CN113865160A - 空气循环系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空气循环系统，所述空气循环系统包括第一储液罐、第一释能组件、第二储液罐、第二释能组件、冷凝蒸发组件和第一换热组件，第一释能组件与第一储液罐连通，第二释能组件与第二储液罐连通，冷凝蒸发组件具有相互独立且可进行热交换的第一通道和第二通道，第一通道与第一释能组件连通，第二通道分别与第二储液罐和第二释能组件连通，第一换热组件具有相互独立且可进行热交换的第一流路和第二流路，第一流路分别与第一通道和第一储液罐连通，第二流路与第二释能组件连通。本发明的空气循环系统具有结构简单、成本低廉、蓄冷效果好等优点。

Description

空气循环系统
技术领域
本发明涉及储能技术领域，具体地，涉及空气循环系统。
背景技术
液化空气储能是一种新型的储能技术，储能时，系统利用电力驱动空气液化装置，产生液化空气，储存于低温储罐中，释能时，将低温储罐中液化空气加压加热，随后驱动膨胀机做功发电。
相关技术中，液化空气在气化过程中释放的冷量回收难度大，采用填充床蓄冷装置，存在设备结构复杂，体积庞大等问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种结构简单、冷能回收效率高的空气循环系统。
本发明实施例的空气循环系统包括：第一储液罐，所述第一储液罐用于存储具有第一预设压力的液化空气；第一释能组件，所述第一释能组件与所述第一储液罐连通，用于对所述第一储液罐的流出的所述液化空气发电；第二储液罐，所述第二储液罐用于存储具有第二预设压力的液化空气；第二释能组件，所述第二释能组件与所述第二储液罐连通，用于对所述第二储液罐的流出的所述液化空气发电；冷凝蒸发组件，所述冷凝蒸发组件具有相互独立且可进行热交换的第一通道和第二通道，所述第一通道与所述第一释能组件连通，以便从所述第一释能组件流出的空气流入所述第一通道内，所述第二通道分别与所述第二储液罐和所述第二释能组件连通，以便从所述第二储液罐流出的所述液化空气通过所述第二通道流入所述第二释能组件；第一换热组件，所述第一换热组件具有相互独立且可进行热交换的第一流路和第二流路，所述第一流路分别与所述第一通道和所述第一储液罐连通，以便从所述第一通道流出的空气通过所述第一流路流入所述第一储液罐，所述第二流路与所述第二释能组件连通，以便从所述第二释能组件流出的空气流入所述第二流路。
本发明实施例的空气循环系统，设置第一储液罐、第一释能组件、冷凝蒸发组件和第一换热组件，从而回收第二储液罐内的液化空气中的冷能，设备结构简单、冷能回收效率高。
在一些实施例中，所述空气循环系统还包括第二换热组件，所述第二换热组件具有相互独立且可进行热交换的第一通路和第二通路，所述第一通路分别与所述第一储液罐和所述第一释能组件连通，以便从所述第一储液罐流出的所述液化空气通过所述第一通路流入所述第一释能组件，所述第二通路分别与所述第一释能组件和所述第一通道连通，以便从所述第一释能组件流出的空气通过所述第二通路流入所述第一通道。
在一些实施例中，所述空气循环系统还包括第三释能组件，所述第三释能组件与所述第二流路连通，以便从所述第二流路流出的空气流入所述第三释能组件。
在一些实施例中，所述第一换热组件还具有第三流路，所述第三流路和所述第一流路相互独立且可进行热交换，所述第三流路与所述第三释能组件连通，以便从所述第三释能组件流出的空气流入所述第三流路。
在一些实施例中，所述第三流路与所述第二储液罐连通，以便所述第二储液罐内的空气流入所述第三流路。
在一些实施例中，所述空气循环系统还包括蓄冷组件，所述蓄冷组件与所述第三流路连通，用于收集所述第三流路的流出的空气中的冷能。
在一些实施例中，所述第一释能组件包括加热器和膨胀发电机，所述加热器与所述膨胀发电机连通，以便对流入所述膨胀发电机的空气加热。
在一些实施例中，所述第一换热组件为过冷器。
在一些实施例中，所述空气循环系统还包括第一增压泵，所述第一增压泵分别与所述第一储液罐和所述第一释能组件连通，以便从所述第一储液罐内的液化空气通过所述第一增压泵流入所述第一释能组件。
