施例提供了一种循环回路的实施方式，循环回路的实施方式，通过设置第一通道100，实现了冷能在低温换热单元40和蓄热器之间蓄冷介质的循环；风机120的设置则为蓄冷介质的循环提供了动力。

需要说明的是，冷箱10的壳体可以是圆柱形或者方形结构，内部填充珠光砂或者其他隔热材料，冷箱10可为一级或多级，串联或并联，或者相应的组合结构。

在本发明一些可能的实施例中，第一通道100和风机120设置于冷箱10的内部。

具体来说，本实施例提供了一种冷箱10的实施方式，通过将第一通道100和风机120设置于冷箱10的内部，使得冷箱10形成一个整体的结构，结构更加紧凑，提升了装置的整体性。

在本发明一些可能的实施例中，风机120和部分第一通道100设置于冷箱10的外部。

具体来说，本实施例提供了另一种冷箱10的实施方式，通过将风机120和部分第一通道100设置于冷箱10的外部，使得冷箱10的体积得到了缩小，更合理的分布了空间。

在本发明一些可能的实施例中，循环回路还包括：第一控制阀110、第二控制阀111、第三控制阀112、第四控制阀113、第二通道101和第三通道102；第一控制阀110设置于蓄冷单元60和风机120之间，并与第一通道100连接；第二控制阀111设置于风机120和低温换热单元40之间，并与第一通道100连接；第三控制阀112与第二通道101串联后，与风机120和第二控制阀111并联，并在第一控制阀110和风机120之间接入第一通道100；第四控制阀113与第三通道102串联后，与第一控制阀110和风机120并联，并在风机120和第二控制阀111之间接入第一通道100。

具体来说，本实施例提供了另一种循环回路的实施方式，在储能阶段的液态空气储能通路中，打开第一控制阀110、第二控制阀111和风机120，关闭第三控制阀112和第四控制阀113，蓄冷单元60内的蓄冷介质在风机120的作用下进入低温换热单元40，与流经的空气进行热交换，将蓄冷介质内的冷能释放，而流经换热器的空气则吸收冷能，进一步实现降温。

进一步地，在释能阶段的液态空气释能通路，打开第三控制阀112、第四控制阀113和风机120，关闭第一控制阀110和第二控制阀111，风机120的转动方向不变，而蓄冷介质则与从液态空气储罐50内流出的低温空气进行冷能交换，蓄冷介质吸收低温空气的冷能，实现降温，而低温空气在释放冷能后则实现了升温，得到冷能的蓄冷介质在风机120的作用下，实现循环。

需要说明的是，通过设置第一控制阀110、第二控制阀111、第三控制阀112、第四控制阀113和风机120，实现了降低对系统初始的投资，在保证功能的同时简化了设备，并且由于取消了原有的两台冷箱10设备，使得冷箱10在启动过程中无需重新建立温度梯度，避免额外消耗冷量，以及由于消耗额外冷量带来的系统存储效率低的问题。

还需要说明的是，低温换热单元40可以是管壳式结构、板翅式结构、绕管式结构等中的一种或几种组合。压缩热利用装置30可将压缩热用于预热空气透平机组进气，也可用于生产生活热水，采暖用水或者用于驱动吸收式制冷机组供冷，如溴化锂机组或氨水机组。空气压缩机组20形式可以为活塞式、螺杆式或离心式等结构，压缩机组包括一台或多台压缩机，串联、并联或集成为压缩机组，每一级压缩机后都配置有压缩热利用装置30。

在一个应用场景中，风机120可以是离心式或轴流式等结构。

在本发明一些可能的实施例中，蓄冷单元60采用固相蓄冷介质或者相变蓄冷介质，且蓄冷单元60的蓄冷介质直接或间接与流经低温换热单元40的空气接触。

具体来说，本实施例提供了一种蓄冷单元60内部蓄冷介质的实施方式，蓄冷单元60内部蓄冷介质的实施方式，蓄冷单元60可采用固相(金属、岩石和玻璃等)或相变蓄冷材料等蓄冷介质中的一种或多种。

进一步地，蓄冷介质直接接触空气的换热保证了换热的效果，而蓄冷介质间接接触空气的换热则是考虑到了蓄冷单元60所要承受的空气压力问题，在实际使用中，可以根据需求和工况进行切换。

在本发明一些可能的实施例中，循环回路还包括：第四通道103和第五控制阀114；第四通道103与液态空气储罐50连接，并穿过低温换热单元40后，与外部环境连通；第五控制阀114在液态空气储罐50和低温换热单元40之间与第五通道104连接。

具体来说，本实施例提供了一种利用液态空气储罐50中的气相空气冷能的实施方式，低温空气经过节流元件80的节流膨胀后，温度进一步降低，产生气液两相空气，液相空气存储在液态空气储罐50中，气相空气返流回低温换热单元40中，对气相空气的冷能进行回收，然后常温排出冷箱10，此种设置提升了系统的效率。

在本发明一些可能的实施例中，还包括：节流元件80和低温泵90；空气压缩机组20、压缩热利用装置30、低温换热单元40、节流元件80和液态空气储罐50依次连接形成液态空气储能通路；液态空气储罐50、低温泵90、低温换热单元40、压缩热利用装置30和空气膨胀机组70依次连接形成液态空气释能通路。

