專利名稱:高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合的制作方法
技術領域:
一種高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合(以下簡稱本發(fā)明),涉及一種可完全循環(huán)再 生,高度環(huán)保的能源系統(tǒng)的優(yōu)化集合,涉及超大型能源,電力,熱能,溫差能,各種水源熱能, 空氣能,太陽能,淺層地熱能,恒溫層地溫熱能,地熱能,風能,燃料熱能,余熱回收…等能源 的高效利用,及利用本發(fā)明兼價能源制造/利用二次能源等。
二.
背景技術:
已有環(huán)保能源技術未能徹底介決的問題有可完全循環(huán)再生、完全環(huán)保、能量密度低、臭氧破壞、溫室汽體排放、毒性、安全性、 工業(yè)實用性、成本、建造成本、經濟性、商業(yè)性、利潤率等,因涉及超大規(guī)模的能源工業(yè),及商 業(yè)、民用、軍用等,其使用規(guī)模量極大,以上問題嚴重性更顯突出。已有技術中,能源本身完全不用弗用支出的能源、發(fā)電、動力裝置,如太陽能,風 力,海洋能源等,通常存在初始成本投資大,工程難度高,運行成本高,折舊成本高,維護保 養(yǎng)成本高,裝置自身耗能大,輸出能量低,能量密度低,能量不穩(wěn)定,能量連續(xù)性差或不連 續(xù),對外界環(huán)境依賴性有較高要求等缺陷,涉及超大型能源,電力等時,存在的缺陷更顯突 出,通常無法與水電,火電競爭。例如通常的水力發(fā)電站,僅利用了水中能量的1/5-1/10,其中3.5倍-9倍于水 重力能量,能量穩(wěn)定,巨大,可超大規(guī)模化的溫差能完全被白白浪弗而未能加以利用!例如其中正在實驗中海水溫差發(fā)電,海水溫差發(fā)電平臺與其原固有的缺陷, 70% -80%電能消耗于深海抽水,輸出能大幅減少,成本高昂,建造技術困難,發(fā)電效率低 下,功率損耗巨大,存在的技術困難大型海上平臺,長距離大管徑冷水管,高效率海底電力 電纜的設計、製造與敷設輸送等三項關鍵技術,以及海上強風巨浪對工程技術,施工,設施 壽命的影響,維護清潔保養(yǎng)困難,更使成本難以降低,以目前技術尚不能廣泛開發(fā),就經濟 可行性言,即使將水產養(yǎng)殖副產品經濟價值考量在內,海水溫差發(fā)電之成本尚難與水力發(fā) 電、燃煤、燃油及核能等傅統(tǒng)發(fā)電方式競爭。中、低溫差能源,溫度與溫差范圍包含在0.5°C 20°C或20°C 60°C或60°C 98°C或 98°C 250°C或 250°C _550°C或高溫 550°C -5000°C或 0. 5°C 550°C范圍的的各種 中、低溫差能源、動力、發(fā)電利用,特別是,在溫差范圍包含在0.5°C 20°C或20°C 60°C或 60°C 98°C低溫差能源,都存在著輸出功率難以提高,熱機轉換效率低下,能量密度低,能 源收集困難,設備成本嚴重超高,嚴重缺少可靠,成熟的已有技術參考,特別是在提高安全 系數組別與毒性等,有許多困難極需克服、改進,并使之實用化、商業(yè)化。特別是在0. 5°C 20°C或20°C 60V或60°C 98V低溫差發(fā)電、動力應用,超大 功率,超大規(guī)模的低溫差發(fā)電、動力應用,例如1千瓦 千萬千瓦,千萬千瓦 億萬千瓦級 的低溫差發(fā)電、動力應用,上述困難更為突出。650C _550°C的中、高溫地熱應用也存在地層鉆井深度達3_10公里,高溫地熱資源 少,成本和維護高等困難,使實際應用較難。
又如光伏電池,風電,潮汐發(fā)電,海水溫差發(fā)電,都存在初始成本投資大與單位千 瓦成本高,裝置自身耗能大,輸出能量低,能量密度低,能量不穩(wěn)定,量連續(xù)性差或不連續(xù), 對外界環(huán)境依賴性有較高要求等缺陷,如對陽光,風力,潮汐大小,季節(jié),白天或黑夜,均有 很大的依賴性要求,不能滿足連續(xù)輸出穩(wěn)定的,高能量密度的能量和超大型、超大功率,高 穩(wěn)定性和高要求能源供。較高溫度的地熱源、普通的太陽熱能、普通的太陽聚焦熱能及發(fā)電等,都存在著開 發(fā)、設備制造成本高,維護成本與難度高、能量密度低等方面的缺陷,較以大規(guī)模推廣應用。普通的空氣能獲取裝置效率低下,例如空氣能熱泵空調,其熱效比僅為2. 5-6.0 左右,主要用于制冷、制熱,應用領域范圍小,比如較困難用于發(fā)電且效率太低,而借助于普 通的太陽能聚焦,則成本高成本、工程弗用高,更難以超大功率化等。有鑒于上述缺陷的存在,故而也比較難以進一步提高經濟性和技術性能,難以優(yōu) 化整合。
三.發(fā)明內容.本發(fā)明是經改進的,較完善,較合理,較完整的能源系統(tǒng)集合。本發(fā)明用于水力發(fā)電站中,水力發(fā)電與溫差發(fā)電的雙發(fā)電系統(tǒng)(簡稱水溫差雙 發(fā)電),其連同水力發(fā)電量在內,整個溫差電站功率,可為原水電站的為450%-750%!最 高可達1389%!即擴大為13. 89倍于水力發(fā)電量!本發(fā)明中,發(fā)電功率多以450%計值,參 P65水溫差能量值/熱機效率η。本發(fā)明其中,水源溫差雙發(fā)電可超大規(guī)模化(未結合其它能源)僅以我國為例,陸上已有水電站水源可開發(fā)溫差雙發(fā)電,為7. 2億千瓦,大于我國 東海及南海近??偪砷_發(fā)溫差能(》功率62187萬千瓦!),而陸上水源可開發(fā)溫差雙發(fā)電 能,達1 億千瓦 136億千瓦!即可開發(fā)擴容為1600% 1700%!若以全球溫差雙發(fā)電 值計將更大,我國電力裝機突破8億千瓦,目前全球電力裝機容量為43億千瓦。本發(fā)明陸 上指包含高于、等于海平面大陸上所有面積,含山脈,水源地面積。本發(fā)明適用于功率0. IPW-IO3tl瓦的熱機系統(tǒng)、熱泵熱機系統(tǒng)或熱機單機,或多個 系統(tǒng)的集合,下述發(fā)明內容之一,是千萬千瓦級,億千瓦級或更大的能源、電力大系統(tǒng)設施 例,但完全可從1/10 /100000的功率規(guī)劃開始啟動實施,實現邊施工邊用電、用能源的過 程,而不必等待較漫長的施工期!資金問題與工程實施也更現實,也容易規(guī)劃與啟動;甚至是一個單機系統(tǒng)工作,如一個IW IKW的熱能發(fā)電機,或單機即可較完善,獨 立,完成某個工作目標的熱動力機系統(tǒng),即至少一個(單機型的)熱機系統(tǒng);可以為一個熱機,能夠將熱能轉化成動力,還需要添加入其它附助裝置或附助配 件的,才能更加穩(wěn)定良好工作的熱機,或熱機系統(tǒng),例如,加入穩(wěn)定發(fā)電電力用的自動電路 控制器,或需配套發(fā)電機,又例如,需要加入太陽能聚光熱能裝置,或太陽熱水器…;更小的為一個有發(fā)明意義的另件或部件,即本發(fā)明產品可以劃分為1.較完善,完整的大系統(tǒng)2.獨立完成工作目標的單機 系統(tǒng)3.僅一個熱機4. 一個另件或部件,本發(fā)明內容中包含發(fā)明中提及的所有的產品,與產品有關的方法及用途,根據 發(fā)明目的,性能,用途,效果等,都可以分別對應歸入上述四種劃分之中,或根據發(fā)明目的,性能,用途,效果等為主分類,再分別對應上述1至4種情形作第二分類,例如,根據用途水 庫水源發(fā)電,再分為1.較完善,完整的大系統(tǒng),2.單機動力機或發(fā)電機,3.熱機,4. 一種優(yōu) 良的回熱過冷方法與裝置,或所有產品,與產品有關的方法及用途,各自分別劃分為1.較 完善,完整的大系統(tǒng)2.獨立完成工作目標的單機系統(tǒng)3.僅一個熱機4. 一個另件或部件四 類,與產品有關的方法包括產品的設計、安裝、維修、安全、各種歸納方法,互為或關系,…從 而構成多角度的發(fā)明。本發(fā)明中內容包括所有部件,能源,能源互補應用,裝置,產品,用途,方法,系統(tǒng), 集合等,相互之間都存在各種排列組合,即本發(fā)明內容與組合,是多種類的,有各種組合例, 各種展開結果,并且相互間為或關系,并相互關聯,相互間互不否定。本發(fā)明的任務之一是,可使人類能源、電力非常經濟地至少擴容90 % -300 %,完 成一種可實施的、單位千瓦成本,建造成本低于力電、火電的電力或能源,可完全循環(huán)再生、 完全環(huán)保、能量密度高、無臭氧破壞、無溫室汽體排放、無毒性、安全性高、工業(yè)實用性高、成 本低、建造成本低、經濟性高、商業(yè)性高、利潤率高…等,可超大規(guī)?;哪茉础㈦娏I(yè)裝 置,設備,及商業(yè)、民用、軍用等,其使用規(guī)模量極大,以上問題更顯重要,本發(fā)明汲及產品, 產品的制造方法及產品的用途等。本發(fā)明高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合可產生能源、動力、電力…。本發(fā)明在水力發(fā)電站中,水力發(fā)電與溫差發(fā)電的雙發(fā)電系統(tǒng),其連同水力發(fā)電量 在內,整個溫差電站功率,可為原水電站的為450%-750%!最高可達1389%!即擴大為 13. 89倍于水力發(fā)電量!而采用多能源組合發(fā)電,還將更高。如將本發(fā)明用于三峽水力發(fā) 電站中,連同水力發(fā)電量在內,整個溫差電站功率,為8190萬千瓦 18200萬千瓦的發(fā)電功 率??!為三峽發(fā)電功率1820萬千瓦的450% 750%以上(或產生動力、能源)!水溫差能量及熱機系統(tǒng)轉換效率及提高轉換效,見發(fā)明內容末及說明書。我國近海溫差能,其中可開發(fā)能量功率值,東海為2287萬千瓦,南海為59900萬千 瓦,僅三峽的水力發(fā)電與溫差發(fā)電的雙發(fā)電系統(tǒng),若僅以8190萬千瓦 13650萬千瓦的發(fā) 電功率,為我國東海的3. 58倍 5. 96倍之巨!而三峽發(fā)電量僅占全國水電的15% (三峽年發(fā)電847億千瓦時,我國水電總發(fā)電 5633億千瓦時),也就是說,僅我國水電站溫差雙發(fā)電總量,可為東海的20. 2倍 33. 77 倍!超過東海與南海的可開發(fā)總溫差能量的水平!而海洋溫差能開發(fā)是何等艱巨(參本發(fā)明介紹)。