具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的压缩气体储能装置。

如图1所示，根据本发明实施例的压缩气体储能装置包括压缩冷却机组1、第一冷却器2、储气库3、第一加热器4和加热膨胀机组7。

压缩冷却机组1用于压缩和冷却气体以储存外部电能。由此，压缩冷却机组1将气体压缩并冷却，从而对将外部电能转化成气体的势能。

第一冷却器2内具有相互独立且可进行热交换的第一通道21和第二通道22，第一冷却器2的第一通道21的一端与压缩冷却机组1连通，以便从压缩冷却机组1流出的气体降温至第一预设温度以减小压缩后的气体的体积。

具体地，如图1所示，第一通道21为气流通道，第二通道22为第一冷却介质通道，从而通过第二通道22内的第一冷却介质对第一通道21内的气体进行热交换。

储气库3与第一冷却器2的第一通道21的另一端连通，以用于储存降温后的气体。具体地，储气库3可以为单个储气库3，也可以是多个储气库3依次相连形成储气单元。

第一加热器4内具有相互独立且可进行热交换的第三通道41和第四通道42，第一加热器4的第三通道41一端与储气库3连通，以用于加热从储气库3流出的气体，第一加热器4的第四通道42的一端与第一冷却器2的第二通道22一端连通，第一加热器4的第四通道42的另一端与第一冷却器2的第二通道22的另一端连通，以使第一冷却介质在第一加热器4和第一冷却器2之间循环流动。

具体地，如图1所示，第三通道41为气流通道，第四通道42为第一冷却介质通道，第一加热器4的第三通道41的进气口与储气库3的出气口相连，从而加热储气库3流出的气体，第一冷却器2的第二通道22的出液口与第一加热器4的第四通道42的进液口相连，在第一冷却器2工作时，第一冷却器2的第二通道22内的低温第一冷却介质温度升高成常温第一冷却介质并流入第一加热器4的第四通道42内，从而通过第一冷却器2对第一加热器4提供常温第一冷却介质，第一加热器4的第四通道42的出液口与第一冷却器2的第二通道22的进液口相连，在第一加热器4工作时，第一加热器4的第四通道42内的常温第一冷却介质温度降低成低温第一冷却介质并流入第一冷却器2的第二通道22内，从而对第一冷却器2提供低温第一冷却介质。

热膨胀机组7，加热膨胀机组7与第一加热器4的第三通道41的另一端连通，以便从第一加热器4流出的气体膨胀发电。由此，通过加热膨胀机组7对第一加热器4的第四通道42流出的气体进行加热膨胀，将压缩气体的势能转化成电能。

根据发明人研究发现:如图2所示，储气温度和储气库容积缩减百分比大致呈正相关，储气库容积缩减百分比随着储气温度的减小而增大，当储气温度为0摄氏度时，储气库容积缩减百分比为百分之八，当储气温度为-100摄氏度时，储气库容积缩减百分比为百分之六十。由此可知，储气温度降低，将减小储气库容积，缩小储气库3的体积。

根据本发明实施例的压缩气体储能装置100，通过第一冷却器2与压缩冷却机组1连通，从而对将压缩后的气体降温至零度以下，使得压缩后的空气的体积进一步减小，从而减小了储气库3的体积，使得储气库3占地减少。

在一些实施例中，压缩气体储能装置100还包括第一罐5和第二罐6，第一罐5连接在第一冷却器2的第二通道22的一端与第一加热器4的第四通道42的一端之间，以用于储存从第一冷却器2流出的第一冷却介质并向第一加热器4提供第一冷却介质，第二罐6连接在第一冷却器2的第二通道22的另一端与第一加热器4的第四通道42的另一端之间，以用于储存从第一加热器4流出的第一冷却介质并向第一冷却器2提供第一冷却介质。

具体地，如图1所示，第一罐5内用于存放常温第一冷却介质，第一冷却器2的第二通道22的出液口和第一加热器4的第四通道42的进液口均与第一罐5连通。由此，可通过第一罐5储存从第一冷却器2的第二通道22内流出的常温第一冷却介质，并向第一加热器4的第四通道42提供常温第一冷却介质。第二罐6用于存放低温第一冷却介质，第一冷却器2的第二通道22的进液口和第一加热器4的第四通道42的出液口均与第二罐6连通。由此，可通过第二罐6储存从第一加热器4的第四通道42内流出的低温第一冷却介质，并向第一冷却器2的第二通道22提供低温第一冷却介质。

在一些实施例中，压缩冷却机组1包括压缩机11和第二冷却器12，第二冷却器12内具有相互独立且可进行热交换的第五通道121和第六通道122，第二冷却器12的第五通道121的一端与第一冷却器2的第一通道21连通，第二冷却器12的第五通道121的另一端与压缩机11连通，以便对压缩机11流出的气体降温至第二预设温度。

