[发明专利]一种绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统

权利要求书

1.一种绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，包括空气压缩机组、储气罐和空气膨胀机组，所述空气压缩机组包括至少一级空气压缩机，所述空气膨胀机组包括至少一级空气膨胀机，其特征在于：

所述系统还包括一低温储热装置和一高温储热装置，所述低温储热装置和高温储热装置中均设置有储热体以及设置在所述储热体中的取热换热部件和放热换热部件，

所述空气压缩机组的进气口与大气连通，所述空气压缩机组的排气口依次经一第一高温换热器的热侧和一第一低温换热器的热侧后与所述储气罐的进气口连通，

所述第一高温换热器的冷侧通过管路与所述低温储热装置中的取热换热部件构成循环回路，

所述第一低温换热器的冷侧出口经一热泵压缩机与所述高温储热装置中的取热换热部件的进口连通，所述高温储热装置中的取热换热部件的出口经一热泵膨胀机与所述第一低温换热器的冷侧进口连通，所述第一低温换热器的冷侧、热泵压缩机、高温储热装置的取热换热部件和热泵膨胀机构成一高温热泵单元；

所述储气罐的出气口依次经一第二低温换热器的冷侧和一第二高温换热器的冷侧后与所述空气膨胀机组的进气口连通，所述空气膨胀机组的排气口与大气连通，

所述第二低温换热器的热侧通过管路与所述低温储热装置中的放热换热部件构成循环回路，

所述第二高温换热器的热侧通过管路与所述高温储热装置中的放热换热部件构成循环回路。

2.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述空气压缩机组、热泵压缩机均由电能驱动。

3.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述储气罐的进气管路和出气管路上均设置有控制阀门。

4.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述高温储热装置在蓄热过程之后的储热介质温度要高于同一时刻所述低温储热装置的储热介质温度。

5.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述高温热泵单元中的循环工质为CFI/Rfa混合物。

6.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述热泵压缩机采取高压比、多级压缩机；所述热泵膨胀机采取高压比、多级膨胀机。

7.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述第一低温换热器构成所述高温热泵单元的低温侧，所述高温储热装置中的取热换热部件构成所述高温热泵单元的高温侧，所述高温热泵单元的高温侧温度在100℃以上，低温侧温度在环境温度以下。

8.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述储气罐的储气温度低于环境温度。

9.根据权利要求1所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述系统包括蓄能压缩阶段和释能膨胀阶段。

10.根据权利要求9所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：所述系统运行于蓄能压缩阶段时，所述空气压缩机组、热泵压缩机、热泵膨胀机均处于运行状态，所述储气罐进气管路上的控制阀门打开，出气管路上控制阀门关闭，所述空气膨胀机组不工作。

11.根据权利要求10所述的绝热压缩空气-高温差热泵耦合系统，其特征在于：在电力波谷期，所述系统运行于蓄能压缩阶段，此时，所述空气压缩机组利用电能将常温常压的空气压缩成高温高压的超临界状态；所述第一高温换热器利用温差将空气压缩机组排出的高温空气中的热量传导到低温储热装置中；所述高温热泵单元通过高温差热泵循环，将进入所述第一低温换热器中的压缩空气的温度进一步降到环境温度以下，并将低温压缩空气储存在储气罐中，同时将热泵产生的高温热能储存在所述高温储热装置中。