以上還未將其它江河湖泊等水源、空氣熱能、兼價的淺層地熱能等計入,足見陸上 水源溫差能之巨大,及本發(fā)明方法與產品,用途之開發(fā)意義。由于本發(fā)明電價與電力運行成低于水電、火電,用它來生產制造/利用其它種類 繁多的二次能源,可具有較強的競爭力,如人造汽油與燃氣,生物汽油與燃氣,植物燃料,油 與燃氣,又例如生產甲醇,煤轉甲醇、油、氣…,更重要的有本發(fā)明能源,電力用于各種儲能 能源,完全環(huán)保,可循環(huán)再生的,高壓氣動力源如氣動力汽車(如印度引進法國的高壓汽源 動力汽車),本發(fā)明高溫儲能源、動力源,飛輪儲能動力、電力,化學儲能能源,溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電利用水溫差雙發(fā)電,由于發(fā)電量大于450% 水力發(fā)電量,也即大于100%水力發(fā)電量,在水溫差雙發(fā)電之后的,上層熱端水源與下層冷 端水源流出熱機RX的Ll,L2出水口,混合成中溫水,或者未混合的Ll出水口熱端水能與L2出水口冷端水能,其中還包含著巨大的未利用,可以利用之巨大的溫差能量(1/2溫度和的 溫差能),平水期內,通過提水,可產生越來越高的水庫水位能量!(通常水電站多需要以 水泵等提水向水庫儲能調峰,而該提水設施就可以被利用,從而降低成本造價,所不同是原 來只利用了峰值多余能量的水位能,而從未利用過其中的溫差能量),甚至在枯水期可將下 游水抽入水庫儲能與發(fā)電,并同時產出電力輸出!出水口及下游提升水,應引至較遠離水 壩的上水處,再次吸收上水至水壩段內的太陽光熱能,增加溫差能,若下游水及出水口之后 吸收地表及太陽能熱源較大水溫提高,與/或在本發(fā)明的水溫差剩余能源結合其它熱能多 (再)次發(fā)電后的水溫提高后,提升后的水不必引至上水段,而可以直接放水至水壩近端的 上層水源中,則發(fā)電量更大,若這些下游水及出水口水的溫度較低,與/或水溫差剩余能源 多(再)次發(fā)電后的水溫下降,則將水引入水庫底層低溫水層,或中層相近溫度層面,這些 溫度值,多常為冷熱溫差的1/2值加冷水溫度,或等于兩者溫度和的1/2,例如,冷水10°C, 熱端溫度50°C (地熱),則再發(fā)電的出水為(50-10)/2+10 = 30°C!上升20°C !若溫度上升 或下降明顯大于原水源的熱水與冷水溫度,則可將此熱水直接引入相對應的熱端管口(渠 管口),或冷水直接引入相對應的冷端管口(渠管口),或者將未混合的Ll出水口熱端水能 與L2出水口冷端水能,分別以兩個水泵提水,減少冷熱水的混合,冷,熱水分別提水至水庫 中溫度相近的水溫層中,可以提高溫差能量,再或者將該冷,熱出水口分別放水至兩個分開 的下水處水域(下水是指水庫出口之后的水域),經陽光再加熱后,再行分別提水至對應相 近水溫層(或不提水在下水處水域發(fā)電),以減少溫度混合程度,提高溫差能,特別適合于 原有提水(泵水,抽水)調峰設施的水庫、水電站等坊合,而該提水設施就可以被利用,上述 所有種類的剩余水溫差能,其能量是非??捎^的!以前這些水溫差能及它們的溫差變化, 從未引起人們注意,這些能量都是由太陽熱能提供的巨大能源,只是被人們嚴重忽視,而未 這樣利用與規(guī)模化利用到而已!)在水電站,通常適用水力/溫差雙發(fā)電,也可單獨使用溫差發(fā)電系統(tǒng),或在非水電 站水源單獨使用溫差發(fā)電,或另行單獨建立水力發(fā)電站,這涉及使用方法,用途。使用本發(fā)明熱機系統(tǒng)RX單溫差發(fā)電,也是一種應用、用途方式,通常它適用于非 水電站的其它水源。本發(fā)明用于太陽光熱功率發(fā)電,即本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源發(fā)電,與水力發(fā)電 結合,為水力發(fā)電功率的400% 800%多!!(或產生動力、能源)可就近得到容量巨大, 溫差較低的電站水庫水冷端源,可使發(fā)電總量完全穩(wěn)定,完全經濟化、實用化、工業(yè)化和商 業(yè)化,成本低于水電。如將本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源發(fā)電用于三峽的光熱功率發(fā)電中,可達7297萬 億千瓦 14594萬億千瓦?。槿龒{發(fā)電功率1820萬千瓦的400% 800%多??!以下的分類方法,并不影響發(fā)明的內容,集合,系統(tǒng),熱機,部件,元件,仍然以整個 說明書的描述而客觀存在。本發(fā)明整個集合包含若干亇系統(tǒng),再由若干亇系統(tǒng)構成整個集合m,包括至少一亇 或多個能源系統(tǒng),每個能源系統(tǒng)包含含一亇或多個能量輸入端1和至少一亇或多個能量輸 出端2,包括至少一亇或多個能量采集、轉化器A,包含至少一亇或多個整合器B,包含至少 一亇或多個能量輸出轉化器C,包含至少一亇或多個輸出能量與輸入能量之間的反饋回授 環(huán)3或4或5,
或經由包含在人工控制系統(tǒng)與/或自動控制系統(tǒng)F與控制線Fl中,或包含在總線 控制總線{Fn, Fnl, Fnx, Fn2, Fn3, Fny…統(tǒng)稱標號為F1}中電回路的,電能回輸回授與/或 (機械回路的液體管路汽液能量回授,機械回路通過動力傳遞回授),構成能量再利用反饋 回授環(huán),在一亇能源系統(tǒng)間,或多個能源系統(tǒng)間,構成輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán)IFn, Fnl, Fnx, Fn2, Fn3, i^ny···所有種類控制線統(tǒng)稱標號為Fl},所有種類的控制器統(tǒng)稱標號為 F,將各種優(yōu)化,互補的系統(tǒng),以及各種優(yōu)化,互補的能源,組合用于各個系統(tǒng),這些優(yōu)化能源 與優(yōu)化系統(tǒng)組合成一個優(yōu)化多系統(tǒng)集合??刂葡到y(tǒng)包含控制器F與控制線Fl ;本發(fā)明控制系統(tǒng)包含至少一亇與/或多個控 制器F與控制線Fl,所有控制系統(tǒng)分為,包含(至少一亇與/或多個)人工控制系統(tǒng)與/或 自動控制系統(tǒng)方式的F與控制線F1,或包含至少一亇與/或多個總線控制總線{Fn,Fnl, i^x,i^2,i^3,i^y···統(tǒng)稱標號為F1},或包含至少一亇與/或多個與總線控制工業(yè)控制器與 /或微機F,所有種類的控制器統(tǒng)稱標號為F,所有種類控制線統(tǒng)稱標號為Fl,控制系統(tǒng)包含 至少一亇或多個控制器F與/或一亇多個控制線Fl,所有控制系統(tǒng)分為,人工控制系統(tǒng)與/或自動控制系統(tǒng)方式的F與控制線F1,或Fl包含至少一亇或多個總線控制總線而,Fnl, Fnx, Fn2, Fn3, Fny或Fl,或F包含至少一亇或多個總線控制工業(yè)控制器,PLC,微機,MCU,DSP或程控器或F, 該總線控制總線Fl與/或控制器F或F包含至PLC,少一亇或多個總線控制工業(yè)控制器,PLC,微機,MCU, DSP或程控 器或F,該總線控制總線Fl與/或控制器F,…以PAI2或以PAI合展開結果,可任意組合 使用…不具體展開,略。包含至少一亇與/或多個輸出能量與輸入能量之間的反饋回授環(huán)3或4或5,或 經由包含在人工控制系統(tǒng)與/或自動控制系統(tǒng)F與控制線Fl中,或包含在總線控制總線 {而,!^1,!^1 ,!^2,!^3,!^廣.統(tǒng)稱標號為卩1}電回路中的,電能回輸回授與/或(機械回路 的液體管路汽液能量回授,機械回路通過動力傳遞回授),構成能量再利用反饋回授環(huán),在 一亇能源系統(tǒng)間,或多個能源系統(tǒng)間,構成輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán)!Fn,Fnl, Fnx, Fn2, Fn3, Fny…統(tǒng)稱標號為Fl}。包含至少一亇與/或多個熱機系統(tǒng)RX,或包含至少一亇與/或多個熱泵熱機系統(tǒng) RBX,整體設計使之適合、良好運用,使用工質(C02 二氧化碳)R744與/或其它工質,其它工質包含1. R717 (0,0), 2. R1150 (0),3. R1270 (0),4. RC270 (0,3), 5. R170 (0,0), 6. RE170 (0, 0)7. R152A(0,140)8. R600a(0,3)9. R365mfc(0, ) 10. R290(0,3) 11. R123 (0. 02,93) 12. R32 (0,650) 13. R401C(0. 03,832) 14. R401A(0. 037,1082) 15. R401B(0. 04,1186) 16. R409A(0. 05,1250) 17. R134a(0, 1300) 18. R409B(0. 05,1425) 19. R407C(0, 1526) 20. R407A(0,1770) 21. R410A(0, 1725) 22. R413A(0, 1774)23. R417A(0, 1938)24. R227ea(0, 2000)25. R407B(0,2285)26. R408A(0. 03,2743)27. R404A(0,3260)28. R403B(0. 03,3665)等 低污染工質,上述工質,以溫室效應指數GWP小的排名在前,型號后括號內,是臭氧消耗指 數0DP,如有第二個數字,表示GWP,應以小的排先,即在本GWP排名中,相近者選ODP為0, 或數字小的,首先考慮ODP時,以0,及數字小的為優(yōu)先考慮使用,1-10排名,ODP均為0, GWP < 3,以目前條件,ODP < 0. 05是可以接受的,即接受ODP < 0. 02 0. 05時,首先考慮考慮沸點之適用性,及安全組別號,還包括R717加水。除了各系統(tǒng)本身的優(yōu)化,還將各系統(tǒng)之間組合最優(yōu)化,通過控制系統(tǒng)人工與/或 自動控制,使各系統(tǒng)之間及選擇的能源組合最優(yōu)化互補,從而使集合整體產生了極其明顯 的技術、經濟等積極效果。