● 摘要
大规模储能对于新能源的发展和环境的改善十分重要，但目前市场中的大规模储能手段都存在各种弊端。液化空气储能因具有无污染、储存密度大、适合大规模储存等优点越来越引起人们的关注，然而目前液化空气储能效率还十分低下。这种情况下研究提高液化空气储能效率的方法变得十分必要。本文以液化空气储能的过程中释能效率提高为目的，主要解决传统液化空气释能结构的效率低下问题，设计了斯特林液化空气热功转换装置。该装置能同时利用液化空气的冷能和膨胀能从而能提高液化空气热功转换效率。
本文根据斯特林液化空气热功转换装置的工作原理和工作过程，以液化空气的基本性质为出发点，运用热力学的相关理论，建立斯特林液化空气热功转换装置的工作过程数学模型。为了提炼其工作过程中的共性问题和研究各参数对性能的影响特性，对所建立的斯特林液化空气热功转换装置数学模型进行无因次化处理。
在无因次斯特林液化空气热功转换装置模型的基础上，通过数值计算方法分析了影响斯特林液化空气热功转换装置的热功转换效率的关键参数。研究结果表明：液气比、回热器效率、扫气容积比、相位超前角、回热器容积（死容积）是影响斯特林液化空气热功转换装置的转换效率的关键参数；在相同工作压力条件下，斯特林液化空气热功转换装置的转换效率高于传统的开环液化空气转换装置的转换效率；存在最优的相位超前角使转换效率达到最高。基于仿真的结果设计斯特林液化空气热功转换装置的样机。
搭建了传统开环结构的液化空气热功转换装置的实验测试平台，测出传统开环结构的液化空气热功转换装置的热功转换效率；测量了系统的自然气化速率，为后续模型的修正提供了经验数据；设计了斯特林液化空气热功转换装置的样机测试平台。