一种风能制冷储能装置的制作方法

本发明属于风能储能，尤其涉及一种风能制冷储能装置。

背景技术：

1、我国东南沿海地区及近海风能极为丰富，但风力发电机对电网冲击较大，进一步发展已经遇到瓶颈，风能无法得到有效利用。我国东南沿海城市的建筑物制冷耗能巨大，在用电高峰时段消耗大量电能，缺乏利用风能进行制冷及储能的装置。

2、现有的风力发电的储能方式通常是建造储能电站，利用电站的化学能对电能进行储存。但储能电站的建设成本、维护成本均很高，同时，当需要满足用冷需求时，也只能通过输出电能由空调主机来进行制冷，能量利用率低。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种风能制冷储能装置及储能系统，技术方案为：

2、本发明的一种风能制冷储能装置，包括：

3、风力空气压缩装置，用于在风力的推动下压缩空气并进行输出；

4、压缩空气管道，所述压缩空气管道的输入端与所述风力空气压缩装置的输出端相连通，且所述压缩空气管道上设有储气装置，用于暂存压缩空气；

5、气举循环膨胀制冷装置，所述气举循环膨胀装置的气体输入端与所述压缩空气管道的输出端相连通，进入所述气举循环膨胀装置的压缩空气膨胀并吸收所述循环制冷介质中的热量，形成降温后的所述循环制冷介质；

6、所述气举循环膨胀制冷装置的制冷介质输出端和制冷介质输入端分别与外部建筑供冷端连通，或者，分别与对降温后的所述循环制冷介质进行蓄冷储能的蓄冷装置连通。

7、本发明的风能制冷储能装置，所述气举循环膨胀装置包括依次首尾连接形成循环管路的底管、气举循环上升管、顶管和气举循环下降管；

8、所述气举循环上升管的下端设有气泡发生器，所述压缩空气管道的输出端伸入于所述循环管路并与所述气泡发生器的输入端相连通；

9、所述顶管与所述气举循环下降管的连接处设有气液分离器，用于分离并排出已完成膨胀的空气；

10、所述气举循环下降管与所述底管的连接处设有所述制冷介质输入端和所述制冷介质输出端。

11、本发明的风能制冷储能装置，还包括水轮机叶轮、传动装置和发电机；

12、所述水轮机叶轮设置于所述气举循环下降管内；

13、所述传动装置的动力输入端伸入于所述循环管路并与所述水轮机叶轮相连，所述传动装置的动力输出端与所述发电机相连，用于带动所述发电机发电。

14、本发明的风能制冷储能装置，所述传动装置包括动力输入轴、第一带轮、传动带和第二带轮；

15、所述动力输入端的第一端伸入于所述循环管路并与所述水轮机叶轮相连，所述动力输入轴的第二端安装有所述第一带轮；

16、所述第二带轮安装于所述发电机的输入轴；

17、所述传动带分别与所述第一带轮和所述第二带轮带传动连接。

18、本发明的风能制冷储能装置，所述循环制冷介质为水；所述蓄冷装置包括冰浆蓄能池和搅拌器；

19、所述冰浆蓄能池的输入端和输出端分别与所述气举循环膨胀制冷装置的制冷介质输出端和制冷介质输入端相连；

20、所述搅拌器的搅拌端设于所述冰浆蓄能池内。

21、本发明的风能制冷储能装置，所述储气装置为压缩空气储罐或地下盐穴或废弃矿井。

22、本发明的风能制冷储能装置，所述风力空气压缩装置包括风力叶轮、变速装置和空气压缩机；

23、所述风力叶轮的动力输出端与所述变速装置的输入端相连；

24、所述变速装置的输出端与所述空气压缩机的动力输入端相连；所述空气压缩机的输出端与所述压缩空气管道的输入端相连。

25、本发明的风能制冷储能装置，所述风力空气压缩装置包括风力发电装置和空气压缩机；

26、所述风力发电装置的电能输出端与所述空气压缩机的电能输入端相连，所述空气压缩机的输出端与所述压缩空气管道的输入端相连。

27、本发明的一种风能制冷储能装置，包括：

28、风力空气压缩装置，用于在风力的推动下压缩空气并进行输出；

29、压缩空气管道，所述压缩空气管道的输入端与所述风力空气压缩装置的输出端相连通，且所述压缩空气管道上设有储气装置，用于暂存压缩空气；

30、泵轮增压涡轮膨胀制冷机，所述泵轮增压涡轮膨胀制冷机的气体输入端与所述压缩空气管道的输出端相连通，进入所述泵轮增压涡轮膨胀制冷机的压缩空气膨胀并吸收所述循环制冷介质中的热量，形成降温后的所述循环制冷介质；