具体地，如图1所示，压缩冷却机组1包括压缩机11和第二冷却器12，第五通道121为气流通道，第六通道122为第二冷却介质通道，压缩机11的出气口与第二冷却器12的第五通道121的进气口连通，从而对压缩后的气体进行降温至常温，且压缩冷却机组1可以为多个，多个压缩冷却机组1依次连通，例如：压缩冷却机组1为4个，分别为第一压缩冷却机组、第二压缩冷却机组、第三压缩冷却机组和第四压缩冷却机组，第一压缩冷却机组的第二冷却器12的第五通道121的出气口与第二压缩冷却机组的压缩机11的进气口连通，第二压缩冷却机组的第二冷却器12的第五通道121的出气口与第三压缩冷却机组的压缩机11的进气口连通，第三压缩冷却机组的第二冷却器12的第五通道121的出气口与第四压缩冷却机组的压缩机11的进气口连通，第四压缩冷却机组的第二冷却器12的第五通道121的出气口与第一冷却器2的进气口连通。由此，通过第一压缩冷却机组、第二压缩冷却机组、第三压缩冷却机组和第四压缩冷却机组依次对气体压缩冷却。

值得说明的是：第二预设温度为环境温度为15-20摄氏度，第一预设温度比第二预设温度低20摄氏度左右。

在一些实施例中，加热膨胀机组7包括膨胀机71和第二加热器72，第二加热器72内具有相互独立且可进行热交换的第七通道721和第八通道722，第二加热器72的第七通道721的一端与第一加热器4的第三通道41连通，第二加热器72的第七通道721的另一端与膨胀机71连通，以便对流入膨胀机71的气体加热。

具体地，如图1所示，加热膨胀机组7包括膨胀机71和第二加热器72，第七通道721为气流通道，第八通道722为第二冷却介质通道，第二加热器72的第七通道721的出气口与膨胀机71的进气口相连，从而对加热后的气体进行膨胀，且加热膨胀机组7可以为多个，多个加热膨胀机组7依次相连，例如：图1所示，加热膨胀机组7为3个，分别为第一加热膨胀机组、第二加热膨胀机组和第三加热膨胀机组，第一加热膨胀机组的第二加热器72的第七通道721的进气口与第一加热器4的出气口连通，第一加热膨胀机组的膨胀机71的出气口与第二加热膨胀机组的第二加热器72的第七通道721的进气口连通，第二加热膨胀机组的膨胀机71的出气口与第三加热膨胀机组的第二加热器72的第七通道721的进气口连通。由此，通过第一加热膨胀机组、第二加热膨胀机组和第三加热膨胀机组依次对气体进行加热膨胀。

在一些实施例中，压缩气体储能装置100还包括第三罐8，第三罐8连接在第二冷却器12的第六通道122的一端和第二加热器72的第八通道722的一端之间，以用于储存从第二加热器72流出的第二冷却介质并向第二冷却器12提供第二冷却介质。

具体地，如图1所示，第三罐8用于存放常温第二冷却介质，第三罐8的出液口与第二冷却器12的第六通道122的进液口相连，以便对第二冷却器12输送第二冷却介质，第三罐8的进液口与第二加热器72的第八通道722的出液口相连，以便回收第二加热器72降温后的第二冷却介质。

可以理解的是，第一冷却介质可以将压缩后的气体降温至零度以下的冷却介质(例如：乙二醇溶液)，第二冷却介质为水。

在一些实施例中，压缩气体储能装置100还包括第四罐9，第四罐9连接在第二冷却器12的第六通道122的另一端和第二加热器72的第八通道722的另一端之间，以用于储存从第二冷却器12流出的第二冷却介质并向第二加热器72提供第二冷却介质。

具体地，第四罐9内适用于存放高温第二冷却介质，第四罐9的出液口与第二加热器72的第八通道722的进液口相连，以便第二加热器72输送第二冷却介质，第四罐9的进液口与第二冷却器12的第六通道122的出液口相连，以便回收第二冷却器12升温后的第二冷却介质。

在一些实施例中，储气库3的外周侧和内周侧至少一者设有保温层，以便对储气库3内的气体进行保温。由此，通过保温层对储气库3进行保温，使得储气库3内的温度保持恒定。

在一些实施例中，压缩气体储能装置100还包括节流阀10，节流阀10设在储气库3和第一加热器4之间，以便调节储气库3流出的气体的气流的大小。具体地，如图1所示，节流阀10设在储气库3的出气口上，从而通过节流阀10调节储气库3的出气口的气流的大小。

根据本发明实施例的压缩气体储能方法，包括如下步骤：S1：将气体进行压缩储能。具体地，通过压缩冷却机组1将常温常压的气体压缩至略高于保温储气库3当前压力的高压。

S2：对压缩后的气体降温至第一预设温度，以便压缩后的气体的体积减小，再将降温后的气体存储。第一冷却器2将压缩后的气体的温度降温至略高于保温储气库3当前温度，再将压缩后的气体输送至储气库3内。

S3：在需要释放能量时，将气体加热到第二预设温度。具体地，通过第一加热器4对储气库3流出的气体进行初步加热。

S4：对加热后的气体进行膨胀发电。具体地，加热后的气体输送至加热膨胀机组7，使得加热后的气体膨胀发电。

根据本发明压缩气体储能方法，通过步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4的设置，使得压缩后的气体降温至零度以下，提高了气体的密度，有效提高了储气库3的储存量。

在S1步骤中，气体进行压缩储能之前，对气体进行除水、除二氧化碳等处理。从而防止气体中水、二氧化碳结冰阻塞压缩冷却机组1的空气流道。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。