能量采集、轉化器A,(如蒸發(fā)吸熱器等),是將各種能量自1輸入并采集,或轉化, 如蒸發(fā)吸熱器中的汽化工質經吸熱膨脹將熱能轉化產生較高的汽體壓力,并使之能比較適 B整合器的物理、化學等各種能量整合需求的基本參量特性而設定。整合器B 整合器B的作用、功能,是進一步附助、推進、調正、整合,使系統(tǒng)A+C在 加入B后,能正常良好并連續(xù)循環(huán)運行,如將A的能量適合于C能量輸出轉化器的要求,將 A的液體、汽體的運行與運行方向,液壓汽壓能的壓力、溫度等調正到C的要求值范圍,使 之盡量穩(wěn)定,各項工況、功能正常,例如,整合器B包含熱泵熱機系統(tǒng)RBX中的工質氣體增 壓增熱的熱泵RB,使工質液體連續(xù)單方向化運行的輸液泵SU,又例如,在熱泵熱機系統(tǒng)RBX 中,由于熱泵有增壓作用,可以使工質連續(xù)單向化運行,可以去除輸液泵,包含使工質液體 進一步過冷化的或回熱過冷管路L4,或回熱過冷管路L5,或過冷室h,以及在圖5與圖6 中的儲存器CHU,儲存器通路U,控制線Fl與控制系統(tǒng)F,能量反饋回授環(huán)等等,例如CHU儲 存器,除了汽液分離功能外,當需要輸出動力、啟動、自動控制等時,還可直接從中獲取高壓 汽源能量,從上可見,整合器B的在整系統(tǒng)中的部位是各式的,熱機系統(tǒng)RX中的主件是Li, RJ,L2,L3,而熱機系統(tǒng)RX中其它部件均歸類于整合器B,但是,當L3參與過冷換熱時,它又 具有與L4,L5,或h等回熱過冷換熱功能,所以在過冷回路中也包含L3,但同時L3也作工質 液經降壓汽化的功能,即L3此時具有兩個功能,Ll為熱能輸入端(熱端),吸收空氣熱能, 使Ll內的工質氣體膨脹產生高氣壓,高氣壓推動熱機RJ產生動力,并輸出膨脹后的較低壓 工質氣體,L2冷卻該低壓工質氣體(冷端),進一步降低該工質氣體壓力,并使之液化,使工 質液體氣化的毛細管與/或(節(jié)流閥)L3,液化后的工質經L3,在L3兩端產生高低壓力差, 至出口 51,61端口產生低壓,再次氣化,完成單個循環(huán);輸液泵SU使工質液體連續(xù)單方向化 循環(huán)運行,并連續(xù)經Ll氣化吸熱產生高壓工質氣體,則整個系統(tǒng)可以連續(xù)循環(huán)工作,這里 將輸液泵SU歸納在整合器B中,當L3或過冷室h在多個地方歸類出現時,并不表示有多個 L3或過冷室h,只代表L3或過冷室h在多個歸類中都有功能,并且不影響它們在系統(tǒng)中的 完整性,仍以熱機系統(tǒng)RX或熱泵熱機系統(tǒng)RBX的構成與回熱過冷回路及功能確定,即本發(fā) 明中所有的歸納,歸類并不影響系統(tǒng)的構成內容,具體詳見P19的RX,RBX構成及多種方案, 及說明書,并參考圖5,圖6與其它附圖,
等。以下將熱機系統(tǒng)RX,與熱泵熱機系統(tǒng)RBX的各部件,按A,B,C,分類,并予以進一步 說明高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,包括至少一亇或多個能源系統(tǒng),每個能源系統(tǒng)包 括至少一亇或多個能量輸入端1和至少一亇或多個能量輸出端2,包括至少一亇或多個能 量采集、轉化器A,至少一亇或多個整合器B,至少一亇或多個能量輸出轉化器C,包括至少 一亇或多個輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán),能量采集、轉化器A包含至少一個或多個蒸發(fā)吸熱器Li,包含至少一個或多個冷 凝器L2,在Ll至L2之間可以截取到熱能量,整合器B或包含至少一個或多個輸液泵SU,或 包含至少一個或多個使工質液體進一步過冷化的回熱過冷管路L4,或回熱過冷管路L5,或過冷室h,或包含至少一個或多個以及儲存器CHU,或儲存器通路U,或控制線Fl與控制系統(tǒng) F,或包括至少一亇或多個輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán),能量輸出轉化器C,包括至少一 亇或多個熱機RJ,或者包括至少一亇或多個與熱機連接的發(fā)電機C2,或包括至少一亇或多 個熱泵RB,或者包括至少一亇或多個與熱泵連接的發(fā)電機C2,包括至少一亇或多個毛細管 與/或(節(jié)流閥)L3,其中,熱泵熱機系統(tǒng)RBX與熱機系統(tǒng)RX的區(qū)別在于,增加包含至少一 個或多個熱泵RB,因為L3或過冷室h處于熱循環(huán)的尾端,然后將經熱機,冷端后剩余熱能由 Ll通路回收再利用,故歸入C中,這個能量反饋回授環(huán)包含在整個循環(huán)回路管路中,也可包含在3,4,5等,說明書 中其它環(huán)路中。以水源熱能為例,熱水源經Ll冷水源流經L2后,冷熱水源將合成一亇等于兩者溫 度和的1/2,簡稱1/2溫度和,在Ll至L2之間的熱機可以截取到熱能量,該1/2溫度和的水 中仍包含著巨大的未利用而可以再次利用的熱能量,簡稱為剩余能量。輸出能量與輸入能量之間的能量反饋回授環(huán)包含3或4或5,它們可以是系統(tǒng)循 環(huán)回路的水,液,工質的管道通路,或與下述包含在總線控制總線中相同的回路,或經由包 含在人工控制系統(tǒng)與/或自動控制系統(tǒng)F與控制線Fl中,或包含在總線控制總線IFnJnl, Fnx, Fn2, Fn3, Fny-}電回路中的,電能回輸回授與/或機械回路的液體管路汽液能量回 授,機械回路通過動力傳遞回授,或能量反饋回授環(huán)包含在整個循環(huán)回路管路中,構成能量 再利用反饋回授環(huán),在一亇能源系統(tǒng)間,或多個能源系統(tǒng)間,構成輸出能量與輸入能量反饋 回授環(huán),能量反饋回授環(huán)包含3或4或5,上述蒸發(fā)吸熱器Li,即是能量輸入端1,而圖5,圖6中的511,512,611,612即是兩 個不同的能量輸出端能量輸出端2。本發(fā)明定義的儲存器通路U,當儲存器與管道管路合為 ‘一體’時,其與其它任何兩者的所有過渡空間之任何實物與物質即為儲存器通路U,即始終 存在無論大小的儲存器通路U,本發(fā)明定義的控制線F1,當控制系統(tǒng)F與控制線Fl合為‘一 體’時,其兩者的所有過渡空間之任何實物與物質,即為控制線F1,只是尺寸,空間極小,即 始終存在尺寸,空間無論大小的控制線F1。各部件詳細介紹參見其它部分的進一步描述。能量輸出轉化器C,在已由A、B、處理之后提供良好的工況參數后,由C轉化為所 需的能量例如動力、電力等,例如C可以為各種熱機,將熱能轉化動力,如鏍捍膨脹機,汽輪 機,汽動機,汽馬達,熱泵動力機,斯特林熱機等,或它們與發(fā)電機相連,進一步將熱機的動 力轉化為電力輸出。本發(fā)明涉及一種可完全循環(huán)再生,環(huán)保的能源系統(tǒng)的優(yōu)化集合,涉及熱機(或熱 泵熱機)系統(tǒng)與/或發(fā)電機,對能量轉化及系統(tǒng)的優(yōu)化,及至少一個能源系統(tǒng)或多亇能源系 統(tǒng)串聯與/或并聯,特別是當多亇能源系統(tǒng)串聯時,串聯時總能效比COP提高為C0P1*C0P2, 例如,第一個系統(tǒng)能效比COPl為50,第二個系統(tǒng)能效比C0P2為80,總能效比COP為乘積值 50*80 = 400 !本發(fā)明采用的自然界能源,例如水源溫差能,可以完全不用人工制造生產的 能源,其能效比COP遠大于1,串聯與/或并聯使系統(tǒng)總功率提高,使單個系統(tǒng)功率大小適 合于規(guī)模制造,維護檢修方便,成本降低,元部件通用化,標準化。整個系統(tǒng)集合m之中,各 個系統(tǒng)可以有各自的輸入端口 ln,lnl,...lnx,... lny,及各自的輸出端口 …&iy, 即由多個系統(tǒng)構成的集合m,其中各個能源系統(tǒng)可以相同或不同,各自的能源可以相同或不 同,例如有水源能量,有空氣熱能,有淺層地熱能,恒溫層地溫熱能,有太陽熱能,有利于形成互補優(yōu)勢,詳參見
與圖9。能效比是指輸出能量(或功率)/輸入能量(或功率)的比值,通常輸入能量指為 人為、人工能源的消耗值,例如電網電力消耗值,在本發(fā)明中通常為零,即完全無人為、人工 能源的消耗,此時總能效比COP趨向無窮大,水力發(fā)電就是最真實的實例,此時,總輸出功 率,能量密度,成本才是最重要的。選擇適合的輸入能源(能量)和輸出能源(能量)或最佳組合排列能源(能量)每個能源系統(tǒng)包括至少一亇或多個輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán)3、4、5,(參 熱機系統(tǒng)),用以回收未利用的能量,例如熱能,提高系統(tǒng)效率和能效比,及包含至少一亇或 多個控制系統(tǒng),即包含至少一亇或多個人工控制系統(tǒng)與/或自動控制系統(tǒng)F與控制線Fl,可 包含至少一亇與/或多個總線自動控制總線,并包含至少一亇或多個與之相應的總線自動 控制工業(yè)控制器…等,功率密度、輸出功率和效率及穩(wěn)定性均激增,當控制系統(tǒng)或一亇或多 個人工控制系統(tǒng)與/或自動控制系統(tǒng)F與控制線Fl或總線自動控制與工業(yè)控制器用于人 工與/或自動控制選擇適合的輸入能源(能量)和輸出能源(能量)或最佳組合排列能源 (能量),使各能量及系統(tǒng)之間達到最佳發(fā)揮及組合最佳效果,例如選擇水力發(fā)電與水電站 水庫的水溫差發(fā)電二種能源輸入相結合,僅水力發(fā)電與溫差發(fā)電的雙發(fā)電系統(tǒng),電站功率 可為原水電站的450 % -750 % !最高可達1000 %,因為我國水電占20 %,美國占40 %,故而 可使人類能源、電力非常經濟地至少擴容90% -300%。