在一些实施例中，所述空气循环系统还包括第二增压泵，所述第二增压泵分别与所述第二储液罐和所述冷凝蒸发组件连通，以便从所述第二储液罐内的液化空气通过所述第二增压泵流入所述冷凝蒸发组件。
附图说明
图1是本发明实施例的空气循环系统的结构示意图。
附图标记：
空气循环系统100；
第一储液罐1；第一释能组件2；加热器21；膨胀发电机22；
第二储液罐3；第二释能组件4；
冷凝蒸发组件5；第一通道51；第二通道52；
第一换热组件6；第一流路61；第二流路62；第三流路63；
第二换热组件7；第一通路71；第二通路72；
第三释能组件8；
蓄冷组件9；第一增压泵10；第二增压泵101。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的空气循环系统。
如图1所示，本发明实施例的空气循环系统100包括第一储液罐1、第一释能组件2、第二储液罐3、第二释能组件4、冷凝蒸发组件5和第一换热组件6。
第一储液罐1用于存储具有第一预设压力的液化空气。具体地，如图1所示，第一储液罐1为真空罐，真空罐内存储具有第一预设压力的液化空气。
第一释能组件2与第一储液罐1连通，用于对第一储液罐1的流出的液化空气发电。具体地，如图1所示，第一释能组件2的进口与第一储液罐1的出口连通，第一储液罐1内的液化空气流入第一释能组件2内释能发电。
第二储液罐3用于存储具有第二预设压力的液化空气。具体地，如图1所示，第二储液罐3为平底槽，平底槽用于存储第二预设压力的液化空气。
第二释能组件4与第二储液罐3连通，用于对第二储液罐3的流出的液化空气发电。具体地，如图1所示，第二释能组件4的进口与第二储液罐3的出口连通，第二储液罐3内的液化空气流入第二释能组件4释能发电。
冷凝蒸发组件5具有相互独立且可进行热交换的第一通道51和第二通道52，第一通道51与第一释能组件2连通，以便从第一释能组件2流出的空气流入第一通道51内，第二通道52分别与第二储液罐3和第二释能组件4连通，以便从第二储液罐3流出的液化空气通过第二通道52流入第二释能组件4。
具体地，如图1所示，冷凝蒸发组件5为冷凝蒸发器，第一通道51的进口与第一释能组件2的出口连通，第二通道52的进口与第二储液罐3的出口连通，第二通道52的出口与第二释能组件4的出口连通，第一释能组件2释能后的空气流入第一通道51，第二储液罐3内的液压空气流入第二通道52内，再通过第二通道52流入第二释能组件4释能，内从而使得第一通道51内的空气和第二通道52内的液化空气进行热交换，第一通道51内的空气温度降低并形成液体，第二通道52内的液化空气温度升高气化，从而吸收第二储液罐3输出的液化空气的冷能。
第一换热组件6具有相互独立且可进行热交换的第一流路61和第二流路62，第一流路61分别与第一通道51和第一储液罐1连通，以便从第一通道51流出的空气通过第一流路61流入第一储液罐1，第二流路62与第二释能组件4连通，以便从第二释能组件4流出的空气流入第二流路62。
具体地，如图1所示，第一流路61的进口与第一通道51的出口连通，第一流路61的出口与第一储液罐1的进口连通，第一通道51内的液化空气流入第一流路61内，再通过第一流路61流入第一储液罐1内，第二流路62的进口与第二释能组件4的出口连通，第二释能组件4释能后的空气流入第二流路62，第二流路62内的空气和第一流路61内的液化空气进行热交换，第一流路61内的液化空气温度进一步降低，第二流路62内的空气温度升高。
可以理解的是，第二预设压力为常压状态，第一预设压力大于第二预设压力即可。
本发明实施例的空气循环系统100，设置第一储液罐1、第一释能组件2、冷凝蒸发组件5和第一换热组件6形成闭合回路，从而通过第一储液罐1、第一释能组件2、凝蒸发组件和第一换热组件6在利用第一储液罐1内的液化空气储能过程中发电的同时，能够将第二储液罐3内的液化空气气化时产生的冷能通过凝蒸发组件和第一换热组件6充分利用，从而使得蓄冷过程得到简化，高效地回收第二储液罐3输出的液化空气的冷能。
