基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统及方法
专利汇可以提供基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种基于 液压 泵 和 喷雾器 的开式等温压缩空气储能系统及方法，系统包括电动/发 电机 ，电动/发电机与 液压泵 / 涡轮 相连接，液压泵/涡轮与换向 阀 相连通，换向阀分别通过第一阀组与第一 工作腔 和第二工作腔相连通，第一工作腔和第二工作腔分别通过第二阀组与高压储气罐相连通且第一工作腔、第二工作腔和高压储气罐上均设有压 力 监测装置，第一工作腔和第二工作腔上均设置有喷雾机构和第三阀组。本发明采用液压泵和喷雾器实现等温压缩/膨胀，从而降低压缩功、提高膨胀功，提高系统的储能效率和 能源 利用效率；采用换向阀使得两个工作腔交替运行，提高系统的压缩/膨胀时间比，实现连续储能/释能，降低系统容积和制造成本。，下面是基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统，包括电动/发电机（1），电动/发电机（1）与液压泵/涡轮（2）相连接，其特征在于，所述液压泵/涡轮（2）与换向阀（3）相连通，换向阀（3）分别通过第一阀组与第一工作腔（8）和第二工作腔（7）相连通，第一工作腔（8）和第二工作腔（7）分别通过第二阀组与高压储气罐（20）相连通且第一工作腔（8）、第二工作腔（7）和高压储气罐（20）上均设有压力监测装置，第一工作腔（8）和第二工作腔（7）上设置有喷雾机构和第三阀组；所述压力监测装置和数据采集单元（25）相连接，换向阀（3）、第一阀组、第二阀组、第三阀组、喷雾机构、电动/发电机（1）、液压泵/涡轮（2）和数据采集单元（25）均与控制单元（26）相连接。
2.根据权利要求1所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述电动/发电机（1）为发电电动一体机且发电电动一体机包括发电机工作模式和电动机工作模式，液压泵/涡轮（2）为可逆式液压泵涡轮且可逆式液压泵涡轮包括液压泵工作模式和涡轮工作模式，电动/发电机（1）与液压泵/涡轮（2）相连接；所述电动/发电机（1）和液压泵/涡轮（2）均与控制单元（26）相连接。
3.根据权利要求1所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述第一阀组包括第一电磁阀（6）和第二电磁阀（5），第一电磁阀（6）设置在换向阀（3）与第一工作腔（8）之间的管路上，第二电磁阀（5）设置在换向阀（3）与第二工作腔（7）之间的管路上且第二电磁阀（5）与换向阀（3）之间的管路上设置有第一流量计（4），第一流量计（4）与数据采集单元（25）相连接。
4.根据权利要求1所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述第二阀组包括第三电磁阀（12）、第四电磁阀（11）和第五电磁阀（19），第三电磁阀（12）、第四电磁阀（11）和第五电磁阀（19）均与控制单元（26）相连接；所述第一工作腔（8）通过第三电磁阀（12）和第五电磁阀（19）与高压储气罐（20）相连通，第二工作腔（7）通过第四电磁阀（11）和第五电磁阀（19）与高压储气罐（20）相连通。
5.根据权利要求1所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述压力监测装置包括第一压力传感器（21）、第二压力传感器（27）和第三压力传感器（28），第一压力传感器（21）设置在高压储气罐（20）上，第二压力传感器（27）设置在第一工作腔（8）上，第三压力传感器（28）设置在第二工作腔（7）上；所述第一压力传感器（21）、第二压力传感器（27）和第三压力传感器（28）均与数据采集单元（25）相连接。
6.根据权利要求1所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述喷雾机构包括第一水泵（16）、第二水泵（15）、第二流量计（18）、第三流量计（17）、第一喷雾器（14）和第二喷雾器（13），第一喷雾器（14）设置在第一工作腔（8）内部顶端，第二喷雾器设置在第二工作腔（7）内部顶端，第一水泵（16）设置在第一工作腔（8）外部且第一水泵（16）通过输水管分别与第一工作腔（8）的底部和顶部相连通，第二水泵（15）设置在第二工作腔（7）外部且第二水泵（15）通过输水管分别与第二工作腔（7）的底部和顶部相连通，输水管上分别设置有第二流量计（18）和第三流量计（17）；所述第一水泵（16）和第二水泵（15）均与控制单元（26）相连接，第二流量计（18）和第三流量计（17）均与数据采集单元（25）相连接。
