本发明属于电能替代技术领域，涉及冷热电联供的电能替代方法。
背景技术：
随着供暖季的来临，我国多地遭遇持续雾霾天气，大气污染防治形势异常严峻，在此背景下，大气治理已成为全社会的关注点。国家也在不断强化各种法律法规及措施，加大相关产业在减霾防霾方面的投入，从而改善大气污染。而使用电能替代散煤燃烧、燃油等的使用，旨在提高电煤比重，控制煤炭总消费量，减少大气污染是最为有效的途径。
目前，作为能源消费终端的电能替代的常见的使用环境有电采暖、电制冷、地源热泵、工业电锅炉、农业电排灌、电动汽车、靠港船舶使用岸电等。
作为人口大国，我国能源消费需求量大，而能源消费结构不甚合理，电网峰谷差高于发达国家及一般发展中国家平均水平。近年来，随着国家经济发展，人民生活水平的提高，电网面临的调峰任务和压力日益严重。为确保电网的安全、稳定、经济运行，发电侧必须采取调峰措施。而发电侧调峰能力是有限的，是以牺牲发电机组寿命、能源利用率、高投资等为代价的。为了实现资源的合理配置，用电侧也必须采取调峰措施，进行削峰填谷。
我国电网已成为全球风电接入规模最大、风电和太阳能发电增长速度最快的电网。然而可再生能源发电具有波动性、间歇性和不可准确预测性等特点，其规模化接入给现有电网带来了巨大挑战。存在的问题主要是受地区电网消纳容量不足影响，弃风情况时有发生；随着风电等波动性电源的增加，电网调峰能力不足问题日趋严重。
在现有电能替代的方案中，电采暖及电制冷是与人民工作生活联系最为紧密的两种情况。电采暖设备基本全天运行，增加了电网的全天负荷，显然会增大电网的峰值负荷，经济性差；电制冷设备工作普遍处于白天温度较高的用电峰值时段，这反而增大了电网的峰值负荷。因此现有的电采暖电制冷技术在制热制冷的同时增加电网峰值负荷不能同时兼具了清洁供暖、供冷和电网调峰的功能。
技术实现要素：
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电制冷电制热技术在制冷制热的同时增加电网峰值负荷，不能同时兼具了清洁供暖、供冷和电网调峰的功能的缺陷，从而提供一种用于冷热电联供的电能替代方法及冷热电供系统。
为此，本发明提供如下技术方案：
一种用于冷热电联供的电能替代方法，将环境空气纯化压缩并存储压缩产生的热能用于制冷和/或制热。
将压缩的洁净空气液化并存储液态洁净空气；
然后使液化洁净空气蒸发、膨胀发电。
将蒸发和膨胀产生的冷用于液化以及制冷。
纯化的洁净空气以及膨胀发电后的常温空气用于为新风系统或洁净空气供给装置提供洁净空气。。
所述纯化是指过滤除去环境空气中的pm＞1.0的颗粒，co2，h2o。
所述压缩为1级或1级以上，经压缩后输出的洁净空气为常温空气。
所述膨胀为1级或1级以上。
使液化洁净空气蒸发、膨胀发电前还需将存储的液态洁净空气增压。
包括如下步骤：
(1)将环境空气纯化压缩，并存储压缩空气过程中产生的热能；
(2)液化并存储纯化压缩后的洁净空气，或将纯化压缩后的洁净空气的一部分用于为新风系统或洁净空气供给装置提供洁净空气。，另一部分进行液化并存储；
(3)使存储的液态洁净空气提压后蒸发气化为高压洁净空气，并将蒸发气化过程中产生的冷能存储以供液化；
(4)使高压洁净空气膨胀并发电，并将膨胀过程中产生的冷能用于制冷，将经膨胀后的常压洁净空气用于为新风系统或洁净空气供给装置提供洁净空气。
空气经压缩后温度上升80-200℃；液化前空气压力达到70-100bar；存储液化后的空气的压力为1bar-15ba，温度为-160℃至-196℃；在压缩过程中产生的热于50℃-180℃温度下存储。
步骤(3)中的提压是指将低温液态空气的压力从常压提升至600bar-150bar的高压，气化过程中产生的冷于-100℃至-160℃温度下储存；气化后的高压洁净空气温度为5～10℃。
步骤(4)膨胀过程中空气温度为-30～-60℃，-30～-60℃的低温空气通过环境换热，或供暖系统的回水换热，使空气温度为10℃～40℃。