同樣,利用本發(fā)明用于海水溫差發(fā)電,較已有技術更環(huán)保,高效率,本發(fā)明采用 R744工質及本發(fā)明高效率熱機系統(tǒng),或適用于R744工質的所有其它熱機系統(tǒng),可獲得高效 率或較高效率與全面環(huán)保等性能的提高,可完全循環(huán)再生、完全環(huán)保、能量密度較高、無臭 氧破壞、無溫室汽體排放、無毒性、安全性高、成本低、熱交換器面積與熱交換效率增加,發(fā) 電輸出效率至90% 97%,工業(yè)實用性高、低重量,小體積,高強度,易于維護保養(yǎng),易于清 潔Li,L2與系統(tǒng)結垢,可制造超大規(guī)模化的能源、電力系統(tǒng),即除了海水溫差發(fā)電平臺等與 其原固有的缺陷外(參Pl),當采用到所有種類的海岸線位,可以在相當程度上克服海洋中 海水溫差發(fā)電平臺在可靠性、工程、安裝、維護、成本、經濟性、商業(yè)化、等各方面先天缺陷, 可以利用到本發(fā)明所有優(yōu)勢,例如,由于本發(fā)明熱機改進的熱交換器面積與熱交換效率增 加,可大為減少抽水量,提高發(fā)電輸出效率至90% 97%,(詳參Pll 12 本發(fā)明用于海 水溫差發(fā)電…及P80技術改進所介決的問題和取得的效果和用途,產品,方法等優(yōu)勢…說 明書其它關于系統(tǒng)所有部件的改進與組合,能源組合,安裝組合…各種相關說明介紹)。另一種水溫差發(fā)電系統(tǒng)采取開式循環(huán),即真空蒸發(fā)法,慨稱為系統(tǒng)ZKX,見圖19。 例如,將水源表層左右的溫水,引進壓力為0. 031兆帕的真空鍋爐,因壓力突然大幅度 下降,真空鍋爐中的溫水立即變成沸騰蒸汽(為提高熱效率,可以本說明書中所有方法將 水加熱),推動汽輪發(fā)電機發(fā)電,然后用水源深層的冷水冷凝蒸汽,并送回水源或下游水中 (同原水溫差多次發(fā)電與提水儲能發(fā)電),真空以真空泵抽氣獲得,ZKX包括真空鍋爐197, 進水控制閥191,降溫進水口 1914,降溫進水控制閥(或出水控制閥)1916,(由F,F1控制, 或節(jié)流閥或L3控制),進水泵或出水泵,真空泵1913,發(fā)電機,熱機RJ(或汽輪機等),均由 F,F1控制(或本發(fā)明提到的其它汽動元件汽動機,汽馬達,透平機,鏍捍膨脹機…),慨稱 元件QUG,還包含除RX,RBX構成件之外的,所有與ZKX相關的控制系統(tǒng)F,Fl,其它相關方 法,能源組合方法,安裝位置與方法,元件,裝置,產品,等,真空蒸發(fā)法,由于蒸發(fā)引水量較少,耗能少,除原安裝方法外,可引水至d位安裝,比較方便合理,另外,可同時結合原水溫 差發(fā)電,真空蒸發(fā)的補水源及加熱,可用到本發(fā)明中所有方法與能源,包含水源熱能的循環(huán) 回收再利用等,不同溫度水的都可發(fā)電,不同溫度水的沸桌,參說明書,及圖-圖,
等介紹,同樣本發(fā)明中所有水源溫差發(fā)電及海水溫差發(fā)電所提及、涉及相關內容及所有方 法,含各種能源排列組合方法,熱能源回收再利用,安裝位方法…等,都適用于系統(tǒng)ZKX。海水溫差發(fā)電的安裝位置與方法(包含所有種類的海岸線位或江河水進入大面 積水域的岸線位形式,借助海洋中任何一種設施為c位,如油井平臺)有幾種條件,一是所有陸上水源的入海口附近(含海洋以外的陸上,山脈,島嶼), 為了描述方便,以平面中的北南東西敘述,例如江河自北向南,經中間的東西向的海岸線 入海,以海岸向南為界定為b位,向北的江河范圍為a位(c位岸線除外),江河水面東西兩 側,以海岸線為界向北的東西兩岸上面積,東西兩岸各方(或圓)1_2平方公里內(或2-5, 5-10,10-20,10-20,20-30平方公里),定為c位(c位內,江河邊岸線水域定為上游側),含 該c位的岸線(包含c位的海岸線水域,定為下游側),除a,b,c的陸上為d位,(所有岸線 的水域下,及該岸線水下側面,宜安裝Li,L2,當有江河水源或海水,洋流流動時,特別有利 于吸收熱能,)對于陡峭的海岸線,深海冷水源容易近距離取得,比在海洋中迠平臺容易,迠 造與成本都有利,這樣,該種海水溫差發(fā)電,從安裝與性能,兼有陸上與海洋的兩種特性,例 如我國的洋山深水港(碼頭)與世界各國的深水港(灣,碼頭等),又例如各國島嶼,臺灣, 連陸地的長島,以及一些海峽,是極為有利的發(fā)電坊所,它們可以其引橋,引岸,港區(qū)碼頭陸 上,連陸地的長島,定為c位,c位之外的大陸為d,海洋為a,b位,對于獨立于海洋中的島 嶼,島嶼兼定為c (適合于安裝系統(tǒng)的有利面積,面積同上),其余定為d位,海洋定為a,b 位,對于海峽,其岸線陸上的1-2平方公里為c位(或2-5,5-10,10-20,10-20,20-30平方 公里),其余陸地為d位,海水為a,b,本處的a,b,c,d與其它a,b,c,d同義等價,故該類 海水溫差發(fā)電的安裝位置與方法,同原陸上方法及排列組合,本發(fā)明同樣可用于與陸島等 分離的海洋溫差發(fā)電。控制系統(tǒng),即F+F1,包含控制器F與控制線Fl,所有形式的控制器統(tǒng)稱標號為F,所 有形式的控制線,統(tǒng)稱標號為F1,此為定義,凡與此沖突予盾者,以此為準控制系統(tǒng),分為人工與/或自動控制方式,總線控制方式,它們都包含控制線與控 制器(工業(yè)控制器與/或微機),工業(yè)控制器的優(yōu)點是,編程較為簡單,使用方便,硬件設計 比單片機簡單,幾乎所有的工業(yè)控制都能用到,比如可編程邏輯控制器PLC。其中的總線控制器總線控制即集中控制方式,即有集中的F與F1,有人工與/或 自動控制方式,例如總線控制器主要包含總線控制總線!Fn,Fnl, Fnx, Fn2, Fn3, i^ny···統(tǒng) 稱標號為Fl},包含導線回路與/或機械回路(例如管路內的能量、熱能與機械力的傳遞,回 輸,回授等),傳感器、執(zhí)行器;?由工業(yè)控制器與/或PLC,或工業(yè)控制器,微機,MCU,DSP 或程控器或F發(fā)出控制指令,通過總線控制總線,執(zhí)行器,完成控制功能,總線控制方式,包 含電控與/或機械控制,包括溫度傳感器,如感溫包,熱敏元件,熱敏電阻,熱敏晶體管,熱 電偶等與溫度敏感的元件測量溫度,用壓敏元件,如壓力傳感器,壓力閥,可控壓力閥(電 控或機械控制),過壓保護閥,過壓截止閥,壓敏電阻,半導體壓敏傳感器等感知,測量工況 參數,并傳遞至F,由執(zhí)行器,如機/電控制器,繼電器,截止閥,泵,電機等控制整個系統(tǒng),總線控制方式的優(yōu)桌是可控制參數多,系統(tǒng)簡單,控制線相對較少較集中,如時分制控制與機械控制,通常最少可只需要一個電回路與/或一個機械回路,較全面,性能好, 且成本低,控制系統(tǒng)可有幾種形式,統(tǒng)稱標號為F 人工與/或自動控制方式,總線控制器 (工業(yè)控制器與/或PLC等),本發(fā)明涉及方法和產品,裝置及用途。輸入和輸出各種能量,通過人工控制與/或自動控制,選擇適合的輸入和輸出或 組合排列能量,當通過控制系統(tǒng),即人工控制與/或自動控制,使各能量及系統(tǒng)之間達到最 佳發(fā)揮及組合最佳效果,例如空氣熱能大時(溫度較高或較低時,較水源溫差更大時),空 氣熱與水源熱之間獲得比單純水源溫差更大的溫差能和總能量,來源極為廣泛,無處不在 的兼價淺層低溫地熱源與水源熱的組合,水源溫差能發(fā)電前后的多次發(fā)電…等,熱能,溫差 能,水能,空氣能,太陽能,風能,燃料熱能,余熱,附注中的能源,及本發(fā)明能源編號 N26的能源,…,都可以由總線控制器,即集中控制方式,通過人工與/或自動控制方式,選 擇能量最大化,最優(yōu)化,選擇不同的能源輸入與/或輸出方式完成??刹幌挠袃r能量,能量本身不消耗弗用,用于低成本能源,電力,熱量,制冷,動 力,運輸工具,設備等廣泛用途,根本介決能源、環(huán)保問題。屬于可循環(huán)再生環(huán)保能源,涉及在有能級差、能量差、溫差的能源獲取,高性能熱 機,涉及可循環(huán)再生,環(huán)保能源、電力、固定動力、可移動動力的方法和裝置及用途。本發(fā)明方法和裝置及用途是一個經過優(yōu)化、組合的優(yōu)化系統(tǒng)的集合,本發(fā)明可從 根本上介決人類低成本獲取可完全循環(huán)再生,環(huán)保能源的問題??墒谷祟惸茉础㈦娏Ψ浅=洕財U容90% -300%。以上溫差發(fā)電量與效率數據,經過經典、嚴格、科學的工程設計與計算,以及部分 工程模擬實驗,具有一定程度的可靠性與準確性。本發(fā)明文中提及的方法,包含其中的一個與/或多個方法,以及各方法間的排列
組合,本發(fā)明文中提及的裝置,包含其中的一個與/或多個裝置,以及各裝置間的排列 組合,本發(fā)明文中提及的用途,包含其中的一個與/或多個用途,以及各用途間的排列
組合,本發(fā)明文中提及的原材料、工質,包含其中的一個與/或多個原材料、工質,以及 各原材料、工質間的排列組合,本發(fā)明文中提及的工質管路管道,包含其中的一個與/或多個工質管路管道,以 及工質管路管道間的排列組合,本發(fā)明包含符合獨立權利要求六類組合方式及它們的排列組合即至少符合獨立權利要求的六種組合方式的相關的內容,以及相關的內容的排列
組合,本發(fā)明本發(fā)明包含六類組合方式的內容,以及相關的內容,以及相關的內容的排 列組合,并在系統(tǒng)集合中相互關聯。本發(fā)明文中提及的能源,包含其中的一個與/或多個能源,以及各能源間的排列 組合,可以使用本發(fā)明附注中能源編號為W N26的各種能源,能源組合分組編號為AL··· 沈的各種組合與可產生排列組合的結果,m 擬6編號的能源排列組合結果,慨括為AL··· 沈,或Σ Al126,能源編號中的能源及說明書中提及的一切能源、水源能、空氣能、地熱能與其它能源…,各種能源間,根據已有技術與本發(fā)明說明書,都可以相互轉化,例如熱能轉化為 動力能,動力能轉化為電力,電力轉化為光,熱,動力,光電轉換…,都是相關聯的,而在本發(fā) 明中,各種熱能源的組合,更可直接利用其熱能,都是相關聯的,只須按總能量最大,總溫差 最大,利用最直接,最方便,最就近,最實用,最經濟,就可以及予以確定,排列組合的結果, 一個普通的掌上計算器可給出結果,是已有的普通數學問題?;虬ㄖ辽僖环N或多種工質R744與/或其它工質,或包括至少一亇或多個微(管)通道與/或常規(guī)管道,或工質管路管道,或換熱 器,或平行流微(管)通道或平板微(管)通道,或平板通道…,可大幅降低成本,本發(fā)明的通道主要指的是熱交換器,管路管道等,因為它們是承受壓力的主要部 件,也包含其它整系統(tǒng)的部件,如熱機,熱泵,壓縮機,輸液泵,毛細管,節(jié)流閥,壓力閥,及一 切與水,液體通道,或水,液體壓力有關的另部件,本發(fā)明高效多功能能源系統(tǒng)集合,或者包 含至少一個熱泵熱機系統(tǒng)RBX。