專利名稱：大氣溫差制冷式能量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及能量交換裝置領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種大氣溫差制冷式能量裝置。
背景技術(shù)：
隨著人類對能源需求的不斷增長，而作為主要能量來源的石油的供應(yīng)危機又愈來愈現(xiàn)實，人們把目光轉(zhuǎn)向了尋求新的能源方式，太陽能、海洋能和大氣能等都成為了新型能源的開發(fā)重點，而利用海水的溫差結(jié)合媒介物質(zhì)的氣-液態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的能量交換開發(fā)出的海水溫差發(fā)電技術(shù)，為人們探求新型的清潔能源來源提供了廣闊的前景。海水溫差發(fā)電技術(shù)的基本原理是，利用海洋表面海水與深層海水之間存在的溫度差，用較高溫度的海水將蒸發(fā)器中某種容易氣化的液體氣化，然后將此氣體導(dǎo)入渦輪機做功帶動發(fā)電機發(fā)電，氣體做功后被導(dǎo)入較低溫度的海水環(huán)境并在冷凝器中液化，再將液體送入蒸發(fā)器中構(gòu)成循環(huán)(《科學(xué)畫報》1990年第六期)。首次提出利用海水溫差發(fā)電設(shè)想的，是法國物理學(xué)家阿松瓦爾。1926年，阿松瓦爾的學(xué)生克勞德試驗成功海水溫差發(fā)電。1930年，克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站，獲得了10千瓦的功率。1979年，美國在夏威夷的一艘海軍駁船上安裝了一座海水溫差發(fā)電試驗臺，發(fā)電功率53.6千瓦。1981年，日本在南太平洋的瑙魯島建成了一座100千瓦的海水溫差發(fā)電裝置，1990年又在鹿兒島建起了一座兆瓦級的同類電站。(《新科技啟蒙》，中國勞動社會保障出版社，1999年第一版)?；谏鲜龊Ｋ疁夭畎l(fā)電技術(shù)的相同原理，中國專利CN 2091962公開了一種氣動水輪機，將某種作為功力源的氣體在機器內(nèi)使液體產(chǎn)生一定壓頭并使液體循環(huán)流動，流動的液體推動水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。
現(xiàn)有技術(shù)中的上述能源裝置都是基于海水的溫差來推動介質(zhì)的氣-液轉(zhuǎn)換而進(jìn)行做功發(fā)電的，由于不同溫度的海水之間的溫差有限，而造成介質(zhì)物的選擇范圍有限，給這樣的能源裝置的工業(yè)化和大型化應(yīng)用帶來了困難，而且由于該裝置需要結(jié)合海洋環(huán)境使用，無法用于非沿海區(qū)域。
近年來，科學(xué)家們又設(shè)想利用地球大氣層的溫差來發(fā)電，由于地球表面的水在太陽光照射下蒸發(fā)上升，到高空遇冷空氣又凝結(jié)為水，以雨雪形式降落到地面。如果將此過程有效地控制起來，將水換成其它適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)，便能在重力的作用和氣-液相轉(zhuǎn)換做功的作用下實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。荷蘭科學(xué)家為此設(shè)想在北海建立一個能源高塔，塔高至少5000米，塔頂溫度在零下10至35度而地面溫度在10攝氏度左右，所形成的溫差足以找到合適的流體介質(zhì)，如液氨等。但是該能源塔僅設(shè)計用于發(fā)電，不能進(jìn)行其它能源交換，且僅進(jìn)行一次一級發(fā)電，不利于能源的綜合利用。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種大氣溫差制冷式能量裝置，利用大氣層內(nèi)外部的巨大溫差實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與能量交換，該裝置不僅適于一般制冷或發(fā)電用途，更可用于大型的城市中央空調(diào)和/或電力供應(yīng)。