具体来说，本实施例提供了一种节流元件80和低温泵90的实施方式，通过设置节流元件80和低温泵90，进一步完善了液态空气储能通路和液态空气释能通路。

需要说明的是，节流元件80可采用低温膨胀机或节流阀，液态空气储罐50可采用杜瓦罐或低温储槽，低温泵90形式可以为活塞式或离心式等结构。

在本发明一些可能的实施例中，循环回路还包括：第六控制阀115、第七控制阀116、第五通道104、第六通道105和第七通道106；第五通道104的一端分别与并联的第六通道105和第七通道106连接后，穿过低温换热单元40；第六通道105和第七通道106并联后与液态空气储罐50连接；第六控制阀115和节流元件80通过第六通道105串联；第七控制阀116和低温泵90通过第七通道106串联。

具体来说，本实施例提供了一种循环回路与液态空气储罐50连接换热的实施方式，循环回路与液态空气储罐50连接换热的实施方式，第六控制阀115、第七控制阀116、第五通道104、第六通道105和第七通道106的设置进一步简化了结构，使得液态空气储能通路和液态空气释能通路均通过第五通道104进出冷箱10。

在本发明一些可能的实施例中，循环回路还包括：第八控制阀117、第九控制阀118、第八通道107和第九通道108；第五通道104穿过低温换热单元40后，与并联的第八通道107和第九通道108连接；第八通道107和第九通道108并联后分别接入压缩热利用装置30；第八控制阀117与第八通道107连接；第九控制阀118与第九通道108连接。

具体来说，本实施例提供了一种循环回路与压缩热利用装置30连接换热的实施方式，循环回路与压缩热利用装置30连接换热的实施方式，第八控制阀117、第九控制阀118、第八通道107和第九通道108的设置进一步简化了结构，使得液态空气储能通路和液态空气释能通路均通过第五通道104进出冷箱10的同时，通过同一个压缩热利用装置30实现液态空气的压缩和膨胀。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，包括：液态空气储能通路、液态空气释能通路和循环回路；

所述循环回路在所述液态空气储能通路中释放冷能；

所述循环回路在所述液态空气释能回路中吸收冷能；

还包括：空气压缩机组、压缩热利用装置、低温换热单元、液态空气储罐、蓄冷单元和空气膨胀机组；

所述空气压缩机组、所述压缩热利用装置、所述低温换热单元和所述液态空气储罐依次连接形成所述液态空气储能通路；

所述液态空气储罐、所述低温换热单元、所述压缩热利用装置和所述空气膨胀机组依次连接形成所述液态空气释能通路；

所述低温换热单元和所述蓄冷单元连接形成所述循环回路；

其中，所述蓄冷单元和所述低温换热单元共同设置于冷箱的内部，且所述蓄冷单元环置于所述低温换热单元的外部。

2.根据权利要求1所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述循环回路包括：第一通道和风机；

所述风机、所述低温换热单元和所述蓄冷单元通过所述第一通道连接形成所述循环回路。

3.根据权利要求2所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述第一通道和所述风机设置于所述冷箱的内部。

4.根据权利要求2所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述风机和部分所述第一通道设置于所述冷箱的外部。

5.根据权利要求2所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述循环回路还包括：第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第二通道和第三通道；

所述第一控制阀设置于所述蓄冷单元和所述风机之间，并与所述第一通道连接；

所述第二控制阀设置于所述风机和所述低温换热单元之间，并与所述第一通道连接；

所述第三控制阀与所述第二通道串联后，与所述风机和所述第二控制阀并联，并在所述第一控制阀和所述风机之间接入所述第一通道；

所述第四控制阀与所述第三通道串联后，与所述第一控制阀和所述风机并联，并在所述风机和所述第二控制阀之间接入所述第一通道。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述蓄冷单元采用固相蓄冷介质或者相变蓄冷介质，且所述蓄冷单元的蓄冷介质直接或间接与流经所述低温换热单元的空气接触。

7.根据权利要求1至5任一所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述循环回路还包括：第四通道和第五控制阀；

所述第四通道与所述液态空气储罐连接，并穿过所述低温换热单元后，与外部环境连通；

所述第五控制阀在所述液态空气储罐和所述低温换热单元之间与所述第五通道连接。

8.根据权利要求1至5任一所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，还包括：节流元件和低温泵；

所述空气压缩机组、所述压缩热利用装置、所述低温换热单元、所述节流元件和所述液态空气储罐依次连接形成所述液态空气储能通路；

所述液态空气储罐、所述低温泵、所述低温换热单元、所述压缩热利用装置和所述空气膨胀机组依次连接形成所述液态空气释能通路。

9.根据权利要求8所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述循环回路还包括：第六控制阀、第七控制阀、第五通道、第六通道和第七通道；

所述第五通道的一端分别与并联的所述第六通道和所述第七通道连接后，穿过所述低温换热单元；

所述第六通道和所述第七通道并联后与所述液态空气储罐连接；

所述第六控制阀和所述节流元件通过所述第六通道串联；

所述第七控制阀和所述低温泵通过所述第七通道串联。

10.根据权利要求9所述的一种基于一体式冷箱的液态空气储能装置，其特征在于，所述循环回路还包括：第八控制阀、第九控制阀、第八通道和第九通道；

所述第五通道穿过所述低温换热单元后，与并联的所述第八通道和所述第九通道连接；

所述第八通道和所述第九通道并联后分别接入所述压缩热利用装置；

所述第八控制阀与所述第八通道连接；

所述第九控制阀与所述第九通道连接。

Images