[发明专利]一种以稀有气体为工质的压缩气体分布式能源系统

摘要

本发明公开了一种以稀有气体为工质的压缩气体分布式能源系统，该系统以用户的热量和冷量需求为主要目标，利用了压缩气体产生的过程热和气体膨胀造成的低温冷量完成热和冷的供给，同时辅助输出一定电量。该系统以稀有气体为工质，借助稀有气体气态-超临界状态-气态的状态变化，有效降低了系统设计难度，减少了储能系统成本，且保证了系统运行的安全和稳定性；同时利用阀门切换实现系统级数的变化，控制系统的冷热电输出量，以实现冷和热量供给与需求的平衡。该系统可以与风能、太阳能等可再生能源联合使用，在运行过程中不产生其他污染物，有较好的节能和环保效益。

主权项

一种以稀有气体为存储介质的压缩气体分布式能源系统，包括：稀有气体供应单元、稀有气体压缩储能单元、稀有气体膨胀释能单元、载热介质循环回路，其特征在于，所述稀有气体供应单元包括常压稀有气体存储器（1）；所述稀有气体压缩储能单元包括低压级压气机（2）、中压级压气机（3）、高压级压气机（4）及高压气体储气罐（22），其中，‑‑所述低压级压气机（2）的进气口通过管路与所述常压稀有气体存储器（1）的出气口连通，所述低压级压气机（2）产生的高压气体穿过低压级冷却器（8）的热流体侧后，一部分经带有压缩端低压级开关阀（14）的气体管路通入所述高压气体储气罐（22），另一部分经带有压缩端低压级速启/速关阀（17）的气体管路通入所述中压级压气机（3）的进气口,‑‑所述中压级压气机（3）产生的高压气体穿过中压级冷却器（9）的热流体侧后，一部分经带有压缩端中压级开关阀（15）的气体管路通入所述高压气体储气罐（22），另一部分经带有压缩端中压级速启/速关阀（18）的气体管路通入所述高压级压气机（4）的进气口,‑‑所述高压级压气机（4）产生的高压气体穿过高压级冷却器（10）的热流体侧后，经带有压缩端高压级开关阀（16）的气体管路通入所述高压气体储气罐（22）;所述稀有气体膨胀释能单元包括高压级膨胀机（41）、中压级膨胀机（42）及低压级膨胀机（43），其中，‑‑所述高压气体储气罐（22）储存的高压气体，一部分经设有膨胀端高压级开关阀（32）的气体管路通入高压级换热器（38）的冷流体侧后通入所 述高压级膨胀机（41），另一部分经设有膨胀端高压级速启/速关阀（35）的气体管路通入所述高压级膨胀机（41）,‑‑所述高压级膨胀机（41）膨胀后的气体，一部分经带有膨胀端中压级开关阀（33）的气体管路通入储冷罐（50），另一部分经带有膨胀端中压级速启/速关阀（36）的气体管路通入中压级换热器（39）的冷流体侧后进入所述中压级膨胀机（42），‑‑所述中压级膨胀机（42）膨胀后的气体，一部分经带有膨胀端低压级开关阀（34）的气体管路通入储冷罐（50），另一部分经带有膨胀端低压级速启/速关阀（37）的气体管路通入低压级换热器（40）的冷流体侧后进入所述低压级膨胀机（43），‑‑所述低压级膨胀机（43）膨胀后的气体通过储冷罐（50）后流入常压稀有气体存储器（1）；所述载热介质循环回路包括载热介质供应罐（23）、储热罐（24），所述载热介质供应罐（23）中的载热介质经管路分别通入低压级冷却器（8）、中压级冷却器（9）、高压级冷却器（10）的冷流体侧后进入所述储热罐（24），所述储热罐（24）中的载热介质经管路分别通入高压级换热器（38）、中压级换热器（39）、低压级换热器（40）的热流体侧后进入所述载热介质供应罐（23）。