本實用新型提供的大氣溫差制冷式能量裝置，包括流體介質(zhì)、冷凝裝置、低溫液體存儲裝置、熱交換裝置以及依次密閉循環(huán)連接冷凝裝置、低溫液體存儲裝置、熱交換裝置的管道系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷凝裝置安裝在高空，低溫液體存儲裝置和熱交換裝置安裝在地面或海面，流體介質(zhì)在管道系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，且連接冷凝裝置與低溫液體存儲裝置之間的管道是保溫管道。
該能量裝置中，所述冷凝裝置安裝的高度相對于安裝低溫液體存儲裝置的地面或海面至少是5000米，該冷凝裝置是安裝在預(yù)先確定好高度的高塔上或高山上。
所述的流體介質(zhì)是至少一種沸點在零下60攝氏度至零攝氏度之間的氣體或液體，優(yōu)選液氨。
所述的能量裝置，在熱交換裝置和冷凝裝置之間還可以依次安裝高壓氣體存儲裝置和低壓氣體存儲裝置。
上述裝置中，在所述高壓氣體存儲裝置與低壓氣體存儲裝置之間和/或低壓氣體儲存裝置與冷凝裝置之間還安裝有風(fēng)力發(fā)電裝置，且在所述冷凝裝置與所述低溫液體存儲裝置之間還可以安裝水力發(fā)電裝置。
本實用新型提供的大氣溫差制冷式能量裝置進(jìn)行能量交換，具有以下一些特點由于采用高空冷空氣作為能源，使用超低沸點的液體(零下60攝氏度至零攝氏度之間)作為介質(zhì)，本能量裝置能實現(xiàn)高效低耗節(jié)能的制冷。與傳統(tǒng)的能量裝置不同，本裝置內(nèi)的介質(zhì)經(jīng)熱交換后經(jīng)管道上升至寒冷的高空而被冷凝，無需傳統(tǒng)的需要消耗大量能源的壓縮過程，大大節(jié)省了能源。并且由于本裝置設(shè)備巨大，能量交換量也特別大，故特別適用于大中型城市的中央制冷，一個城市只需投資一套這樣的裝置便可基本滿足生產(chǎn)、生活中的集中供冷，有效降低了城市的能耗及減少排放，優(yōu)化了城市功能與結(jié)構(gòu)。
同時，通過在本能量裝置中安裝發(fā)電裝置還可以生產(chǎn)電力，在提供制冷的同時提供電力，一舉多得。
附圖簡要說明


圖1是本實用新型的大氣溫差制冷式能量裝置一個實施例的示意圖。
圖2是本實用新型的大氣溫差制冷式能量裝置的另一個實施例示意圖。
具體實施方式
下面通過具體的實施例結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
實施例1如
圖1所示，本實用新型提供的大氣溫差制冷式能量裝置的一個實施例包括冷凝器1、低溫儲液罐2、熱交換器3和相應(yīng)的連接各個裝置的密閉循環(huán)管道系統(tǒng)4、5，其中介于冷凝器1與儲液罐2之間的管道4是保溫管道；冷凝器1安裝于建造在離地面至少5000米高空的高塔上；儲液罐2中存放有作為流體制冷介質(zhì)的液氨。
運行中，打開儲液罐2的閥門，液氨沿管道5流向熱交換器3，在這當(dāng)中液氨于來自城市集中收集的熱空氣6發(fā)生熱交換，液態(tài)的氨吸熱轉(zhuǎn)換為氨氣進(jìn)入管道5’，而熱空氣6被制冷為冷空氣7并輸送給城市集中供冷；氨氣沿管道5’上升至高空的冷凝器1，并在高空冷空氣作用下被液化成為液氨，后經(jīng)保溫管道4降落到儲液罐2中。液氨在整個裝置內(nèi)如此循環(huán)，實現(xiàn)熱交換和制冷。
實施例2如圖2所示，在實施例1所提供的能量裝置的基礎(chǔ)上，在熱交換器3與冷凝器1之間還分別安裝有高壓氣體儲罐8和低壓氣體儲罐9，在高、低壓氣體儲罐之間以及高壓氣體儲罐9與冷凝器1之間還安裝有風(fēng)力發(fā)電機組10及10’，同時在冷凝器1與低溫儲液罐2之間的管路系統(tǒng)中還安裝有水力發(fā)電機組11。
運行中，打開儲液罐2的閥門，液氨沿管道5流向熱交換器3，在這當(dāng)中液氨于來自城市集中收集的熱空氣6發(fā)生熱交換，液態(tài)的氨吸熱轉(zhuǎn)換為氨氣進(jìn)入管道5’，而熱空氣6被制冷為冷空氣7并輸送給城市集中供冷；氨氣沿管道進(jìn)入高壓氣體儲罐8，在流經(jīng)風(fēng)力發(fā)電機組10并在風(fēng)力作用下推動其發(fā)電之后流向低壓氣體儲罐9，氨氣在通過管道5’上升至冷凝器1的過程中流經(jīng)另一風(fēng)力發(fā)電機組10’，并在風(fēng)力作用下推動其產(chǎn)生電力；氨氣在高空冷空氣作用下在冷凝器中被液化成為液氨，液氨后經(jīng)保溫管道4降落向儲液罐2，在此過程中流經(jīng)水力發(fā)電機組11，并在重力作用下推動機組發(fā)電，后返回到低溫儲液罐2之中。液氨在整個裝置內(nèi)如此循環(huán)，實現(xiàn)熱交換制冷以及發(fā)電。
