[发明专利]一种可利用外界热源和冷源的热泵蓄能系统及方法

权利要求书

1.一种可利用外界热源和冷源的热泵蓄能系统，包括一高温蓄热单元、一低温蓄冷单元和一压缩膨胀单元，其特征在于，

所述高温蓄热单元，至少包括一高温蓄热罐、一蓄热换热器和一第一常温蓄热罐，所述高温蓄热罐通过管路经所述高温蓄热罐的第一换热侧与所述第一常温蓄热罐连通，且所述高温蓄热罐中还设有与外界热源连通的换热管路，用以吸收外界热源中的高温热能；

所述低温蓄冷单元，至少包括一低温蓄冷罐、一蓄冷换热器和一第二常温蓄热罐，所述低温蓄冷罐通过管路经所述蓄冷换热器的第一换热侧与所述第二常温蓄热罐连通，且所述低温蓄冷罐中还设有与外界冷源连通的换热管路，用以吸收外界冷源中的低温冷能；

所述压缩膨胀单元，包括多个绝热压缩膨胀机组、至少一等温压缩膨胀机组和若干空气换热器，每一压缩膨胀机组均包括两个用于进气或排气的通气口，其中一个通气口进气时，另一个通气口排气，其中，第一绝热压缩膨胀机组的第一通气口通过管路至少依次经第一空气换热器、所述蓄热换热器的第二换热侧、第二绝热压缩膨胀机组、第二空气换热器、所述蓄冷换热器的第二换热侧后与所述第一绝热压缩膨胀机组的第二通气口连通，从而形成绝热压缩膨胀回路；所述等温压缩膨胀机组的第一通气口分为两路，一路通过带有第一控制阀门的旁通管路与所述第一空气换热器和第一绝热压缩膨胀机组之间的连通管路连通，另一路通过带有第二控制阀门的旁通管路与所述第一空气换热器和蓄热换热器之间的连通管路连通；所述等温压缩膨胀机组的第二通气口也分为两路，一路通过带有第三控制阀门的旁通管路与所述第二空气换热器和蓄冷换热器之间的连通管路连通，另一路通过带有第四控制阀门的旁通管路与所述第二空气换热器和第二绝热压缩膨胀机组之间的连通管路连通；

所述绝热压缩膨胀机组、等温压缩膨胀机组为活塞式、离心式、轴流式、螺杆式或转子式压缩机中的一种或几种的组合。

2.根据权利要求1所述的可利用外界热源和冷源的热泵蓄能系统，其特征在于，所述系统处于储能工作模式时，将所述第一绝热压缩膨胀机组、等温压缩膨胀机组切换为膨胀模式，将所述第二绝热压缩膨胀机组切换为压缩模式，将所述第一常温蓄热罐中的蓄热流体经所述蓄热换热器的第一换热侧输送至所述高温蓄热罐，将所述第二常温蓄热罐中的蓄冷流体经所述蓄冷换热器的第一换热侧输送至所述低温蓄冷罐，并关闭所述第二控制阀门、第四控制阀门，调节所述第一控制阀门、第三控制阀门的开度以控制旁通管路的流量，所述绝热压缩膨胀回路中的工作介质在所述第二绝热压缩膨胀机组绝热压缩升温后，排出的高压工作介质依次经所述蓄热换热器的第二换热侧、第一空气换热器后通入所述第一绝热压缩膨胀机组进行绝热膨胀降温，之后依次经所述蓄冷换热器的第二换热侧、第二空气换热器后通入所述第二绝热压缩膨胀机组继续进行压缩，工作介质在经过所述蓄热换热器的第二换热侧时释放热量、在经过所述第一空气换热器时继续散热至接近常温，工作介质在经过所述蓄冷换热器的第二换热侧时释放冷量、在经过所述第二空气换热器时继续吸热至接近常温，在此过程中，压缩热被存储至所述高温蓄热罐，膨胀产生的冷量被存储至所述低温蓄冷罐；同时，经所述第一空气换热器散热后排出的部分接近常温的高压工作介质通过旁通管路通入所述等温压缩膨胀机组进行等温膨胀做功，等温膨胀后的工作介质通过旁通管路通入所述第二空气换热器的进气侧。