[发明专利]一种压缩机和膨胀机综合实验系统

说明书

本发明揭示了一种压缩机和膨胀机综合实验系统，包括动力单元、被测试验段、充放气单元、换热单元等；所述实验系统具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；所述实验系统具备高效换热系统，能够满足压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动‑传热耦合机理；所述实验系统所用变频器为四象限变频器，膨胀机实验过程中，变频器输入电流是从变频器流向电网，具备回馈电网的能力。

技术领域

本发明属于压缩空气储能技术领域，涉及一种适用于压缩空气储能压缩和膨胀子系统的实验测试系统，具体是一种压缩机和膨胀机综合实验系统，该综合实验系统具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质的性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；此外，该综合实验系统具备高效换热单元，能够满足被测压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理。

背景技术

随着经济的发展，国家对节能减排日益看重，以风能、太阳能为主的可再生能源得到大力发展。但可再生能源在大规模推广利用过程中存在很多问题，比如间歇性和波动性等。为了解决上述问题，可以采用电力储能技术，其中压缩空气储能具有不受地理条件限制、储能效率高、适用于各种类型电站、对环境友好、可回收废热余热等优点，具有广阔的市场前景。

压缩空气储能系统所用压缩和膨胀子系统，在设计过程中需要考虑多种因素，如气动部件的性能保证、单级/多级变工况特性等，因此有必要开展压缩和膨胀子系统气动、机械性能实验与检测，了解其内部流动与传热耦合规律，从而满足压缩空气储能系统高效宽工况的需求，解决空气储能压缩系统中的关键科学问题。目前，传统的实验与检测平台仅仅针对压缩机或膨胀机，需要搭建两套实验系统才能满足压缩空气储能系统对压缩机和膨胀机的实验需求，经济性较差。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和不足，本发明的目的在于提供一种压缩机和膨胀机综合实验系统，该综合实验系统具备压缩机和膨胀机实验能力，适用于空气、二氧化碳、氮气等稳定介质的性能实验，有效地拓展了试验台测试范围；此外，该综合实验系统具备高效换热单元，能够满足被测压缩机或膨胀机对不同进气参数的要求，从而真实模拟流动状态，揭示其内部流动-传热耦合机理。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压缩机和膨胀机综合实验系统，至少包括一动力单元、一被测试验段、一充放气单元和一换热单元，其中所述被测试验段为一被测压缩机或一被测膨胀机，且所述被测试验段与所述动力单元传动连接，其特征在于，

所述被测试验段，包括第一通气口和第二通气口，当所述被测试验段为一被测压缩机时，所述第一通气口为被测压缩机的进气口，所述第二通气口为被测压缩机的排气口；当所述被测试验段为一被测膨胀机时，所述第一通气口为被测膨胀机的排气口，所述第二通气口为被测压缩机的进气口；

所述换热单元，至少包括一换热器、一供给泵、一储热罐、一储冷罐和一流量调节阀，其中，

所述换热器包括第一换热侧和第二换热侧，所述第一换热侧中的气体与第二换热侧中的换热介质之间进行热交换，

所述第二换热侧的第一端口通过管路依次经所述供给泵、储热罐、储冷罐、流量调节阀与所述第二换热侧的第二端口连通，

所述储热罐内设置一用于加热换热流体的电加热器，所述储热罐、储冷罐之间还通过管路形成一循环回路，所述循环回路上至少设置一循环泵和一循环开关阀；

所述充放气单元，至少包括一放气稳压罐和一充气稳压罐，其中，

所述被测试验段的第一通气口通过管路至少依次经一整流装置、一流量计、一第一节流阀组与所述放气稳压罐的第一通气口连通，

所述被测试验段的第二通气口通过管路至少依次经所述换热器的第一换热侧、一第二节流阀组与所述充气稳压罐的第一通气口连通，