需要指出的是，上述實施例只用于對本實用新型作進(jìn)一步說明，不能理解為對本實用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的內(nèi)容，在不超出實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)，對實用新型內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的和其它方面的改進(jìn)和調(diào)整。
權(quán)利要求1.一種大氣溫差制冷式能量裝置，包括流體介質(zhì)、冷凝裝置、低溫液體存儲裝置、熱交換裝置以及依次密閉循環(huán)連接冷凝裝置、低溫液體存儲裝置、熱交換裝置的管道系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷凝裝置安裝在高空，低溫液體存儲裝置和熱交換裝置安裝在地面或海面，且連接冷凝裝置與低溫液體存儲裝置之間的管道是保溫管道，流體介質(zhì)在管道系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量裝置，其特征在于，所述冷凝裝置安裝的高度相對于安裝低溫液體存儲裝置的地面或海面至少是5000米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量裝置，其特征在于，所述冷凝裝置是安裝在預(yù)先確定好高度的高塔上或高山上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述的能量裝置，其特征在于，所述流體介質(zhì)是至少一種沸點在零下60攝氏度至零攝氏度之間的氣體或液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的能量裝置，其特征在于，所述流體介質(zhì)是液氨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量裝置，其特征在于，在熱交換裝置和冷凝裝置之間還依次安裝有高壓氣體存儲裝置和低壓氣體存儲裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量裝置，其特征在于，在所述高壓氣體存儲裝置與低壓氣體存儲裝置之間和/或低壓氣體儲存裝置與冷凝裝置之間還安裝有風(fēng)力發(fā)電裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的能量裝置，其特征在于，在所述冷凝裝置與所述低溫液體存儲裝置之間還安裝有水力發(fā)電裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量裝置在城市中央空調(diào)集中制冷中的應(yīng)用。
專利摘要本實用新型涉及一種大氣溫差制冷式能量裝置，包括流體介質(zhì)、冷凝裝置、低溫液體存儲裝置、熱交換裝置以及依次密閉循環(huán)連接冷凝裝置、低溫液體存儲裝置、熱交換裝置的管道系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷凝裝置安裝在高空，低溫液體存儲裝置和熱交換裝置安裝在地面或海面，且連接冷凝裝置與低溫液體存儲裝置之間的管道是保溫管道，流體介質(zhì)在管道系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。本裝置內(nèi)的介質(zhì)經(jīng)熱交換后經(jīng)管道上升至寒冷的高空而被冷凝，無需傳統(tǒng)的需要消耗大量能源的壓縮過程，大大節(jié)省了能源，實現(xiàn)高效低耗節(jié)能的制冷。
文檔編號F25B23/00GK2898726SQ20062005534
公開日2007年5月9日 申請日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月20日
發(fā)明者鐘路華, 謝文華, 馬欣 申請人:鐘路華