一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统及方法与流程
本申请涉及增压建筑领域，具体而言，涉及一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统及方法。
背景技术：
1、海拔高度每增加1000米大气压下降约11.5％，空气密度减小9％。由于大气压力降低导致相应环境的氧分压减少，血氧分压和血氧饱和度降低，因此高原藏区氧气的分压只有平原地区的64％，气压小空气稀薄，单次吸入氧气量减少，因而造成缺氧。为解决长期居住人群对高原环境的适应性问题，增压建筑可有效应对该地区气候及自然条件带来的生存条件恶劣、高原反应频发、生理损伤持续累积等问题，改善高海拔地区人居生活环境。
2、然而目前现有的增压建筑均是采用电力驱动空气压缩机产生高压空气，或者通过光伏储电后再通过空气压缩机产生高压空气，在电气缺乏或无法大面积铺设光伏板的应用场景下需要产生高压空气供给增压建筑的难题亟需得到解决。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统及方法，其通过将风能或水能转化为机械能制备压缩空气储存在储气罐中为增压建筑进行增压，能够有效的减少增压建筑对电力的依赖和需求，同时降低对电力的消耗。
2、本申请是这样实现的：
3、本申请提供一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其包括：
4、推力传动系统，用于将风能或水能转换为机械能；
5、空气加压系统，用于利用推力传动系统转换的机械能压缩空气并输出；
6、压力储存释放系统，包括至少一个接收空气加压系统输出压缩空气的储气罐，储气罐连接有至少一根连通增压建筑的增压管，增压管上设有第一控制阀。
7、在一些可选的实施方案中，推力传动系统包括至少一个可旋转的曲柄，曲柄连接有至少一个推力叶片，推力叶片用于承受风力或水力以带动对应曲柄旋转。
8、在一些可选的实施方案中，空气加压系统包括至少一个气缸，气缸的无杆腔分别连接有进气管和与储气罐连通的排气管，进气管和排气管分别连接有用于限定气体单向流入和流出气缸无杆腔的第一单向阀和第二单向阀；推力传动系统用于驱动气缸的活塞往复移动。
9、在一些可选的实施方案中，空气加压系统的两个相邻气缸的无杆腔通过对应进气管和排气管串联，和/或，储气罐连接有设有第二控制阀的罐内泄压管。
10、在一些可选的实施方案中，还包括用于与增压建筑换热调节温度的换热系统，换热系统包括余热利用换热器及设于增压建筑内的室内换热器，余热利用换热器与室内换热器通过换热介质管道串联，空气加压系统输出的压缩空气经热量交换管通入储气罐，热量交换管穿过余热利用换热器。
11、在一些可选的实施方案中，换热介质管道设有用于驱动换热介质沿其移动的第一水泵，第一水泵连接有第一气动马达，储气罐通过设有第二控制阀的罐内泄压管连接第一气动马达，罐内泄压管排气卸压时推动第一气动马达启动带动第一水泵驱动换热介质沿换热介质管道移动。
12、在一些可选的实施方案中，换热介质管道设有用于驱动换热介质沿其移动的第二水泵，第二水泵连接有第二气动马达，增压建筑通过设有卸压阀的舱内泄压管与第二气动马达连接，舱内泄压管排气卸压时推动第二气动马达启动带动第二水泵驱动换热介质沿换热介质管道移动。
13、在一些可选的实施方案中，室内换热器进口和出口连接的换热介质管道之间通过短路直管连通，短路直管上设有短路阀，室内换热器出口连接的换热介质管道上设有第一调节阀。
14、在一些可选的实施方案中，室内换热器内的换热管与室内换热器出口连接的换热介质管道之间连接有至少一根调节支管，调节支管上设有第二调节阀，第二调节阀设于调节支管和室内换热器之间。
15、在一些可选的实施方案中，换热系统还包括与换热介质管道并联的冷却器，冷却器与换热介质管道连接的管道上设有至少一个冷却水短路阀，换热介质管道上设有冷却水控制阀，冷却水短路阀和冷却水控制阀被配置成可选择性的通断以使冷却器和室内换热器串联或断开。
16、本申请还提供了一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气方法，包括以下步骤：
17、使用风能或水能将空气压缩得到压缩空气通入储气罐储存；
18、将储气罐储存的压缩空气选择性的输入增压建筑。
19、在一些可选的实施方案中，使用风能或水能将空气压缩得到压缩空气通入储气罐储存时，使用风力或水力驱动推力叶片带动曲柄旋转，使旋转的曲柄带动至少一个气缸的活塞往复移动，使往复移动的活塞将外部空气单向抽入气缸的无杆腔压缩后单向输出至储气罐储存。
20、在一些可选的实施方案中，还包括以下步骤：将换热介质与气缸的无杆腔压缩后压缩空气换热后通入增压建筑内换热，重复上述换热循环调节增压建筑内温度。
21、在一些可选的实施方案中，还包括以下步骤：排出储气罐和/或增压建筑内空气，使排出空气驱动气动马达启动带动水泵驱动换热介质进行换热循环调节增压建筑内温度。
22、本申请的有益效果是：本申请提供的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统及方法通过将高原的风能或水能转化为机械能产生压缩空气储存在储气罐，并通过第一控制阀选择性地将储气罐内压缩气体经增压管通入增压建筑进行增压，相比于光伏储能再使用空压机加压的系统能够降低能量转换次数，减少增压建筑对电力的依赖和对现有光伏或市电的需求，适用于野外无能源供应区域，极大提高了增压建筑的应用场景。
技术特征：
1.一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述推力传动系统包括至少一个可旋转的曲柄，所述曲柄连接有至少一个推力叶片，所述推力叶片用于承受风力或水力以带动对应所述曲柄旋转。
