为什么压缩空气储能使用中冷器?


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为什么CAES系统在每个压缩阶段后都有中间冷却器?

这不是浪费工作,因为无论如何空气都会在储存洞穴中冷却吗?


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你看过不同的压缩过程(绝热,等温)和它们的能量需求吗?你有什么尝试自己回答这个问题,你在哪里被困?
mart

因为PV = nRT。 '努夫说
Carl Witthoft

Answers:


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不仅仅是CAES系统,一般来说多级压缩机需要中间冷却,如果你检查了相同压力限制之间的等熵,多变和等温压缩过程的图表,你可以看到需要最小功率的曲线(左边的区域)过程曲线)对于相同的入口和出口条件是左边的曲线(等温压缩)

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因此,通过从压缩过程中移除足够的热量,例如通过压缩机壳体的恒定冷却,您可以接近等温路径。但是,由于冷却套管在去除热量方面不会有太大效果,所以使用另一种技术,即阶段中间冷却,在此图中,您可以通过将压缩过程分为两个阶段来实现节省的功率,其间具有中间冷却:

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这不是浪费工作,因为空气无论如何都会在储存洞穴中冷却。

我希望现在很清楚,这不是浪费工作(相反)。如果没有适当的隔热材料,最大限度地减少存储时间内的热量损失,存储系统就不会太多。

(数字来自Cengel的热力学书 - 工程方法)


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另外两点:(1)没有中间冷却,你必须设计一个能承受更高压力的压缩机和存储系统 温度 ,(2)你还必须生产更高的产品 压力 在压缩机的输出处,因为当储存的空气冷却时压力将以恒定的体积减小。中冷器可以减少 体积 当空气流过它时冷却,并保持压力,如上图所示。
alephzero

值得解释的是,绝热/等温膨胀/压缩等可逆过程是100%有效的。此外,中冷器需要再热器才能正常工作。
Aron

@Aron什么是再热器?
Algo

@Algo On(绝热)减压,气体将显着降温。如果需要快速减压,则通常使用加热器。
Aron

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如果空气如此,这将浪费工作 凉爽的储物洞穴!

但正如你所说,它确实很酷,因此在膨胀空气时你可以获得的压力小于压缩时所需的压力。通过在等温模式下压缩可以避免过压 正如Algo所说 通过在两个等熵压缩机之间放置一个中间冷却器来近似等温。

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