【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及压缩空气储能，特别是涉及一种等温压缩空气储能系统及方法。
技术介绍
1、风能、光能等可再生资源是新能源的重要组成部分，在技术和成本上是最具有竞争力的新能源形式。然而，风能、光能等可再生清洁能源发电却具有间歇性和不稳定性的缺点，虽然具有相当大规模的装机容量，但却无法进行大规模的并网应用。
2、对此，大规模储能技术是解决上述可再生清洁能源无法大规模并网应用的最有效和最经济的手段之一。压缩空气储能是一种大规模的物理储能技术，适用于可再生能源的大容量、长期存储的要求。等温压缩空气储能技术采用特定的快速传热技术，使得在压缩过程中压缩空气温度变化幅度较小，从而实现近等温压缩过程。等温压缩空气储能技术在压缩过程中温度近乎不变，从而降低了压缩功耗，提高了系统效率。但不同的等温压缩方法都存在一定问题，例如，在液体喷雾技术中，虽然液滴直径越小、喷雾流量越大，换热效果越好，但也会相应增大循环水泵功耗；在水泡沫技术中，水泡沫可以强化系统的换热性能，然而，经过几次循环后残留泡沫的积累可能会改变系统内部的传热特性和流动动力学特性。
3、有鉴于此，活塞传热和液态介质换热的等温压缩方法应运而生。该种方法在传统压缩空气储能系统的基础上引入大比表面积的固体换热装置和大热容的液态换热介质，形成气-固-液耦合的三层换热结构，利用固体换热装置增大压缩空气与液态换热介质的换热面积，实现压缩热从气体向液体储热层的快速传递，利用大热容的液态换热介质吸收压缩热稳定缸内气体温度，实现近等温压缩，以提高压缩空气储能系统的效率。但上述将固体换热
4、因此，不仅需要提供一种换热效率高可以减少压缩功耗的等温压缩方法，还需要消除固体换热装置和液态换热介质之间的流体阻力，进一步提高压缩空气储能系统效率。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种等温压缩空气储能系统及方法，在具有大比表面积的固体换热装置提高压缩热从气体向液态换热介质传递速度的同时，将固体换热装置进行固定又可消除固体换热装置与液态换热介质之间的流体阻力，减小功耗，提高压缩空气储能系统的效率，以解决
技术介绍
中提出的技术问题。
2、本申请实施例第一方面提供一种等温压缩空气储能系统，包括压缩缸缸体，所述压缩缸缸体的顶部设置有活塞，活塞的顶部设置有曲柄连杆，所述曲柄连杆上设置有驱动件，所述驱动件通过驱动所述曲柄连杆进而带动所述活塞在压缩缸缸体中进行往复运动；
3、所述压缩缸缸体的内底部承装有液态换热介质，固体换热装置的一部分浸没在所述液态换热介质内；所述活塞与压缩缸缸体之间形成有气体容纳腔，所述气体容纳腔内含有空气，所述固体换热装置的另一部分与所述空气相接触；
4、所述压缩缸缸体的底部连通设置有散热装置的进口，所述散热装置的出口通过循环泵与所述压缩缸缸体连通设置，所述压缩缸缸体、所述循环泵和所述散热装置串联形成散热回路；
5、所述压缩缸缸体的两侧分别设置有进气口和排气口；所述排气口连通气液分离器，所述气液分离器的底部与所述压缩缸缸体底部连通，所述排气口、所述气液分离器和所述压缩缸缸体形成散热循环回路；所述气液分离器还连通有储气装置。
6、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述固体换热装置的结构为多孔结构、网状结构、丝状结构、管状结构、翅片结构中的至少一种；或
7、所述固体换热装置的形状为圆柱体，且水平放置于所述压缩缸缸体中，采用金属材料制成，其内部可容纳所述气体和液态换热介质。
8、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述固体换热装置通过固定装置固定于所述压缩缸缸体内壁面上。
9、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述固定装置为金属螺旋丝或金属片，所述固定装置与所述压缩缸缸体的侧壁或底壁通过焊接或者螺纹连接的方式进行固定。
10、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述进气口和排气口均位于所述液态换热介质上方。
11、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述活塞行程下止点位于所述固体换热装置的上方。
12、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述液态换热介质材料为水、熔盐、导热油、冷冻油中的至少一种。
13、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述储气装置的类型包括但不限于地下洞穴、人工硐室、废弃矿井、湖泊或海洋水下储气装置。
14、在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述驱动件为电动机。
15、本申请实施例第二方面还提供一种基于如上所述的系统的等温压缩空气储能方法，包括如下步骤：
16、进气冲程：所述驱动件带动所述曲柄连杆驱动所述活塞在所述压缩缸缸体中进行自下止点向上运动，在此过程中，所述排气口处于闭合状态，所述进气口处于开启状态，此时所述压缩缸缸体吸入空气；