3.根据权利要求1所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述空气加压系统包括至少一个气缸，所述气缸的无杆腔分别连接有进气管和与所述储气罐连通的排气管，所述进气管和所述排气管分别连接有用于限定气体单向流入和流出所述气缸无杆腔的第一单向阀和第二单向阀；所述推力传动系统用于驱动所述气缸的活塞往复移动。
4.根据权利要求3所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述空气加压系统的两个相邻所述气缸的无杆腔通过对应所述进气管和所述排气管串联，和/或，所述储气罐连接有设有第二控制阀的罐内泄压管。
5.根据权利要求1所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，还包括用于与所述增压建筑换热调节温度的换热系统，所述换热系统包括余热利用换热器及设于所述增压建筑内的室内换热器，所述余热利用换热器与所述室内换热器通过换热介质管道串联，所述空气加压系统输出的压缩空气经热量交换管通入所述储气罐，所述热量交换管穿过所述余热利用换热器。
6.根据权利要求5所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述换热介质管道设有用于驱动换热介质沿其移动的第一水泵，所述第一水泵连接有第一气动马达，所述储气罐通过设有第二控制阀的罐内泄压管连接所述第一气动马达，所述罐内泄压管排气卸压时推动所述第一气动马达启动带动所述第一水泵驱动换热介质沿所述换热介质管道移动。
7.根据权利要求5所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述换热介质管道设有用于驱动换热介质沿其移动的第二水泵，所述第二水泵连接有第二气动马达，所述增压建筑通过设有卸压阀的舱内泄压管与所述第二气动马达连接，所述舱内泄压管排气卸压时推动所述第二气动马达启动带动所述第二水泵驱动换热介质沿所述换热介质管道移动。
8.根据权利要求5所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述室内换热器进口和出口连接的所述换热介质管道之间通过短路直管连通，所述短路直管上设有短路阀，所述室内换热器出口连接的所述换热介质管道上设有第一调节阀。
9.根据权利要求8所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述室内换热器内的换热管与所述室内换热器出口连接的所述换热介质管道之间连接有至少一根调节支管，所述调节支管上设有第二调节阀，所述第二调节阀设于所述调节支管和所述室内换热器之间。
10.根据权利要求5所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统，其特征在于，所述换热系统还包括与所述换热介质管道并联的冷却器，所述冷却器与所述换热介质管道连接的管道上设有冷却水短路阀，所述换热介质管道上设有冷却水控制阀，所述冷却水短路阀和冷却水控制阀被配置成可选择性的通断以使所述冷却器和所述室内换热器串联或断开。
11.一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.根据权利要求11所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气方法，其特征在于，使用风能或水能将空气压缩得到压缩空气通入储气罐储存时，使用风力或水力驱动推力叶片带动曲柄旋转，使旋转的曲柄带动至少一个气缸的活塞往复移动，使往复移动的所述活塞将外部空气单向抽入所述气缸的无杆腔压缩后单向输出至所述储气罐储存。
13.根据权利要求12所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气方法，其特征在于，还包括以下步骤：将换热介质与所述气缸的无杆腔压缩后压缩空气换热后通入所述增压建筑内换热，重复上述换热循环调节所述增压建筑内温度。
14.根据权利要求13所述的增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气方法，其特征在于，还包括以下步骤：排出所述储气罐和/或所述增压建筑内空气，使排出空气驱动气动马达启动带动水泵驱动换热介质进行所述换热循环调节所述增压建筑内温度。
技术总结
一种增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统及方法，涉及增压建筑领域。增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统包括将风能或水能转换为机械能的推力传动系统、利用推力传动系统转换的机械能压缩空气并输出的空气加压系统及压力储存释放系统，压力储存释放系统包括至少一个接收压缩空气的储气罐，储气罐连接有至少一根连通增压建筑的增压管，增压管上设有第一控制阀。增压建筑用推力直驱压缩空气储气供气系统及方法通过将高原的风能或水能转化为机械能产生压缩空气储存在储气罐为增压建筑进行增压，相比于光伏储能再使用空压机加压的系统能够降低能量转换次数，减少增压建筑对电力的依赖和对现有光伏或市电的需求，适用于野外无能源供应区域。
技术研发人员：王开强,吴晨晖,唐州,刘志茂,夏劲松,叶智武,陈建,左可新,张杰,张伟东
受保护的技术使用者：中建三局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5