在一些实施例中，空气循环系统100还包括第二换热组件7，第二换热组件7具有相互独立且可进行热交换的第一通路71和第二通路72，第一通路71分别与第一储液罐1和第一释能组件2连通，以便从第一储液罐1流出的液化空气通过第一通路71流入第一释能组件2，第二通路72分别与第一释能组件2和第一通道51连通，以便从第一释能组件2流出的空气通过第二通路72流入第一通道51。
具体地，如图1所示，第一通路71的进口与第一储液罐1的出口连通，第一通路71的出口与第一释能组件2的进口连通，第二通路72的进口与第一释能组件2的出口连通，第二通路72的出口与第一通道51的进口连通，从而第一储液罐1内的液化空气流入第一通路71内，经第二释能组件4发电后的空气流入第二通路72内，第一通路71内的液化空气和第二通路72内的空气进行热交换，第一通路71内的液化空气温度升高后流入第一释能组件2，第二通路72内的空气温度降低后流入第一通道51内，从而有效地回收从第一储液罐1内流出液化空气的冷能。
在一些实施例中，空气循环系统100还包括第三释能组件8，第三释能组件8与第二流路62连通，以便从第二流路62流出的空气流入第三释能组件8。具体地，如图1所示，第三释能组件8的进口与第二流路62的出口连通，从而使得第二流路62流出的空气进入第三释能组件8进行发电膨胀。
需要理解的是，第三释能组件8和第二释能组件4均为膨胀发电机，空气通过膨胀发电机22后温度降低。
在一些实施例中，第一换热组件6还具有第三流路63，第三流路63和第一流路61相互独立且可进行热交换，第三流路63与第三释能组件8连通，以便从第三释能组件8流出的空气流入第三流路63。具体地，如图1所示，第三流路63的进口与第三释能组件8连通，经第三释能组件8流出的空气流入第三流路63且与第一流路61内的空气进行热交换，第一流路61内的液化空气温度进一步降低并具有一定压力，从而液化空气具有一定压力流入第一储液罐1内。
在一些实施例中，第三流路63与第二储液罐3连通，以便第二储液罐3内的空气流入第三流路63。具体地，如图1所示，第一流路61的进口还与第二储液罐3的闪蒸气的出气口连通，第二储液罐3内闪蒸气与第三释能组件8流出的空气混合一起流入第三流路63，进一步回收利用了空气的冷能。
在一些实施例中，空气循环系统100还包括蓄冷组件9，蓄冷组件9与第三流路63连通，用于收集第三流路63的流出的空气中的冷能。具体地，如图1所示，蓄冷组件9组件为蓄冷器，蓄冷组件9的进口与第三流路63的出口连通，从而通过蓄冷组件9收集第三流路63的流出的空气中的冷能，进一步提高了液化空气冷能的利用率。
在一些实施例中，第一释能组件2包括加热器21和膨胀发电机22，加热器21与膨胀发电机22连通，以便对流入膨胀发电机22的空气加热。具体地，如图1所示，第一释能组件2包括依次相连的第一释能单元和第二释能单元(如图1中示出的两个)，第一释能单元包括第一加热器与第一膨胀发电机，第二释能单元包括第二加热器与第二膨胀发电机，第一加热器的进口与第一通路71的出口连通，第一加热器的出口与第一膨胀发电机的进口连通，第一膨胀发电机的出口与第二加热器的进口连通，第二加热器的出口与第二膨胀发电机的进口连通，第二膨胀发电机的出口与第二通路72的进口连通，从而第二换热器流出的空气依次通过第一加热器、第一膨胀发电机、第二加热器和第二膨胀发电机进行加热、膨胀和发电。
在一些实施例中，第一换热组件6为过冷器。由此，通过过冷器对第一通道51内流出的液化空气降温。
在一些实施例中，空气循环系统100还包括第一增压泵10，第一增压泵10分别与第一储液罐1和第一释能组件2连通，以便从第一储液罐1内的液化空气通过第一增压泵10流入第一释能组件2。具体地，如图1所示，第一增压泵10的进口与第一储液罐1的出口连通，第一增压泵10的出口与第一释能组件2的进口连通，从而通过第一增压泵10对第一储液罐1流出的液化空气增压，使得液化空气具备第一释能组件2膨胀做功的压力。