本發(fā)明設計的熱機系統(tǒng)RX,經過全面優(yōu)化設計與集合,并主要使熱機系統(tǒng)完全適 合于所選用的低溫R744制冷劑,除了優(yōu)良的熱/機械轉換效率外,全面徹底地介決了以下 多方面關鍵問題環(huán)保0DP = 0,GWP = I為最優(yōu),臭氧破壞為零!溫室汽體增加為零!對于 超大規(guī)模的能源工業(yè)等廣泛用途,完全環(huán)保、無毒性、可靠性、安全性、無易燃易爆,工業(yè)實 用性、經濟性、商業(yè)、利潤率等是頭等重要的,是其它任何制冷劑無法相比的,只有這樣才可 能得至大規(guī)模的利用發(fā)展,特別適合于水源熱能坊合,如發(fā)電,動力,能源等。涉及超大規(guī)模的能源工業(yè),及商業(yè)、民用、軍用等,其使用規(guī)模量將是所未有的,本發(fā)明方法和裝置,是一個經過優(yōu)化、組合的系統(tǒng)集合,優(yōu)化熱源組合、提高總能 差組合、提高吸熱效率、設計優(yōu)良的高性能熱機,提高熱機效率與多種優(yōu)勢、選取適合本發(fā) 明熱機使用的、全環(huán)保、高安全、經濟的制冷液、優(yōu)化系統(tǒng)參數……發(fā)明內容方法有,非常高效率、經濟地利用低溫差能源、能級差能源,用以產生電 力、動力等,并可產生千萬千瓦級以上的能源、電力,以及構造相關裝置,能源自身完全無弗 用支出,完全可循環(huán)再生、環(huán)保,完全能量守恒。發(fā)明內容方法有,提高能源的收集、轉化、發(fā)電等的經濟性,降低成本,提高技術性 能,安全性,環(huán)保性能,可靠性、工程可實施性。包含溫差在0. 5 °C 20 "C 或 20°C 60 "C 或 60°C 98 "C 或 98 °C 250 "C 或 2500C _550°C或高溫550°C -5000°C范圍的的各種中、低、高溫溫差能源或余熱用于產生能 源、動力、發(fā)電利用,如地熱源、太陽熱能、太陽聚焦熱能、其它熱能等??裳h(huán)再生,環(huán)保能源、電力、固定動力、可移動動力的可靠方法。以下是發(fā)明內容的較具體的說明特別是0. 5°C 20V或20°C 60V或60°C 98V溫差能利用,如下所述,可高效 地輸出巨功率,如水溫差發(fā)電。本發(fā)明在水力發(fā)電站中,結合多種熱源,通常較多利用的溫差能范圍0. 50C _550°C,通常是僅8°C 10°C,10°C 12 "C,12 °C 15 "C,15 °C 18 "C,18 °C 20 "C,20 °C 24 "C,24 °C 28 "C,28 °C 32 "C, 32"C 36°C,36 V 40°C,40 V 45°C,45 V 50°C,50 V 55°C,55 V 60°C,60 V 65 V,6570 V,70°C 75 V,7580 V,8590 V,90°C 99 ,0. 520 V或 20°C 60 V 或 60°C 98 V 或 98°C 250 V 或 250 V -550°C 或高溫 550 V -5000 V 或 0. 5°C 550°C的溫差能,一種高效多功能能源系統(tǒng)集合,本發(fā)明方法和裝置其特征在于本發(fā)明熱機發(fā)電 系統(tǒng)裝置,用于水力能與溫差能雙能,產生發(fā)電與/或動力輸出,設計整個電站,發(fā)電功率 (或動力)為原水電站的101% -750%,通常僅15°C的溫差能,為450%,具備其它條件時, 最高可達750% 1389%,在利用相同的水資源條件下,獲得令人驚奇效果,具有巨大的經 濟、商業(yè)、環(huán)保、減排放、社會效益。發(fā)明內容方法有,利用原來已有設施、設備,在原來已有設施、設備基礎上建造或與原設施、設備同 時設計建造之系統(tǒng),大幅提高原設施、設備的利用、能源、電力產出率,可以使之成本大為降 低,更適合工業(yè)實用性。例如,在原有水力發(fā)電站基礎上建造或與水力發(fā)電站同時設計建造 之溫差發(fā)電與水力發(fā)電的雙發(fā)電系統(tǒng),可大為減少基建設施、電廠設施的每千瓦單位投資 成本。本發(fā)明發(fā)電裝置的每千瓦(時)成本與火電比較,電價運行成本為火電成本的1/3-1/10 !建造總成本為1/2-1/3。與水電比較電價運行成本為水電成本的1/2-1/5 !建造總成本為1/2-1/5,本發(fā)明可與水力發(fā)電站同時設計建造或在原有水力發(fā)電站基礎上建造。在有水位落差的水源中,例如水庫、水電站,其它江、河、湖等,完全不使用抽水泵, 使溫差發(fā)電效率遠大于海水溫差發(fā)電的30%。設計輸液泵約耗用0. 2 % 5 %系統(tǒng)輸出電力,所發(fā)電力幾乎95 % 99. 8 %以全 部用于輸出供電,綜合評價、其經濟效益、安全、可靠性、環(huán)保、成本、設計、施工建造、工程可實施性 等各個方面均遠優(yōu)海水溫差發(fā)電。特別由于水電站均設有多道防波提,相對海上的狂風巨 濤,工程、技術及施工、維護、補給要容易得多。(詳參下述熱機或熱泵系統(tǒng)構成,及實施例一
等) ο當同時采用了水溫差能或與空氣熱源組合時(尤其當空氣源溫差大于水溫差能 時),較單一水力發(fā)電,提高至約500% -1389%的總電力輸出!顯然,具有巨大的經濟、商 業(yè)、環(huán)保、減排放、社會效益。水源組合能源及可優(yōu)化結合水源的能源有,水源結合空氣源,太陽聚光陣能源,太陽熱能,淺層低溫地熱源(或其它熱源),或 水源分別結合前述幾種能源,或空氣源與淺層低溫地熱源同時結合水源,或前述任意組合 排列多種組合方式(見以下詳細組合排列),分別再次結合水源多次發(fā)電(或產生動力、能 源)空氣熱能(可以包含太陽熱能,太陽聚光能,及本文中提及的各種熱源),采用本 發(fā)明能源編號W 擬6的能源,以及能源組合的分組編號為,的組合(P),除了性能 外,一個重要因素是,就近方便地獲得高性能能源,空氣熱源,除了能源巨大之外,還有無需 能源弗用和各種限止,例如,在使用本發(fā)明高效率的熱機系統(tǒng)時,以及喇叭口迎風管(P35), 由于可高能效比地吸收周圍巨大空間的空氣熱能,并不斷有不同比重的空氣補充,但是它 缺少、難以在就近找到不同溫度,能量大,且溫差大的兩個空氣熱源,即同時、就近存在一個冷端源與另一個熱端源。但是,空氣熱能與水源溫差結合使用,總是會有較大的,溫差范圍 不小于8°C 65°C的溫差能,通常多為10°C 65°C的溫差能!主要是因為水源不有不同的 溫度層面,空氣溫度總是能找到不小的溫差,當空氣溫度上升較高,如25°C 65°C時,或下 降至5°C -50°C時,對水溫差都顯著減大,因為水溫度范圍一般在,上層25V 0°C,下層 在5°C 15°C,空氣源與水源總有較大的溫差能可用,水源熱能量、熱容量特別巨大,且與 空氣源間的溫差較大,并可不分晝夜與季節(jié)地保持與水源熱間總有溫差能可利用。又如,當 水源與空氣源溫度下降時,如空氣溫度下降至5°C -50°C時,水溫度范圍在0°C 5°C,或 5°C 10°C,它們與地熱,淺層地熱,恒溫層地溫熱能,(或其它熱源)的溫差反而上升了,水 溫差在各季節(jié)較為穩(wěn)定,有一定恒溫性,且上下層有不同的溫差。獲取空氣熱能的優(yōu)化方法,參見喇叭口迎風管(Ρ35),Ρ2548微(管)通道(或稱 微通道、微管通道),熱交換器之后說明。水溫差剩余能源與其它剩余能源多次發(fā)電、產能(或產生動力、能源)而且水源利用前后,可以多次發(fā)電、產能,例如水電水庫中發(fā)電前的上、中、下層的 不同溫度與空氣熱配合產生的不同溫差,可以分別發(fā)電,水力發(fā)電后,或溫差與水力雙發(fā)電 后的出水(即經過水溫差發(fā)電的,冷熱水調合至中間溫度,或同時再經水重力發(fā)電的水), 仍可再次發(fā)電水溫差剩余能源組合能源,水源溫差剩余能源結合空氣源,太陽聚光陣能 源,太陽熱能,淺層低溫地熱源(或其它熱源或本發(fā)明能源編號為W-擬6和能源組合AL··· 26的各種熱源),當其它能源溫度高于水溫差剩余能源時,再次發(fā)電后的水溫會提高,反之 下降,這里定義為水溫差剩余能源與其它剩余能源多次發(fā)電、產能(或產生動力、能源), 慨括為剩余能源)優(yōu)勢最簡歸納為A.擴大、提高溫差能量B.增加能量源及總能量C.多次產出能 量,增加能量,D.降低成本E.提高環(huán)保等性能,安全性等F.提高可循環(huán)再生性,G.通用 化,標準化,單元化,模塊化可簡稱為優(yōu)勢A. B. C. D. E. F. G.…,部分能源組合及優(yōu)勢,例如安 全組為Al最高組級別,冷劑完全不用回收,因R744制造產生完全來自于分離大氣,對環(huán)境 C02增加量為零,臭氧破壞為零,溫室汽體增加為零,環(huán)保0DP = 0,GWP= 1(GWP= 1表示溫 室汽體增加為零)為最優(yōu)級,在本發(fā)明改進系統(tǒng)中使用R744,其可靠性、安全性、易燃易爆、 毒性、超低成本、吸熱性能指標、使熱機系統(tǒng)RX轉化效率、其它綜合性能指標、工業(yè)實用性、 經濟性、商業(yè)、利潤率等,均優(yōu)于已有技術中,國內外常用的其它工質,各類優(yōu)勢詳見本發(fā)明 P89-82及其它介紹。同樣原由,可優(yōu)化結合水源的能源有以下鄰近水源的,各種冷端源、熱端源淺層 兼價低溫地熱源(淺層地熱隨處可開發(fā))、恒溫層地溫熱能,太陽熱能,太陽聚光能,以下鄰 近水源的各種熱端、冷端源森林中、森林上的冷端、熱端,(N16).山脊與/或山谷口兩側中 的,陽面,陰面的熱空氣源,冷空氣源,(含空氣高度不同,不同的季節(jié)風流經產生的熱空氣 源,冷空氣源)、高空冷空氣源,與平原、低空之間之溫差能量,陽光玻璃管道,陽光玻璃房… 等,(N17.)大樓,山體,自然物體,高山兩側陽面,陰面的熱空氣源,冷空氣源、等有依托的上 述所有物體之上建造,使用陽光玻璃管道,陽光玻璃房,安裝,使用本發(fā)明太陽能聚光陣列 熱源的陣列單元與/或其它太陽能源裝置,如太陽能熱水器,陽光玻璃管道,陽光玻璃房… 等,獲取熱能。