31、所述泵轮增压涡轮膨胀制冷机的制冷介质输出端和制冷介质输入端分别与外部建筑供冷端连通，或者，分别与对降温后的所述循环制冷介质进行蓄冷储能的蓄冷装置连通。

32、本发明的风能制冷储能装置，所述泵轮增压涡轮膨胀制冷机包括依次首尾连接形成循环管路的底管、上升管、顶管和下降管；

33、所述上升管内设有自下而上布置的转轴，且所述转轴上自上而下依次设有泵轮、一级膨胀涡轮和多级膨胀涡轮；所述转轴的上端伸出于所述循环管路，并与发电机的输入轴相连；

34、所述压缩空气管道的输出端连通于所述上升管，并位于所述泵轮与所述以及膨胀涡轮之间；

35、所述顶管与所述下降管的连接处设有气液分离器，用于分离并排出已完成膨胀的空气；

36、所述下降管与所述底管的连接处设有所述制冷介质输入端和所述制冷介质输出端。

37、本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

38、1、本发明一实施例通过设置风力空气压缩装置利用风能对空气进行压缩，形成压缩空气并输出至压缩空气管道内的储气装置进行暂存；并设置气举循环膨胀制冷装置，压缩空气进入该装置的循环制冷介质中膨胀并吸热，使得循环制冷介质的温度降低，得到的降温后的循环制冷介质则是输出至蓄冷装置进行蓄冷储能或直接输出至外部建筑供冷端。当外部供冷需求端存在供冷需求时，即可引出蓄冷装置中的循环制冷介质进行供冷。本实施例的风能制冷储能装置建设成本低，可将风能可转化为压缩空气在储气装置中储能，同时可转化为循环制冷介质在蓄冷装置内蓄冷储能，可实现风能的高效利用。并且，本实施例利用空气作为工质，是一种不依赖传统制冷剂的无氟环保制冷方式。

39、2、本发明一实施例中，进一步在气举循环膨胀制冷装置内设置传动装置、水轮机叶轮和发电机，利用循环管道内的介质流道带动水轮机叶轮转动，并通过传动装置传递至发电机处发电，在风能进行压缩空气储能和蓄冷储能的同时，利用循环制冷介质的动能驱动水力机械做功发电回收机械功，发出的电能可用于电网调峰。

技术特征：

1.一种风能制冷储能装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的风能制冷储能装置，其特征在于，所述气举循环膨胀装置包括依次首尾连接形成循环管路的底管、气举循环上升管、顶管和气举循环下降管；

3.如权利要求2所述的风能制冷储能装置，其特征在于，还包括水轮机叶轮、传动装置和发电机；

4.如权利要求3所述的风能制冷储能装置，其特征在于，所述传动装置包括动力输入轴、第一带轮、传动带和第二带轮；

5.如权利要求1所述的风能制冷储能装置，其特征在于，所述循环制冷介质为水；所述蓄冷装置包括冰浆蓄能池和搅拌器；

6.如权利要求1所述的风能制冷储能装置，其特征在于，所述储气装置为压缩空气储罐或地下盐穴或废弃矿井。

7.如权利要求1所述的风能制冷储能装置，其特征在于，所述风力空气压缩装置包括风力叶轮、变速装置和空气压缩机；

8.如权利要求1所述的风能制冷储能装置，其特征在于，所述风力空气压缩装置包括风力发电装置和空气压缩机；

9.一种风能制冷储能装置，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的风能制冷储能装置，其特征在于，所述泵轮增压涡轮膨胀制冷机包括依次首尾连接形成循环管路的底管、上升管、顶管和下降管；

技术总结
本发明公开了一种风能制冷储能装置，通过设置风力空气压缩装置利用风能对空气进行压缩，形成压缩空气并输出至压缩空气管道内的储气装置进行暂存；并设置气举循环膨胀制冷装置，压缩空气进入该装置的循环制冷介质中膨胀并吸热，使得循环制冷介质的温度降低，得到的降温后的循环制冷介质则是输出至蓄冷装置进行蓄冷储能。当外部供冷需求端存在供冷需求时，即可引出蓄冷装置中的循环制冷介质进行供冷。本实施例的风能制冷储能装置中，风能可转化为压缩空气在储气装置中储能，同时可转化为循环制冷介质在蓄冷装置内蓄冷储能，可实现风能的高效利用。

技术研发人员：张国印,王华强,张兴奎,张哲诚
受保护的技术使用者：河南永联科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14