在一些实施例中，空气循环系统100还包括第二增压泵101，第二增压泵101分别与第二储液罐3和冷凝蒸发组件5连通，以便从第二储液罐3内的液化空气通过第二增压泵101流入冷凝蒸发组件5。具体地，如图1所示，第二增压泵101的进口与第二储液罐3的出口连通，第二增压泵101的出口与冷凝蒸发组件5的进口连通，从而通过第二增压泵101对第二储液罐3流出的液化空气增压，使得液化空气具备第二释能组件4膨胀做功的压力。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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中的具体含义。
在本发明中，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。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种空气循环系统，其特征在于，包括：
第一储液罐，所述第一储液罐用于存储具有第一预设压力的液化空气；
第一释能组件，所述第一释能组件与所述第一储液罐连通，用于对所述第一储液罐的流出的所述液化空气发电；
第二储液罐，所述第二储液罐用于存储具有第二预设压力的液化空气；
第二释能组件，所述第二释能组件与所述第二储液罐连通，用于对所述第二储液罐的流出的所述液化空气发电；
冷凝蒸发组件，所述冷凝蒸发组件具有相互独立且可进行热交换的第一通道和第二通道，所述第一通道与所述第一释能组件连通，以便从所述第一释能组件流出的空气流入所述第一通道内，所述第二通道分别与所述第二储液罐和所述第二释能组件连通，以便从所述第二储液罐流出的所述液化空气通过所述第二通道流入所述第二释能组件；
第一换热组件，所述第一换热组件具有相互独立且可进行热交换的第一流路和第二流路，所述第一流路分别与所述第一通道和所述第一储液罐连通，以便从所述第一通道流出的空气通过所述第一流路流入所述第一储液罐，所述第二流路与所述第二释能组件连通，以便从所述第二释能组件流出的空气流入所述第二流路。
2.根据权利要求1所述的空气循环系统，其特征在于，还包括第二换热组件，所述第二换热组件具有相互独立且可进行热交换的第一通路和第二通路，
所述第一通路分别与所述第一储液罐和所述第一释能组件连通，以便从所述第一储液罐流出的所述液化空气通过所述第一通路流入所述第一释能组件，
所述第二通路分别与所述第一释能组件和所述第一通道连通，以便从所述第一释能组件流出的空气通过所述第二通路流入所述第一通道。
3.根据权利要求1所述的空气循环系统，其特征在于，还包括第三释能组件，所述第三释能组件与所述第二流路连通，以便从所述第二流路流出的空气流入所述第三释能组件。
4.根据权利要求3所述的空气循环系统，其特征在于，所述第一换热组件还具有第三流路，所述第三流路和所述第一流路相互独立且可进行热交换，
所述第三流路与所述第三释能组件连通，以便从所述第三释能组件流出的空气流入所述第三流路。
5.根据权利要求4所述的空气循环系统，其特征在于，所述第三流路与所述第二储液罐连通，以便所述第二储液罐内的空气流入所述第三流路。
6.根据权利要求4所述的空气循环系统，其特征在于，还包括蓄冷组件，所述蓄冷组件与所述第三流路连通，用于收集所述第三流路的流出的空气中的冷能。
7.根据权利要求3所述的空气循环系统，其特征在于，所述第一释能组件包括加热器和膨胀发电机，所述加热器与所述膨胀发电机连通，以便对流入所述膨胀发电机的空气加热。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的空气循环系统，其特征在于，所述第一换热组件为过冷器。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的空气循环系统，其特征在于，还包括第一增压泵，所述第一增压泵分别与所述第一储液罐和所述第一释能组件连通，以便从所述第一储液罐内的液化空气通过所述第一增压泵流入所述第一释能组件。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的空气循环系统，其特征在于，还包括第二增压泵，所述第二增压泵分别与所述第二储液罐和所述冷凝蒸发组件连通，以便从所述第二储液罐内的液化空气通过所述第二增压泵流入所述冷凝蒸发组件。
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