二氧化碳冷热电联产联储系统的制作方法

allin2025-03-03  57


本发明涉及综合能源利用,尤其涉及一种二氧化碳冷热电联产联储系统。


背景技术:

1、为了降低碳排放,抑制温室效应,现有技术中采用基于二氧化碳卡诺电池的综合能源系统,该系统实现了能量的存储,还可以对外界供应冷量和热量。但是,该系统的冷热电供应是耦合的,都是依赖蓄热介质所蓄热量进行驱动,无法很好地满足系统的能源调度。且为向用户侧供冷,增加了额外的吸收式冷泵系统,提高了系统的投资成本。

2、二氧化碳储能系统利用二氧化碳的压力势能、内能与电能的相互转换来实现能量的储存,目前主要用于电能的储存和释放。但是,在能源转换的过程中,所产生的压缩热和汽化时所释放的冷量均未被充分利用,且这两部分能量是彼此独立的,导致能量利用率较低。

3、综上,目前的二氧化碳储能系统或卡诺电池系统无法对供冷、供热、供电进行很好的能源调度,以匹配用户的用能需要。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二氧化碳冷热电联产联储系统,用以至少解决现有技术中所存在的问题之一。

2、为了实现上述目的,本发明提供一种二氧化碳冷热电联产联储系统,包括:

3、二氧化碳储能单元,包括依次连接的储气装置、压缩机、冷却器、液化器、储液装置、节流装置、加热器和膨胀机,以形成二氧化碳循环回路;其中,所述储气装置用于存储低压二氧化碳气体,所述压缩机用于压缩低压二氧化碳气体并产生压缩热,所述冷却器用于吸收所述压缩热,所述液化器用于液化二氧化碳,所述储液装置用于存储高压状态下的液态二氧化碳,所述节流装置用于对液态二氧化碳进行节流降压降温,所述加热器用于加热二氧化碳,所述膨胀机用于外接发电机进行发电并产生低压二氧化碳;

4、供冷换热器,设置在所述节流装置与所述加热器之间,所述供冷换热器用于通过载冷工质与二氧化碳进行换热,以利用二氧化碳汽化时释放的冷量对外界供冷;

5、蓄热交换单元,用于通过蓄热介质回收利用所述压缩热,所述蓄热交换单元包括储冷装置和储热装置,所述储冷装置用于储存低温蓄热介质,所述储热装置用于储存高温蓄热介质,所述储冷装置的出口和所述储热装置的入口分别连接在所述冷却器的两端,所述储热装置的出口和所述储冷装置的入口分别连接在所述加热器的两端;

6、供热换热器,设置在所述储热装置的入口,所述供热换热器用于通过换热工质吸收所述高温蓄热介质的热量,以对外界供热。

7、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述压缩机至少为两个,所述冷却器至少为两个,各个所述压缩机和各个所述冷却器依次交替连接,且各个所述冷却器的两端均分别连接所述储冷装置的出口和所述供热换热器的入口。

8、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述加热器至少为两个,所述膨胀机至少为两个,各个所述加热器和各个所述膨胀机依次交替连接,且各个所述加热器的两端均分别连接所述储热装置的出口和所述储冷装置的入口。

9、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述二氧化碳储能单元还包括:

10、液化缓冲装置,用于分离气液混合态二氧化碳,所述液化缓冲装置的入口连接所述液化器的出口,所述液化缓冲装置的液相出口连接所述储液装置的入口,所述液化缓冲装置的气相出口连接所述液化器的入口。

11、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述二氧化碳储能单元还包括:

12、水冷器,设置在所述膨胀机与所述储气装置之间,所述水冷器用于对所述膨胀机出口的二氧化碳进行降温处理。

13、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述二氧化碳储能单元还包括:

14、预热器,设置在所述储气装置与所述压缩机之间,所述预热器用于预热所述储气装置出口的二氧化碳。

15、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述蓄热交换单元还包括:

16、低温水泵,与所述储冷装置相连接,所述低温水泵用于驱动所述低温蓄热介质流向所述冷却器。

17、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述蓄热交换单元还包括:

18、高温水泵,与所述储热装置相连接,所述高温水泵用于驱动所述高温蓄热介质流向所述加热器。

19、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述节流装置包括低温减压阀,所述低温减压阀设置在所述储液装置与所述供冷换热器之间。

20、根据本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,所述载冷工质为乙二醇水溶液、甲酸钾水溶液或甲醇。

21、本发明提供的二氧化碳冷热电联产联储系统,包括:二氧化碳储能单元,包括依次连接的储气装置、压缩机、冷却器、液化器、储液装置、节流装置、加热器和膨胀机,以形成二氧化碳循环回路;其中,储气装置用于存储低压二氧化碳气体,压缩机用于压缩低压二氧化碳气体并产生压缩热,冷却器用于吸收压缩热,液化器用于液化二氧化碳,储液装置用于存储高压状态下的液态二氧化碳,节流装置用于对液态二氧化碳进行节流降压降温,加热器用于加热二氧化碳,膨胀机用于外接发电机进行发电并产生低压二氧化碳;供冷换热器,设置在节流装置与加热器之间,供冷换热器用于通过载冷工质与二氧化碳进行换热,以利用二氧化碳汽化时释放的冷量对外界供冷;蓄热交换单元,用于通过蓄热介质回收利用压缩热,蓄热交换单元包括储冷装置和储热装置,储冷装置用于储存低温蓄热介质,储热装置用于储存高温蓄热介质,储冷装置的出口和储热装置的入口分别连接在冷却器的两端,储热装置的出口和储冷装置的入口分别连接在加热器的两端;供热换热器,设置在储热装置的入口,供热换热器用于通过换热工质吸收高温蓄热介质的热量,以对外界供热。

22、如此设置,二氧化碳储能单元可利用低谷时段的电力驱动压缩机进行能量存储,并在平段或者高峰时段驱动发电机发电,降低了用电成本,增加了系统运行收益。同时可回收二氧化碳汽化时产生的冷量对外供冷,并梯度利用压缩热对外供热及加热膨胀机入口二氧化碳,充分利用系统热量,提高系统整体的能量利用率,且不需要额外的制冷制热设备,减小了系统成本。



技术特征:

1.一种二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述压缩机至少为两个,所述冷却器至少为两个,各个所述压缩机和各个所述冷却器依次交替连接,且各个所述冷却器的两端均分别连接所述储冷装置的出口和所述供热换热器的入口。

3.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述加热器至少为两个,所述膨胀机至少为两个,各个所述加热器和各个所述膨胀机依次交替连接,且各个所述加热器的两端均分别连接所述储热装置的出口和所述储冷装置的入口。

4.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述二氧化碳储能单元还包括:

5.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述二氧化碳储能单元还包括:

6.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述二氧化碳储能单元还包括:

7.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述蓄热交换单元还包括:

8.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述蓄热交换单元还包括:

9.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述节流装置包括低温减压阀,所述低温减压阀设置在所述储液装置与所述供冷换热器之间。

10.根据权利要求1所述的二氧化碳冷热电联产联储系统,其特征在于,所述载冷工质为乙二醇水溶液、甲酸钾水溶液或甲醇。


技术总结
本发明提供一种二氧化碳冷热电联产联储系统,包括二氧化碳储能单元、供冷换热器、蓄热交换单元和供热换热器。二氧化碳储能单元包括储气装置、压缩机、冷却器、液化器、储液装置、节流装置、加热器和膨胀机。供冷换热器用于通过载冷工质回收冷量以对外界供冷。蓄热交换单元包括储冷装置和储热装置,分别储存低温蓄热介质、高温蓄热介质。供热换热器用于通过换热工质吸收高温蓄热介质热量以对外界供热。这样储能单元利用低谷电力驱动压缩机存储能量,并在高峰时段驱动发电机发电,降低用电成本,增加系统收益。且利用二氧化碳汽化时的冷量对外供冷,并梯度利用压缩热对外供热及加热二氧化碳,提高能量利用率,无需额外制冷制热设备,减小系统成本。

技术研发人员:郝佳豪,沈代兵,于泽,张家俊,越云凯,李子超,邵玺
受保护的技术使用者:北京博睿鼎能动力科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-18997.html

最新回复(0)