17、压缩冲程：所述驱动件带动所述曲柄连杆驱动所述活塞在所述压缩缸缸体中进行自上止点向下运动，在此过程中，所述排气口和进气口均处于闭合状态，所述活塞快速挤压所述气体容纳腔中的气体产生压缩热，所述气体温度上升，压缩热迅速传递到所述固体换热装置，所述固体换热装置将热量迅速地传递给所述液态换热介质，所述液态换热介质具有较大热容，在吸收热量后，所述液态换热介质温度略微升高；
18、排气冲程：所述驱动件带动所述曲柄连杆驱动所述活塞在所述压缩缸缸体中接近下止点时，所述排气口处于开启状态，所述进气口处于闭合状态，所述气体通过所述排气口进入所述气液分离器中，所述气液分离器将所述的气态液态换热介质从所述气体中分离，并将其还原为液态并进入散热循环回路，所述气体进入所述储气装置进行存储；
19、液体循环过程：在所述液态换热介质温度到达所设定值时，开启所述循环泵驱动所述液态换热介质从所述压缩缸缸体中流向所述散热装置中进行散热，在所述液态换热介质散热完成后，此时液态换热介质温度趋于周围环境温度，再次通过所述循环泵从所述散热装置流回所述压缩缸缸体中。
20、本申请实施例与现有技术相比，具有如下有益效果：
21、本申请在引入具有大比表面积固体换热装置以增强压缩热从气体向液态换热介质传热的基础上，通过将固体换热装置固定在压缩缸缸体内，且一部分体积浸没在液态换热介质中，实现压缩热从气体向固体换热装置的快速传递，利用大热容的液态换热介质吸收压缩热以稳定压缩缸缸体内的温度，在增强传热的同时，消除了固体换热装置与液态换热介质的流体阻力，减小功耗，提高压缩空气储能系统的效率。
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1.一种等温压缩空气储能系统，其特征在于，包括压缩缸缸体(4)，所述压缩缸缸体(4)的顶部设置有活塞(3)，活塞(3)的顶部设置有曲柄连杆(1)，所述曲柄连杆(1)上设置有驱动件，所述驱动件通过驱动所述曲柄连杆(1)进而带动所述活塞(3)在压缩缸缸体(4)中进行往复运动；
2.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述固体换热装置(6)的结构为多孔结构、网状结构、丝状结构、管状结构、翅片结构中的至少一种；或
3.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述固体换热装置(6)通过固定装置(9)固定于所述压缩缸缸体(4)内壁面上。
4.根据权利要求3所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述固定装置(9)为金属螺旋丝或金属片，所述固定装置(9)与所述压缩缸缸体(4)的侧壁或底壁通过焊接或者螺纹连接的方式进行固定。
5.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述进气口(8)和排气口(7)均位于所述液态换热介质(10)上方。
6.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于
7.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述液态换热介质(10)材料为水、熔盐、导热油、冷冻油中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述储气装置(14)的类型包括但不限于地下洞穴、人工硐室、废弃矿井、储气罐、湖泊或海洋水下储气装置。
9.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述驱动件为电动机(2)。
10.基于如权利要求1-9中任一项所述的系统的等温压缩空气储能方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种等温压缩空气储能系统，其特征在于，包括压缩缸缸体(4)，所述压缩缸缸体(4)的顶部设置有活塞(3)，活塞(3)的顶部设置有曲柄连杆(1)，所述曲柄连杆(1)上设置有驱动件，所述驱动件通过驱动所述曲柄连杆(1)进而带动所述活塞(3)在压缩缸缸体(4)中进行往复运动；
2.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述固体换热装置(6)的结构为多孔结构、网状结构、丝状结构、管状结构、翅片结构中的至少一种；或
3.根据权利要求1所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述固体换热装置(6)通过固定装置(9)固定于所述压缩缸缸体(4)内壁面上。
4.根据权利要求3所述的等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述固定装置(9)为金属螺旋丝或金属片，所述固定装置(9)与所述压缩缸缸体(4)的侧壁或底壁通过焊接或者螺纹连接的方式进行固定。...
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