7.根据权利要求1所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统，其特征在于，所述第三阀组包括第六电磁阀（10）和第七电磁阀（9），第六电磁阀（10）设置在第一工作腔（8）上，第七电磁阀（9）设置在第二工作腔（7）上；所述第六电磁阀（10）和第七电磁阀（9）均与控制单元（26）相连接。
8.根据权利要求1 7所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统的工作~
方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、系统储能工作：首先通过控制单元（26）切换电动/发电机（1）为电动机工作模式，并切换液压泵/涡轮（2）为液压泵工作模式，控制单元（26）控制换向阀（3）、第一阀组、第二阀组和第三阀组的通断电，从而来回切换换向阀3的水流动方向，实现第一工作腔（8）和第二工作腔（7）交替压缩空气工作，将压缩空气交替储能在高压储气罐（20）内；
S2、系统释能工作：首先过控制单元（26）切换电动/发电机（1）为发电机发电工作模式，并切换液压泵/涡轮（2）为涡轮工作模式，控制单元（26）控制换向阀（3）、第一阀组、第二阀组和第三阀组的通断电，从而来回切换换向阀（3）的水流动方向，实现高压储气罐（20）交替将压缩空气流入到第一工作腔（8）和第二工作腔（7）内，对第一工作腔（8）和第二工作腔（7）内水流交替膨胀做功，实现连续释能。
9.根据权利要求8所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S1中系统储能工作，包括以下步骤：
Y1、首先第一工作腔（8）储能工作时，通过控制单元（26）切换电动/发电机（1）为电动机工作模式，并切换液压泵/涡轮（2）为液压泵工作模式，风电或光电驱动电动机，电动机带动液压泵工作；
Y2、同时控制单元（26）控制换向阀（3）不通电，控制单元（26）控制第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）和第七电磁阀（9）开启，控制单元（26）控制第三电磁阀（12）、第四电磁阀（11）、第五电磁阀（19）和第六电磁阀（10）关闭，第二工作腔（7）内的水在液压泵的驱动下，通过管路流入到第一工作腔（8）内对第一工作腔（8）内空气进行压缩；
Y3、通过第二压力传感器（27）探测第一工作腔（8）内压缩空气压力值达到设定值时，控制单元（26）控制第三电磁阀（12）和第五电磁阀（19）开启，压缩空气流入到高压储气罐（20）；
Y4、在步骤Y1实施时，控制单元（26）同时控制喷雾机构中第一水泵（16）启动，第一水泵（16）将第一工作腔（8）内底部的水通过输水管泵送到第一喷雾器（14），利用第一喷雾器（14）将水雾化喷入第一工作腔（8）内，使第一工作腔（8）内压缩空气温度维持稳定，实现等温压缩；
Y5、在步骤Y1实施时，控制单元（26）同时控制第七电磁阀（9）的开启，外部环境空气通过第七电磁阀（9）进入第二工作腔（7），第二工作腔（7）实现吸气过程，为下一次压缩空气做准备，至此第一工作腔（8）储能工作完成；
Y6、随后开始第二工作腔（7）储能工作，控制单元（26）控制换向阀（3）通电，换向阀（3）切换水流动方向，同时控制单元（26）控制第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）和第六电磁阀（10）开启，控制单元（26）控制第三电磁阀（12）、第四电磁阀（11）、第五电磁阀（19）和第七电磁阀（9）关闭，第一工作腔（8）内的水在液压泵的驱动下，通过管路流入到第二工作腔（7）内对第二工作腔（7）内空气进行压缩；
Y7、通过第三压力传感器（28）探测第二工作腔（7）内压缩空气压力值达到设定值时，控制单元（26）控制第四电磁阀（11）和第五电磁阀（19）开启，压缩空气流入到高压储气罐（20）；