陽光玻璃管道,陽光玻璃房,產生上升熱空氣能,(使用隔熱或雙層真空或雙層玻璃或多層玻璃),管道底部采用可控制進氣量的窗口與/或氣泵,以控制進氣量及管道上的 最高氣溫及氣流量,管道底部涂不反光的黑色涂料,增加吸熱量,其中陽光玻璃房,或陽光 玻璃管道,與住房間還可設一隔熱門及可控風管,或另內設一小玻璃房,可兼作取暖,烘干, 晾曬,曬太陽,居往之用,所有可依托的物體之上,或本發(fā)明列舉的方法和物體之上,包括水 電站,或水源的a,b,c, d的組合展開例安裝位,陽面,陰面的兩個側面之間,或與空氣,或與 水源等之間的溫差能,含陽光照射的陽面,與照射不到的陰面,慨括為陽面,陰面,并同時使 用陽光玻璃管道,陽光玻璃房,安裝,使用本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源的陣列單元與/或其 它太陽能源裝置,如太陽能熱水器,陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,及本發(fā)明提到的太陽 熱能利用方法等,用以取得熱源獲取熱能。有工業(yè)、商業(yè)價值的熱源,如余熱。熱能源高品位回收裝置與方法(含儲能)作為一種熱源,作為能源高品位回收方法,獲取任何一種余熱、弗棄的熱能,最大 熱能回收為原溫度值的85% -99%,理論或極端條件可達99. 8%,例如,原排氣口處的最高 溫度為450°C,視換熱器性能定,回收溫度為449. 1°C 445°C,445°C 382°C !對于能源工 業(yè)有重大意義,可用于任何一種含余熱、弗棄的熱能的坊合與裝置、設施,含天然熱源之中, 作能源高品位回收再利用。改進的變容積式換熱器(參圖12,P71說明)使用熱端進口與冷端出口的交換容積,由小逐漸變大的漸變容積式換熱器,或在 接換熱器之前加入一段小管徑的管式換熱器,或換熱器由小容積串聯中等容積再串聯大 容積,或小容積串聯大容積,各不同大小容積換熱器連接口,具有不同溫度,即變容式換熱, 使排氣逐步降溫,換熱出氣逐步升溫,可獲得最高溫度的回收,即高品位熱能,這是很重要 的能源高品位回收方法,只有高品位能源,才能獲得高效率的功率轉換,例如熱機,或使用 變容積式換熱器,以發(fā)動機為例,發(fā)動機出口處先接入一段管口面積為原排氣管(即消聲 器)1/3 1. 0 (或1/2 1. 0),長度為原排氣管長1. 0 3. 0 (或0. 1 5. 0)的管式換熱 器,而后接入的換熱器單向容積為原排氣管擴容部分的1. 0 10倍,即使排氣總阻力與原 相同,或原總阻0. 3 2. 0之間,熱交換冷端源升溫后的出口,為近發(fā)動機出口處的管式換 熱器,或串入一取隔熱的諧振消聲器(或換熱器),或二個至η個并聯的消聲器,使其第一 個的進氣量傳至η個消聲器的氣量,由F控制,即為可變容積(原理同管笛變容變頻),可 變頻率(使其頻率與排氣頻率諧振)的消聲器,使排氣效率提高,即為變容換熱提供良好 換熱條件,進一步提高換熱效率,本方法可用于本發(fā)明溫差發(fā)電的熱端換熱,冷端換熱,以 及對熱端水,空氣熱源,換熱后未利用完的熱能,以及冷,熱端水(空氣)出口混合熱能的回 收該方法用于火力,核電,熱力發(fā)電站,水泥廠,煉鋼,煉焦,煉油,高溫爐,鍋爐…等所有低, 中,高溫行業(yè)余熱回收,即獲取熱源,將較一般熱能低品位回收利用,效率有大幅提高,用于 發(fā)電時,熱效最大。上述對換熱器的變容積改進方法,可改進的換熱器有改進的平板通道,扳式,可 拆卸扳式,鏍旋扳式,板殼式、扳束體式,扳式體式,管殼式,殼扳式,扳翅式,管翅式,或容積 式等換熱器,或套管式換熱器,作為實施例;可獲得最高溫度的回收,即高品位熱能,方法同 上。例如,將余熱、工業(yè)余熱、弗熱或汽車發(fā)動機排氣口的熱能,通過換熱器的一個通路向空 氣排放,另一個通路則吸進空氣(或水),至空氣出口處的空氣(或水)可獲得的加熱,該熱空氣或熱水,可用于汽車進氣空氣加熱,或熱空氣,熱水作為一種熱源,或向儲熱器儲存熱 能,此時,發(fā)動機等熱源與熱源自身的中心散熱,設置管道外殼(對空氣隔熱)進行散熱,該 外殼散熱管道通,也并入上述排汽排熱管道,與排熱一齊回收,即所有熱能都進入換熱器換 熱,根據各部件對降溫散熱的要求,分換熱器相近的溫度段口進入換熱,以滿足所各部件對 降溫散熱的要求,例如某部件要求溫度120°C,則從100°C左右的換熱器端口進入換熱,所 有回收通道管道,通道均對外界隔熱,換熱器為可拆卸或可清洗,包括本發(fā)明所列明、包括 的所有換熱器,換熱器面積,容積,阻力符合原系統(tǒng)要求,或放有余量。人工冷端利用負壓,使水在-20°C (水中加其它溶介物,如鹽、糖等,降低冰點) 至99°C低溫沸騰蒸發(fā),超細微霧化水,……隨處可開發(fā),低成本的,資源十分豐富的空氣源熱和中、低溫地熱與已有技術不同的是本發(fā)明方法和能源系統(tǒng)裝置,可以經濟地、非常高效率、高 能量密度、大功率地,利用特別低的溫差能源,特別是0. 5°C 20°C或200C 60°C或60°C 98°C的低溫差能源、低能級差能源(可直接利用,在有必要時,可將其轉化為溫差熱能或 其它能源利用),或者與水源溫差能結合,用以產生電力、動力等,可以較高效地、高功率密 度地大功率地利用溫差能源產生電力、動力。熱能范圍為0. 5°C 20°C或20°C 60°C或 60°C 98°C或 98°C 250°C或 250°C _550°C或高溫 550°C -5000°C或 0. 5°C 550°C結合本發(fā)明改進的各種能源將有更大的能量輸出,它們有水源熱同時采用空氣 熱源或地熱能源,或同時采用空氣熱源與地熱能源,空氣源結合水源,或空氣源結合水源多 次發(fā)電(或產生動力、能源)。人工冷端利用負壓,使水在-20°C (水中加其它溶介物,如鹽、糖等,降低冰點) 至99°C低溫沸騰蒸發(fā),超細微霧化水,太陽光聚光陣列熱源,飛輪儲能,而且技術難度并不 太高,是可應用的一種高效率儲能器,高溫儲能器的熱能,容器儲存的熱能水或冰或冰加 水或天然冰季節(jié)冰儲能,高溫儲能器,山脊的兩亇熱、冷端面,高山、大樓等有依托的高空,與平原、低空之 間溫差之冷端、熱端能量,利用宏吸管道大熱容的冷端或(熱)端儲能器…詳見后述。本發(fā)明的熱機系統(tǒng)RX,熱泵熱機系統(tǒng)RBX,獲取溫差能發(fā)電,另一種水溫差能發(fā)電 系統(tǒng),采取開式循環(huán),慨稱為系統(tǒng)ZKX,參P12另一種水溫差發(fā)電介紹。熱泵熱機系統(tǒng)RBX構成(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱泵(或稱汽體增壓泵)一 熱機一(冷端)冷凝器一輸液泵一毛細管(節(jié)流閥)一(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸入端,形成一 個閉合環(huán)路,又例如,在熱泵熱機系統(tǒng)RBX中,由于熱泵有增壓作用,可以使工質連續(xù)單向 化運行,或者可以去除輸液泵,即(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱泵(或稱汽體增壓泵)一 熱機一(冷端)冷凝器一毛細管(節(jié)流閥)一(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸入端,形成一個閉合 環(huán)路,根據設計要求,系統(tǒng)的熱端蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱機之間,可以去除熱泵(或稱汽體 增壓泵),蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱機之間,用液管直接聯接,在汽體鏈路節(jié)桌上,可并聯或串 聯儲汽/液罐,以增加汽壓穩(wěn)定性,并將汽液自動分離,防止液擊,例如在冷凝器至輸液泵 之間串聯或并聯儲液與/汽罐,為提高熱機系統(tǒng)效率,可將熱泵的汽體增壓比P2/P1降低至 1. 0-3. 5,當P2/P1等于1. 0時(高壓P2,低壓Pl),可取消熱泵,有實驗數據表明,此時吸熱 能效比趨于3. 0*1012-3. 0*1014最大值,但如對工質氣體有有增壓,增溫要求,例如工質氣體 要增加1°C 35°C,則仍需保留熱泵。熱機系統(tǒng)需對毛細管(節(jié)流閥)過冷。
本發(fā)明的熱機系統(tǒng)RX構成包含熱端)蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱機一(冷端)冷凝器一輸液泵一毛細管(節(jié)流 閥)一(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸入端,形成一個閉合環(huán)路,當對工質氣體有增壓,增溫要求, 仍需保留熱泵,或RX包含(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱泵(或稱汽體增壓泵)一熱機 —(冷端)冷凝器一輸液泵一毛細管(節(jié)流閥)一(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸入端,形成一個 閉合環(huán)路,一亇完整的系統(tǒng),RX或者可以去除輸液泵,即或者可包含熱泵。缺少熱交換器例如缺少熱端)蒸發(fā)吸熱器與/或(冷端)冷凝器與/或輸液泵與 /或毛細管(節(jié)流閥)的單一膨脹動力產生器的熱機部件,則稱為熱機。本發(fā)明的熱機系 統(tǒng),稱為熱機系統(tǒng)RX、RBX,其它非本發(fā)明的熱機系統(tǒng),統(tǒng)稱為熱機系統(tǒng)。輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán)熱機中的熱能,及經冷端冷卻后,液管中末完全利用的熱能,經熱機一(冷端)冷 凝器一輸液泵一毛細管(節(jié)流閥)重新回授至(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸入端,再次被利用,并 提高效率與能效比C0P,或由水,液,工質管路,或與下述包含在總線控制總線中相同的多種 回路,構成包含至少一亇或多個輸出能量與輸入能量之間的反饋回授環(huán)3或4或5 (系非 總線控制通路),或經由包含在人工控制系統(tǒng)與/或自動控制系統(tǒng)F與控制線Fl中,或包 含在總線控制總線{FnJnlJnxJr^Jr^Jny···}電回路中的電能回輸回授與/或(機 械回路的液體管路汽液能量回授,或機械回路通過動力傳遞回授),構成能量再利用反饋回 授環(huán),在一亇能源系統(tǒng)間,或多個能源系統(tǒng)間,構成輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán)(參圖 7-9)。