膨胀机末级排出的气体为常压常温洁净空气，可直接接入洁净空气供给装置。
一种冷热电联供系统，按顺序包括纯化压缩装置，液化存储装置，蒸发、膨胀发电装置；
所述纯化压缩装置还依次连通储热装置，制冷装置和/或制热装置；
所述蒸发、膨胀发电装置还与蓄冷装置以及制冷装置分别连通。
还包括洁净空气供给装置，连通纯化压缩装置的空气输出端和/或蒸发、膨胀发电装置的空气输出端。
还包括提压装置，设于所述蒸发、膨胀发电装置前，还设有生活热水供热装置，连通所述制冷装置的回水管道。
还包括设于液化装置输入端前的空气净化装置，用于滤出空气中的水分和co2。
所述纯化压缩装置为1级或1级以上，所述膨胀装置为1级或1级以上，当为1级以上时，级间设有向环境取热的取热装置以参与级间低温空气的再热。
当所述制冷装置与所述储热装置相连通的时候，在所述制冷装置和所述储热装置之间还设有热泵机组用于将所述储热装置内存储的热能转化为冷能。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明提供的用于冷热电联供的电能替代方法解决了现有技术中的电制冷电制热技术在制冷制热的同时增加电网峰值负荷不能同时兼具了清洁供暖、供冷和电网调峰的功能的问题。
2、本发明提供的用于冷热电联供的电能替代方法能通过电能的储存和释放实现用户侧用电的削峰填谷，同时也可以采用新能源发电为压缩空气电力来源，促进新能源电力的大规模并网的方法。
3、本发明提供的冷热电联供的电能替代方法利用谷电存储能量，实现冷、暖、电、清洁空气的联合供给，同时也有利于电网的削峰填谷和促进新能源并网。
4、本发明提供的冷热电联供系统优选供暖使用时，可使用供暖回水加热待膨胀的低温气体，进一步利用余热绿色环保。
5、本发明提供的冷热电联供系统优选储热装置存储的热用于制冷使用后的余热的回水用于加热生活热水，节能环保，绿色安全。
6、本发明提供的冷热电联供系统在保证发电的同时还可实现供洁净空气，供暖，和/或制冷以及生活热水的需求。
7、本发明提供的冷热电联供系统可实现园区、小区供洁净空气、制冷、制暖以及生活热水的基本需求，并且具有一定的经济效益。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明的一个优选实施例的示意图；
图2为本发明的另一个优选实施例的示意图；
图3为本发明的又一个优选实施例的示意图；
图4为本发明的又一个优选实施例的示意图；
附图标识如下：
1-纯化压缩装置，2-液化存储装置，3-蒸发、膨胀发电装置，4-储热装置，5-制冷装置，6-制热装置，7-蓄冷装置，8-洁净空气供给装置，9-提压装置，10-生活热水供热装置，11-空气净化装置，12-取热装置。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例支持权利要求书中限定的每一个技术方案。
实施例1.
本实施例提供一种冷热电联供的系统，如图1-4所示，所述冷热电联供的系统按按顺序包括纯化压缩装置1，液化存储装置23，蒸发、膨胀发电装置；
所述纯化压缩装置1还依次连通储热装置4，制冷装置5和/或制热装置6；
所述蒸发、膨胀发电装置3还与蓄冷装置7以及制冷装置5分别连通。
还包括洁净空气供给装置，连通纯化压缩装置的空气输出端和/或蒸发、膨胀发电装置的空气输出端。
还包括提压装置9，设于所述蒸发、膨胀发电装置3前，还设有生活热水供热装置10，连通所述制冷装置5的回水管道。
还包括设于液化存储装置2输入端前的空气净化装置11，用于滤出空气中的水分和co2。
所述纯化压缩装置为1级或1级以上，所述膨胀装置为1级或1级以上，当为1级以上时，级间设有向环境取热的取热装置以参与级间低温空气的再热。
当所述制冷装置5与所述储热装置4相连通的时候，在所述制冷装置5和所述储热装置4之间还设有热泵机组用于将所述储热装置4内存储的热能转化为冷能。
实施例2.