Y8、在步骤Y6实施时，控制单元（26）同时控制喷雾机构中第二水泵（15）启动，第二水泵（15）将第二工作腔（7）内底部的水通过输水管送到第二喷雾器（13），利用第二喷雾器（13）将水雾化喷入第二工作腔（7）内，使第二工作腔（7）内压缩空气温度维持稳定，实现等温压缩；
Y9、在步骤Y6实施时，控制单元（26）同时控制第六电磁阀（10）的开启，外部环境空气通过第六电磁阀（10）进入第一工作腔，第一工作腔（8）实现吸气过程，为下一次压缩空气做准备，至此第二工作腔（7）储能工作完成；
Y10、控制单元（26）通过控制换向阀（3）的通断电从而来回切换换向阀（3）的方向，控制水流动方向，重复步骤Y1 Y9，使得第一工作腔（8）和第二工作腔（7）交替连续压缩空气，实~
现系统连续储能。
10.根据权利要求8所述的基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S2中系统释能工作，包括以下步骤：
N1、首先第一工作腔（8）释能工作时，控制单元（26）切换电动/发电机（1）为发电机发电工作模式，并切换液压泵/涡轮（2）为涡轮工作模式；
N2、控制单元（26）控制换向阀（3）不通电，同时控制单元（26）控制第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）、第三电磁阀（12）、第五电磁阀（19）和第七电磁阀（9）开启，第四电磁阀（11）和第六电磁阀（10）关闭，高压储气罐（20）内压缩空气进入到第一工作腔（8）内对水膨胀做功，水经过第二电磁阀（6）和换向阀（3）流入涡轮，推动涡轮高速旋转，随后水流入第二工作腔（7）内并将第二工作腔（7）内空气经第七电磁阀（9）排出，涡轮带动发电机发电产生电能，电能并入电网；
N3、在步骤N1实施时，控制单元（26）同时控制第一工作腔（8）上的第一水泵（16）启动，第一水泵（16）将第一工作腔（8）内底部的水通过输水管送入第一喷雾器（14）内，第一喷雾器（14）将水雾化喷射至空气中，提供空气膨胀过程所需热量，实现等温膨胀，至此第一工作腔（8）释能完成；
N4、随后第二工作腔（7）释能，控制单元（26）控制换向阀（3）通电，换向阀（3）切换方向，同时控制单元（26）控制第一电磁阀（5）、第二电磁阀（6）、第四电磁阀（11）、第五电磁阀（19）和第六电磁阀（10）开启，第三电磁阀（12）和第七电磁阀（9）关闭，高压储气罐（20）内压缩空气进入到第二工作腔（7）内对水膨胀做功，水经过第一电磁阀（5）和换向阀（3）流入涡轮，推动涡轮高速旋转，随后水流入第一工作腔（8）内并将第一工作腔（8）内空气通过第六电磁阀（10）排出，涡轮带动发电机发电产生电能，电能并入电网；
N5、在步骤N4实施时，控制单元（26）同时控制第二工作腔（7）上的第二水泵（15）启动，第二水泵（15）将第二工作腔（7）内底部的水通过输水管送入第二喷雾器（13）内，第二喷雾器（13）将水雾化喷射至空气中，提供空气膨胀过程所需热量，实现等温膨胀，至此第二工作腔（7）释能完成；
N6、控制单元（26）通过控制换向阀（3）通断电切换水流方向，而涡轮的流动方向不变，重复步骤N1 N5，使得第一工作腔（8）和第二工作腔（7）交替连续膨胀做功，实现系统连续释~
能。
基于液压泵和喷雾器的开式等温压缩空气储能系统及方法
技术领域
背景技术
发明内容
S2、系统释能工作时：首先过控制单元切换电动/发电机为发电机发电工作模式，并切换液压泵/涡轮为涡轮工作模式，控制单元控制换向阀、第一阀组、第二阀组和第三阀组的通断电，实现高压储气罐交替将压缩空气流入到第一工作腔和第二工作腔内，对第一工作腔和第二工作腔内水流交替膨胀做功，实现连续释能。
Y2、同时控制单元控制换向阀不通电，控制单元控制第一电磁阀、第二电磁阀和第七电磁阀开启，控制单元控制第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀关闭，第二工作腔内的水在液压泵的驱动下，通过管路流入到第一工作腔内对第一工作腔内空气进行压缩；
Y3、通过第二压力传感器探测第一工作腔内压缩空气压力值达到设定值时，控制单元控制第三电磁阀和第五电磁阀开启，压缩空气流入到高压储气罐；
Y4、在步骤Y1实施时，控制单元同时控制喷雾机构中第一水泵启动，第一水泵将第一工作腔内底部的水通过输水管送入到第一喷雾器，利用第一喷雾器将水雾化喷入第一工作腔内，使第一工作腔内压缩空气温度维持稳定；