本發(fā)明熱機系統(tǒng),它包括至少一亇或多個過壓保護閥,置于熱機系統(tǒng)、工質管路通 道、熱交換器等處,輸液泵,或系統(tǒng)所有通道元件上,在過壓時泄放工質,或由F,Fl控制的 可控壓力閥,提前泄壓,,提高安全系數。在本發(fā)明專門優(yōu)化設計的熱機系統(tǒng)中,通過大量的方案試驗與參數設計,反復兼 顧,熱機系統(tǒng)設計并使之適合選用的R744,系統(tǒng)表現出最優(yōu)良的性能換熱器上下高度內 的最高平均溫度約23°C,此時的最大壓力為61. 44bar,與使用R410A的42bar僅相差1. 46 倍,在制造上不存在困難,(熱機轉換效率高,輸出功率大)熱機的效率達極大值,選用適合 使用的低溫R744制冷劑,除技術性能外,臭氧破壞為零!溫室汽體增加為零!對于超大規(guī) 模的能源工業(yè)等廣泛用途,完全環(huán)保、環(huán)保ODP = 0,GffP = 1為最優(yōu),無毒性、可靠性、安全 性、無易燃易爆,工業(yè)實用性、經濟性、商業(yè)、利潤率等是頭等重要的,是其它任何制冷劑無 法相比的,只有這樣才可能得到大規(guī)模的利用發(fā)展,特別適合于水源熱能坊合,如發(fā)電,動 力,能源等。設計熱機的P2/P1 = 1. 0-100,P2-P1 = 0. l_250bar,熱機系統(tǒng)需對系統(tǒng)及毛細管 (節(jié)流閥)過冷,即用熱機系統(tǒng)中溫度最低的管路段,引長并與毛細管(節(jié)流閥)并行焊接 過冷,向毛細管(節(jié)流閥)吸熱,或用水源冷端吸熱! (P23過冷方式)。熱機輸出動力軸與發(fā)電機軸相聯帶動發(fā)電機,可用發(fā)電輸出電力。帶動發(fā)電機的熱機用于發(fā)電,使用于用電均合。高效率低溫差熱機系統(tǒng),在熱源使用外界熱源時(非人工制造的熱源),由于熱機 吸取僅4. 7%的能量(冷端與熱端溫差為Δ 1 時),其余熱量能均回流至蒸發(fā)吸熱端。而 吸熱端吸收的熱能能量對于熱泵的耗能而言,也僅為總循環(huán)可獲得至少1. 1_3.0*1012 !倍的功率增益。通常比較容易獲得50-3. 0*10"倍功率增益。而當吸熱循環(huán)系統(tǒng)已吸入蒸發(fā) 吸熱器內工質汽體的熱能溫度增溫趨向設計范圍=-20K-0. IK時,該系統(tǒng)的吸熱能效比可 達3. 0*1012 (當熱泵的高壓P2-低壓Pl趨向零或最小值時,系統(tǒng)不采用增壓壓縮機,即節(jié)流 閥輸出的工質液體氣化吸熱后,可以不使用增壓壓縮機),熱機效率η I (Δ15Κ) = 1-Ta/Th =4.7%,Ta是冷端絕對溫度,Th是熱端絕對溫度,該(Δ15Κ)是外界熱源的熱端與冷端的 溫差值。特別是使用水源熱能,并且不采用水泵時,整系統(tǒng)效率可達最大值。(例如水源存 在位差能,冷熱端水源自動流動時,而當耗能的工質液體輸液泵由系統(tǒng)發(fā)電供給時,系統(tǒng)為 一個‘無能耗’的能源供給器,它消耗的僅為自然界中無窮盡的溫差能,就如同水力發(fā)電一 樣),熱機系統(tǒng)需對毛細管(節(jié)流閥)過冷,工質液體輸液泵耗用整系統(tǒng)約0. 2% -5%的能 量,即熱機系統(tǒng)RX對總發(fā)電量的利用效率為95% -99. 8%,遠高于海水溫差發(fā)電的30% !在溫差Δ 1 條件下原水電站壓頭100米,(高的可達200米壓頭,水溫差也更 大),由本發(fā)明溫差發(fā)電可增加3. 845千瓦時,連同原水力電1千瓦時,共發(fā)電4. 845千瓦 時,即發(fā)電量為原來的484.5%!獲得令人驚奇的技術與經濟效應,熱機效率η|(Δ15Κ) =1-Ta/Th = 4. 7%,蒸發(fā)吸熱 η = |3. 0*1012。將熱能轉化成動力的熱機系統(tǒng)與熱機種類本發(fā)明中,熱機系統(tǒng)與熱機也可使用包含本發(fā)明中提及和其它任何一種或多種熱 機,鏍捍膨脹機,汽輪機,汽動機,汽馬達,透平機,外燃機,內燃機,蒸汽機,如斯特林熱機, 布雷頓循環(huán)熱機,…等。如用于發(fā)電,本發(fā)明熱機動力軸帶動發(fā)電機發(fā)電。本發(fā)明優(yōu)化設計的熱機系統(tǒng)RX、RBX中,設計并使之適合于熱機系統(tǒng)RX、RBX使用低溫R744制冷劑,大幅改善整個 熱機系統(tǒng)的效率,完全環(huán)保、環(huán)保ODP = 0,GffP = 1為最優(yōu),無臭氧破壞、無溫室汽體排放、 無毒性、安全性屬Al級,工業(yè)實用性高、成本低,且R744的價格僅為的1/30-1/50 ! 對成本控制意義重大,總體性能價格具極其明顯的優(yōu)勢。適合于水源溫差源,在水源熱能發(fā) 電、動力、能源的應用,控制熱端熱交換器的平均水深,水源溫度一般不超過30°C。但若跨臨 界使用,則溫度使用范圍可達_56°C 800°C !且高度安全這是其它工質不可相比擬的,上 述問題在世界規(guī)模級應用是扱為重要的。國際上,海水溫差發(fā)電,均采用R717 (氨氣ammonia),但存在安全性屬B2級,有毒、 易燃、易爆炸,而通常的熱泵在使用R744時遇到的問題是,處于跨臨界循環(huán)使用,高壓P2將 達160-170bar !而且能效比也不高。在本發(fā)明優(yōu)化設計的熱機系統(tǒng)中使用R744,換熱器上下高度內的最高平均溫度約 230C,此時的最大壓力為61. 44bar,與使用R410A的42bar僅相差1. 46倍,在制造上根本不 存在困難,若使用其它各種工質熱機內部高低壓差P2-P1,僅1-18. 6bar,為目前的正常范 圍(相當于R410A的P2高壓42bar的壓力工作范圍,故而工程上并無太大難題。)在本發(fā)明優(yōu)化設計的熱機系統(tǒng)中使用R744,克服了其在通常熱泵應用中壓力高達 160-170bar,效率不高的缺陷,完全避開了 R744在跨臨界使用,使液化條件充分滿足,同時 較高的壓差P2-P1為18. 6bar,使熱機處于最優(yōu)的熱能一機械能轉化工作條件,并對毛細管 (節(jié)流閥)過冷,效率達最大值,并得到全面環(huán)保,安全,毒性等整體性能上的提高。水溫差發(fā)電的溫差,一般僅有12°C _18°C,回熱過冷性能對充分液化,充分汽化,提高吸熱量的影響,直接影響電力輸出效率,故應盡可能提高、改善它的性能,利用較好的回熱器迴路,還可以更多的回收利用熱機未利用的熱能(U)和冷端 水源中的未利用熱能(L4),L3,L4,L5,h回路組成的回熱過冷裝置,即本發(fā)明中另一種能量 反饋回授環(huán)的構成回路,通常熱機低壓輸出端的溫度不會低于L3的尾端,同時L3未蒸發(fā) 時,L3上的溫度并未下降,良好吸收上述兩處熱能,必需構成循環(huán)迴路中的更低溫度的能量 聚集桌,而通常L3尾端的出口直接與Ll入口連接并同時立即吸熱升溫,所以在L3尾端出 口,使其進入一亇對外隔熱的膨脹降壓室h內,使其在h內充分蒸發(fā)降溫,更低溫度的能量 聚集室h,溫度越低,交換吸收熱能的能力愈強,故可使h室的內徑大于Ll的管徑1. 05-100 倍,使h的容積為L3容積的1. I-IO8倍,其出口直徑為Ll管徑,使h室溫度進一步降低,L3, L4,或L5在h室內都得到降溫,另一種方法,可使L3,L4,L5,h都構成在一亇板式換熱器之內,h室容積應滿足上 述要求,L3,L4,L5各自按換熱量要求設計面積、容積、流量設計,對毛細管(節(jié)流閥)過冷,使液化條件充分滿足,同時使熱機處于的最優(yōu)工作條 件,效率達最大值。采用L4與/或h過冷室方法過冷,工質經熱機低壓端出口,經過儲液/ 氣罐CHU,或跳過CHU直接連接至回熱管L4,至輸液泵,經毛細管L3出口,低壓蒸發(fā)的低溫 工質氣體,從毛細管出口 59、69,進入與外界隔熱的過冷室h,h室內的低溫工質氣體,未經 Ll吸熱前聚集一部分冷氣并使h室保持部分低溫能量,并同時向L4與/或L3毛細管過冷 吸熱,或者L5過冷吸熱,使毛細管L3與/或L4,或者L5充分液化,h室內的汽化汽體,經過 510或610管端口進入熱端蒸發(fā)吸熱器輸入端51,61,無L4時,原L4兩端點直通,無h過冷 室時,59與510直通,或69與610直通,無CHU時,原CHU兩端點直接連通,或用水源冷端吸 熱使L3與/或L4冷卻過冷,斷開M,或斷開64桌,在斷開后的管口兩端處,接入L5,h室可以是一個加粗的管道、管路,外加隔熱材料,如泡沫塑料或真空隔熱等。本發(fā)明作為實施例與可組合的過冷方式有(L3必需保有,且本發(fā)明中的單個L3始終表示L3與/或節(jié)流閥三種組合,即個L3 為L3與/或節(jié)流閥的慨括表示。)或L3+L4,或 L3+L5,或 L3+h,或L4+L3+h,L5+L3+h,L4+L3+L5+h,或 L4+L3+L5,或 L5+L3+h,或節(jié)流閥+L4,或節(jié)流閥+L5,或節(jié)流閥偉,或L4+節(jié)流閥偉,L4+節(jié)流閥,或L4+節(jié)流閥+L5,或L5+節(jié)流閥吒,或L3與節(jié)流閥+L4,或L3與節(jié)流閥+L5,或L3與節(jié)流閥偉,或L4+L3與節(jié)流閥^,L4+L3與節(jié)流閥,或L4+L3與節(jié)流閥L3+L5,或L5+L3 與節(jié)流閥+h,或有用PAI2方式展開過冷排列有(還包括PAI排列組合,略)1. 0. L3,h,L4,或 L5,2. 0. L3+h, 0. L3+h+L4, 0. L3+h+L5, 0. L3+h+L4+L5, 0. L3+h+L5+L4,3. 0. L3+L4, 0. L3+L4+h0. L3+L4+L5, 0. L3+L4+L5+h, 0. L3+L4+h+L5,