本实施例采用供暖供洁净空气发电模式：
压缩机入口为经过滤后的洁净空气，过滤器会滤除环境大气中pm1.0以上的杂质。空气经压缩后温度上升(80-200℃)，经冷却至常温后(20-30℃)进入下一级压缩机继续压缩。压缩中常温空气会经过分子筛空气净化器滤除co2和h2o。进入液化装置前，空气压力将达到70-100bar之间，温度为常温。在液化装置中部分空气膨胀供冷，在液化系统和压缩机之间循环利用。另一部分空气被冷却液化，液化后的空气存储于储液罐中(储存压力1bar至15bar之间，储存温度-160℃至-196℃之间。)在压缩过程中压缩机产生的热被冷却介质带出，并存储于储热系统中，储热温度在50℃至180℃之间。
储热系统储存的热水温度高于市政供暖水温度(80℃左右)，因此具有更大的供暖功率。该部分储存的热量经换热器进入供暖系统供暖。供暖后的回水温度为40℃左右。
膨胀发电时，低温液态空气的压力被深冷泵从常压提升至高压(600bar-150bar)，并进入蒸发器气化。气化过程中产生的冷储存于蓄冷系统中，蓄冷温度在-100℃至-160℃之间，该部分冷能会在液化系统运行时向液化装置内供给，用于空气的冷却液化。蒸发器出来的高压洁净空气温度略低于常温(10℃左右)。之后该部分高压空气进入多级膨胀机进行膨胀做功，膨胀过程中空气温度降低(-30至-60℃之间，可按需求调整)。低温空气会通过换热器从环境吸收热量，同时也会通过供暖系统的回水吸收热量，在进入下一级膨胀机前，空气温度会恢复至常温(10℃-40℃之间)。膨胀机末级排出的气体为常压常温空气，该部分空气直接接入洁净空气供给装置。
实施例3.
本实施例采用制冷供洁净空气供生活热水发电模式：
在该运行模式下，压缩液化系统以及膨胀发电系统的参数与的运行参与供暖+供洁净空气+发电模式下基本相同。
不同点在于，膨胀机级间膨胀后的空气温度下降至-30至-60℃之间，该部分低温空气会与中央空调的二次回水换热，将产生的冷能送入空调系统参与制冷。这部分空气恢复常温后进入下一级继续膨胀，参与发电。
在制冷模式下，储热系统内的高温水(130-180℃)将进入系统配置的单效或双效溴化锂热泵机组进行制冷。溴化锂机组利用后的热水温度为70-90℃，该部分热水所含的热量将通过换热器进入生活热水管网，用以提供生活热水。
实验例.
取一实际办公楼宇，该楼宇白天平均电负荷约2mw，冬季供暖平均热负荷为2.5mw，夏季平均制冷负荷为3.1mw。依照该楼宇负荷要求，设计使用本发明系统。
本领域中综合能效比一般按照如下公式计算：
综合能效比＝(供暖量+供冷量+生活热水供热量+发电量)/系统压缩耗电量。
供暖季节，系统入口空气流量36500nm3/h，压缩机负荷为9.5mw，共消耗电能76mwh，储存的供热量达62.4mwh，可满足楼宇需求24h供暖需求。发电时，发电负荷为2mw，可满足楼宇14h办公用电需求。通过空气过滤器容量的调整，抽出部分无尘空气与膨胀机排除的洁净空气混合，可满足楼宇洁净空气需求，供给12000nm3/h。供暖季节，该系统运行在实施例2供暖+洁净空气+发电模式下，除去8％的辅机功耗，该系统运行综合能效比达到110％。
供冷季节，该系统运行在实施例3的制冷+洁净空气+生活热水+发电模式下。在该模式下，压缩机入口空气流量为34600nm3/h，压缩机耗电为9.85mw，共耗电量78.8mwh，储存的供热量达83.78mwh。取部分储热供给溴化锂机组，可产生制冷量约23.1mwh，膨胀机组膨胀制冷功率约20.3mwh，共计43.4mw制冷量，该制冷量满足楼宇制冷需求。经热泵利用后，储热系统内的热水温度降至90℃，该部分热水包含的热量可经换热进入生活用水管网，共计49mwh。系统发电功率为2mw，满足楼宇用电需求。通过空气过滤器容量的调整，抽出部分无尘空气与膨胀机排除的洁净空气混合，可满足楼宇12000nm3/h的洁净空气需求。在制冷+供洁净空气+生活热水+发电模式下，除去11％的辅机功耗，该系统运行综合能效比达到140％。
空气过滤后，大于pm1.0颗粒过滤效率＞99％，空气纯化后，co2含量＜1ppm，露点＜-65℃。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。因此，凡是本领域技术人员依照本发明的构思在现有技术的基础之上通过逻辑分析、推理或者是有限次的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明权利要求书所确定的保护范围之内。