Y5、在步骤Y1实施时，控制单元同时控制第七电磁阀的开启，外部环境空气通过第七电磁阀进入第二工作腔，第二工作腔实现吸气过程，为下一次压缩空气做准备，至此第一工作腔储能工作完成；
Y6、随后开始第二工作腔储能工作，控制单元控制换向阀通电，换向阀切换水流动方向，同时控制单元控制第一电磁阀、第二电磁阀和第六电磁阀开启，控制单元控制第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第七电磁阀关闭，第一工作腔内的水在液压泵的驱动下，通过管路流入到第二工作腔内对第二工作腔内空气进行压缩；
Y7、通过第三压力传感器探测第二工作腔内压缩空气压力值达到设定值时，控制单元控制第四电磁阀和第五电磁阀开启，压缩空气流入到高压储气罐；
Y8、在步骤Y6实施时，控制单元同时控制喷雾机构中第二水泵启动，第二水泵将第二工作腔内底部的水通过输水管送入到第二喷雾器，利用第二喷雾器将水雾化喷入第二工作腔内，使第二工作腔内压缩空气温度维持稳定；
Y9、在步骤Y6实施时，控制单元同时控制第六电磁阀的开启，外部环境空气通过第六电磁阀进入第一工作腔，第一工作腔实现吸气过程，为下一次压缩空气做准备，至此第二工作腔储能工作完成；
Y10、控制单元通过控制换向阀的通断电从而来回切换换向阀的方向，控制水流动方向，重复步骤Y1 Y9，使得第一工作腔和第二工作腔交替连续压缩空气，实现系统连续储能。
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N2、控制单元控制换向阀不通电，同时控制单元控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀和第九电磁阀开启，第四电磁阀和第六电磁阀关闭，高压储气罐内压缩空气进入到第一工作腔内对水膨胀做功，水经过第二电磁阀和换向阀流入涡轮，推动涡轮高速旋转，随后水流入第二工作腔内并将第二工作腔内空气经第七电磁阀排出，涡轮带动发电机发电产生电能，电能并入电网；
N3、在步骤N1实施时，控制单元同时控制第一工作腔上的第一水泵启动，第一水泵将第一工作腔内底部的水通过输水管送入第一喷雾器内，第一喷雾器将水雾喷射至空气中，提供空气膨胀过程所需热量，实现等温膨胀，至此第一工作腔释能完成；
N4、随后第二工作腔释能，控制单元控制换向阀通电，换向阀切换方向，同时控制单元控制第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀开启，第三电磁阀和第七电磁阀关闭，高压储气罐内压缩空气进入到第二工作腔内对水膨胀做功，水经过第一电磁阀和换向阀流入涡轮，推动涡轮高速旋转，随后水流入第一工作腔内并将第一工作腔内空气通过第六电磁阀排出，涡轮带动发电机发电产生电能，电能并入电网；
N5、在步骤N4实施时，控制单元同时控制第二工作腔上的第二水泵启动，第二水泵将第二工作腔内底部的水通过输水管送入第二喷雾器内，第二喷雾器将水雾喷射至空气中，提供空气膨胀过程所需热量，实现等温膨胀，至此第二工作腔释能完成；
N6、控制单元通过控制换向阀通断电切换水流方向，而涡轮的流动方向不变，重复步骤N1 N5，使得第一工作腔和第二工作腔交替连续膨胀做功，实现系统连续释能。
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具体实施方式
S2、系统释能工作时：首先通过控制单元26切换电动/发电机1为发电机发电工作模式并切换液压泵/涡轮2为涡轮工作模式，压缩空气膨胀对水做功，水流动使得涡轮机高速转动，带动电动机转动产生电能，电能并入电网为用电高峰提供电量，控制单元26控制换向阀
3、第一阀组、第二阀组和第三阀组的通断电从而来回切换换向阀3的流动方向，实现高压储气罐20交替将压缩空气流入到第一工作腔8和第二工作腔7内，对第一工作腔8和第二工作腔7内水流交替膨胀做功，实现连续释能。
Y2、同时控制单元26控制换向阀3不通电，控制单元26控制第一电磁阀5、第二电磁阀6和第七电磁阀9开启，控制单元26控制第三电磁阀12、第四电磁阀11、第五电磁阀19和第六电磁阀10关闭，第二工作腔7内的水在液压泵的驱动下，依次通过管路上第一电磁阀5、第一流量计4、液压泵和第二电磁阀6流入到第一工作腔8内对第一工作腔8内空气进行压缩；
Y3、通过第二压力传感器27探测第一工作腔8内压缩空气压力值达到设定值时，控制单元26控制第三电磁阀12和第五电磁阀19开启，压缩空气流入到高压储气罐20储存；
Y4、在步骤Y1实施时，控制单元26同时控制喷雾机构中第一水泵16启动，第一水泵16将第一工作腔8内底部的水通过输水管泵送到第一喷雾器14，利用第一喷雾器14将水雾化喷入第一工作腔8内，由于水的比热容和导热系数远大于空气，喷雾和底部液体水将吸收压缩空气的热量，使第一工作腔8内的压缩空气温度维持稳定，从而实现等温压缩；
Y5、在步骤Y1实施时，控制单元26同时控制第七电磁阀9的开启，外部环境空气通过第七电磁阀9进入第二工作腔7，第二工作腔7实现吸气过程，为下一次压缩空气做准备，至此第一工作腔8储能工作完成；
Y6、如图3所示，随后开始第二工作腔8储能工作，控制单元26控制换向阀3通电，换向阀
3切换水流动方向，同时控制单元26控制第一电磁阀5、第二电磁阀6和第六电磁阀10开启，控制单元26控制第三电磁阀12、第四电磁阀11、第五电磁阀19和第七电磁阀9关闭，第一工作腔8内的水在液压泵的驱动下，依次通过管路上第二电磁阀6、换向阀3、液压泵、换向阀3、第一流量计4和第一电磁阀5流入到第二工作腔7内对第二工作腔7内空气进行压缩；
Y7、通过第三压力传感器28探测第二工作腔7内压缩空气压力值达到设定值时，控制单元26控制第四电磁阀11和第五电磁阀19开启，压缩空气流入到高压储气罐20；
Y8、在步骤Y6实施时，控制单元26同时控制喷雾机构中第二水泵15启动，第二水泵15将第二工作腔7内底部的水通过输水管泵送到第二喷雾器13，利用第二喷雾器13将水雾化喷入第二工作腔7内，喷雾和底部液体水吸收压缩空气的热量，使第二工作腔7内压缩空气温度维持稳定，从而实现等温压缩；
Y9、在步骤Y6实施时，控制单元26同时控制第六电磁阀10的开启，外部环境空气通过第六电磁阀10进入第一工作腔，第一工作腔8实现吸气过程，为下一次压缩空气做准备，至此第二工作腔7储能工作完成；
Y10、储能过程中，控制单元26通过控制换向阀3的通断电从而来回切换换向阀3的方向，控制水流动方向，重复步骤Y1 Y9，使得第一工作腔8和第二工作腔7交替连续压缩空气，~
实现系统的连续储能。
N2、控制单元26控制换向阀3不通电，同时控制单元26控制第一电磁阀5、第二电磁阀6、第三电磁阀12、第五电磁阀19和第七电磁阀9开启，第四电磁阀11和第六电磁阀10关闭，高压储气罐20内压缩空气通过第五电磁阀和第三电磁阀进入到第一工作腔8内对水膨胀做功，水经过第二电磁阀6和换向阀3流入涡轮，推动涡轮高速旋转，随后水依次通过换向阀、第一流量计4和第一电磁阀5流入第二工作腔7内，并将第二工作腔7内空气经第七电磁阀9排出，为第二工作腔7吸入高压空气并膨胀做功做好准备，涡轮带动发电机发电产生电能，电能并入电网；
N3、在步骤N1实施时，控制单元26同时控制第一工作腔8上的第一水泵16启动，第一水泵16将第一工作腔8内底部的水通过输水管送入第一喷雾器14内，第一喷雾器14将水雾化喷射至空气中，提供空气膨胀过程所需热量，实现等温膨胀，至此第一工作腔8释能完成；
N4、如图5所示，随后第二工作腔7释能，控制单元26控制换向阀3通电，换向阀3切换方向，同时控制单元26控制第一电磁阀5、第二电磁阀6、第四电磁阀11、第五电磁阀19和第六电磁阀10开启，第三电磁阀12和第七电磁阀9关闭，高压储气罐20内压缩空气通过第五电磁阀和第四电磁阀进入到第二工作腔7内对水膨胀做功，水经过第一电磁阀5和换向阀3流入涡轮，推动涡轮高速旋转，随后水通过换向阀3和第二电磁阀6流入第一工作腔8内并将第一工作腔8内空气通过第六电磁阀10排出，为第一工作腔8下一次吸入高压空气并膨胀做功做好准备，涡轮带动发电机发电产生电能，电能并入电网；
N5、在步骤N4实施时，控制单元26同时控制第二工作腔7上的第二水泵15启动，第二水泵15将第二工作腔7内底部的水通过输水管送入第二喷雾器13内，第二喷雾器13将水雾化喷射至空气中，提供空气膨胀过程所需热量，实现等温膨胀，至此第二工作腔7释能完成；
N6、释能过程中，控制单元26通过控制换向阀3通断电切换水流方向，而涡轮的流动方向不变，重复步骤N1 N5，使得第一工作腔8和第二工作腔7交替连续膨胀做功，实现高压储~
气罐20连续释能。
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