4. 0. L3+L5, 0. L3+L5+h, 0. L3+L5+L4, 0. L3+L5+L4+h, 0. L3+L5+h+L4,5. 0. h+L3, 0. h+L3+L4, 0. h+L3+L5, 0. h+L3+L4+L5, 0. h+L3+L5+L4,6. 0. h+L4, 0. h+L4+L5, 0. h+L4+L3, 0. h+L4+L5+L3, 0. h+L4+L3+L5,7. 0. h+L5, 0. h+L5+L3, 0. h+L5+L4, 0. h+L5+L3+L4, 0. h+L5+L4+L3,8. 0. L4+L3, 0. L4+L3+h, 0. L4+L3+L5, 0. L4+L3+h+L5, 0. L4+L3+L5+h,9. 0. L4+h, 0. L4+h+L3, 0. L4+h+L5, 0. L4+h+L3+L5, 0. L4+h+L5+L3,10. 0. L4+L5, 0. L4+L5+L3, 0. L4+L5+h, 0. L4+L5+L3+h, 0. L4+L5+h+L3,11. 0. L5+L3, 0. L5+L3+L4, 0. L5+L3+h, 0. L5+L3+h+L4, 0. L5+L3+L4+h,12. 0L5+h, 0. L5+h+L3, 0. L5+h+L4, 0. L5+h+L3+L4, 0. L5+h+L4+L3,13. 0. L5+L4, 0. L5+L4+h, 0. L5+L4+L3, 0. L5+L4+h+L3, 0. L5+L4+L3+h,其中0,L3,h,L4,或L5,表示0方案,有L3,h,L4,或L5四種過冷方式,或關系, 其它略。本發(fā)明中的所有PAI2,PAI排列組合的最小單個展開例,每一最小的展開例中,如 a+b+c+d,Nl+N2,L3+L4等,的字母,數字排序先后,可理介為排序重要性的先后,即在先的較 重要于,或并列于其后的,但排列組合編號1-13等無輕重先后之分。上述所有實施例慨括為0,P,Q,L3+f(L4, L5,h,節(jié)流閥),f表示組合函數關系, 0,P,Q,三種方案展開略,通常P方案要求最小尺寸與重量的回熱方案,即可采用板式換熱 器構成回熱過冷器,0,Q方案也可采用,用管路平行焊接成本較低,調正也容易。上述組合例,可使用于本發(fā)明中所有需要排列組合的實例??刹捎迷跓釞C動力軸封殼內,施加62_6;3bar的P3壓力平衡,使P3 >P2,防止泄 漏,加P3壓力后,熱機性能主要需考慮壓差P2-P1值。在設備中液體、氣體通道范圍內安裝過壓閥,通過控制系統(tǒng)F,Fl以及壓力監(jiān)控儀 表,報警器,可控壓力閥等,提前釋放過壓能量,可確保高度安全。R744的安全組為Al最高組級別,冷劑完全不用回收,對環(huán)境C02增加量為零,臭 氧破壞為零,溫室汽體增加為零,環(huán)保ODP = 0,GWP = 1為最優(yōu),在本發(fā)明改進系統(tǒng)中使用, 其可靠性、安全性、易燃易爆、毒性、超低成本、吸熱性能指標、熱機熱能轉化效率、工業(yè)實用 性、經濟性、商業(yè)、利潤率等,均優(yōu)于已有技術國內外常用的其它工質。水溫差發(fā)電的溫差,一般僅有12°C _18°C,所有涉及傳熱效率與熱能轉化效率的, 工質特性,換熱器效率,回熱過冷性能對液化,汽化吸熱性能的影響,都對電力輸出效率影 響很大,故應盡可能提高、改善它們的性能,以下對工質選用,換熱器的選用,回熱過冷性能 的提高,以及整亇系統(tǒng)各部件的改進作進一步描述,選用的R744,使本發(fā)明系統(tǒng)的管道、換熱器的流通面積可減小到相當于其他工質 系統(tǒng)的1/8,降低同比成本,減小裝置的重量、體積在本發(fā)明中,所有種類的換熱器有效換 熱面積,將在相當于其他常規(guī)換熱率設計的1/8甚礎上,再擴大有效換熱面積為1.02-10 倍,阻力可減小至1/1. 02 1/10,進一步提高總換熱效率與系統(tǒng)效率,對于微通道,平扳 換熱器等及改進的微通道,平扳換熱器等,當使用R744工質時,擴大面積就特別經濟,使 熱機、壓縮機、換熱器內管道的流通面積至1/8,和管道的芯體體積縮小,裝置的重量減輕, R744系統(tǒng)的工質容積流量,熱機排氣量可減小到相當于其他工質的1/8,這樣使得熱機、壓 縮機的尺寸、閥門與管道的流通面積比一般系統(tǒng)的小得多。所選用的R744的單位容積制冷量相當大,如飽和溫度0°C時分別R12和的8倍多!比大部分制冷劑有更小的液體粘性和較大的液汽密度比,使壓降成為一個優(yōu)勢,換 熱系數與傳統(tǒng)的CFC和HCFC相比高得多,使所有通道部件,如壓縮機、換熱器、熱機、熱泵、 輸液泵等和管道的芯體體積縮小,此外,放熱過程中工質與熱源之間的溫差較小,使溫差的 不可逆?zhèn)鳠嵋鸬膿p失減小,微通道在單位體積空間中提供更大的接觸面積,更大限度地 減小換熱器的尺寸,從而減小裝置的重量、體積,因而與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,系統(tǒng)管道、換熱器同 比流通面積可減小到相當于其他的1/8 (說明書中及P28,所有換熱器種類與管路通道),系 統(tǒng)的熱機、壓縮機容積流量,排氣量可減小到相當于其他的1/8,相熱機性能也得改善。改進的微(管)通道(或稱微通道、微管通道)(及說明書中及P28,所有換熱器種類與管路通道)微(管)通道用薄的管壁可以承受更高的運行壓力P = 1/4 Jid2 (表面受力F—定 時,壓力與通道內徑d2反比)。例如在設備中液體通道的微(管)通道,內徑0.8mm,壁厚 0. 3mm,已可以承受高達140bar的運行壓力,本發(fā)明熱機系統(tǒng)中使用R744工質,換熱器上下 高度內的最高平均溫度很少有超過23°C的,此時的最大壓力為61. 44bar,與使用R410A的 42bar僅相差1. 46倍,在制造上不存在困難,根據總功率與壓力的不同,微(管)通道設計 范圍為內徑0. 05-100mm,管壁厚0. 05_500mm,是多根細管并聯使用,根據性能和需要,可將 R744的微(管)通道的內、外面積擴大為常規(guī)液管相應有效面積(或等效熱交換面積),在 1/8甚礎上,再擴大的1. 02-100倍(總換熱面積),可大幅擴大工質與熱源的熱交換接觸面 積的優(yōu)勢,由于大為擴大內外交換面積,提高熱換面積,為增大流通量創(chuàng)造條件,可提高微 通道管的總截面積,流通量,即同時增加流通量,阻力可減小至1/1. 02 1/100,(如使用 R744,常規(guī)工質R12和R134,R410A···等),所以熱、冷端交換器的尺寸可大幅減小,微(管) 通道與/或常規(guī)管道,或平行流微(管)通道或平板微(管)通道,或平板通道等,均是熱交 換器,可用于冷凝器、蒸發(fā)器等用途,適合于本發(fā)明水源熱交換使用,本發(fā)明中使用的熱交 換器,即換熱器,包含工作于100°C -450°C,450°C -850°C,850°C -1200°C高溫的熱交換器, 換熱器,其技術為已有技術,本發(fā)明的改進利用已有技術進行改進。其中,平扳式熱交換器,屬封閉式換熱,且體積小,便于更換,便于清潔或溶以清洗 溶劑或酸、堿水溶劑強化清洗。改進的平行/小夾角平扳式微通道,(即平扳式微通道熱交換器)管道的流通面 積可減小到相當于其他的1/8(及說明書中及P28,所有換熱器種類與管路通道)改進的平 行/小夾角平扳式微通道,與管式微通道原理相同,管道內工質運行壓力P = 1/4 π d2 (表面受力F —定時, 壓力與通道內徑d2反比),減小(每單個)通道內徑d,將普通平扳熱交換器或普通熱交換 器(每單個最小的)通道截面積減小,并使各個平扳間或上下兩扳間的波紋通道改為相互 平行或近于平行的通道,使原波紋通道相互90°垂直的夾角改為89° 0°,慨稱為平行 /小夾角平扳波紋微通道(或者使原波紋通道相互90°垂直型的平板通道截面積減小),分 隔成多個相互平行/小夾角的小管道,小通道,減少結垢,可減小阻力,使每小(每單個最小的)通道的截面積減小,即可加強承 壓力,同時,波紋通道夾角減小,增加了上下波紋板之間的釬焊接觸面積,增加釬焊的焊接面 積,即增加同等厚度板材的耐壓力,更重要的是降低同比成本,降低同比體積,重量,及有利于防止結垢,與方便清潔洗,即擴大的耐壓力倍數-i/減小至面積值,如將截面積減小至 1/10,則耐壓擴大至10倍,反之,在達到設計耐壓后,為了換大液體接觸表面積,可進一步 減小每單個小通道的面積,同時用料厚度大為下降(同等高耐壓時),例如S1/S2 = 10/1, 即S2為Sl的1/10截面積,則S2內壓力也減為Sl的1/10,此時管壁厚可降為1/10,例如 IOmm管徑液管,Imm壁厚,最大測試壓力約88bar,降為0. Imm ;0. 5mm降為0. 05mm,可使通 道接觸表面積擴大(根號)V 10 = 3. 16倍!即擴大(根號)V Sl單通道減小倍數,減小通道內 徑d,截面積減小,同時,并增加了液體與管道的接觸表面積,與換熱面積,也相當于降低了 工質的厚度熱阻,避免了粗管通道中心的液體與管道接觸不到,換熱不允分的缺陷,管道的 流通面積可減小到相當于其他的1/8,減輕重量,(及說明書中及P28,所有換熱器種類與管 路通道)降低同比成本至1/6 1/8 (減小單個小通道截面積,使用R744),該減小通道內徑d,減小通道截面積,扳材同比耐壓的厚度減小,即擴大壓力為K 倍,其所需的通道截面積至少降至Sl D = ι/κ(為了擴大液體與管道的接觸表面積,可進 一步減小通道截面積,直至不再明顯提高換熱效率為極限,通常取用極限值前的拐桌臨界 值),即指,不減少其截面積,則用料需至少增厚至K倍,此時,由于壁厚用料增加,其熱阻進 一步增加,又要求再度擴大管道面積與用料;減小每單個最小的通道截面積,以及擴大總換 熱面積的方法,與微孔泡沫電池扱扳增大接觸表面積的方法相同。減小每單個最小通道的截面積,使耐壓增加,即擴大壓力為K倍,其所需的通道截 面積至少降至Sl rK = 1/Κ,接觸表面積擴大(根號)ν sIiwattwvfs數,為了擴大液體與管道 的接觸表面積,可進一步減小單個通道截面積,通常取用優(yōu)化極限值前的拐桌臨界值,擴大 工質(水或液)接觸表面積,以及擴大總換熱面積,并使波紋(微)通道平行/小夾角化, 減輕重量,并降低成本的方法,適合于并使用于本發(fā)明所指的所有換熱器種類與管路通道 (水、液、空氣管路與通道),例如將上述方法用于在管道外部相互焊接的管道換熱(多 個小管道并聯),或是平板通道與/或一亇微(管)通道,或改進的波紋平扳式微通道熱 交換器,或常規(guī)管道,或平行流微(管)通道或平板微(管)通道,或平板通道,或改進的 平板通道,扳式,可拆卸扳式,板殼式、鏍旋扳式,史密特扳式,扳束體式,扳式體式,比利時 barriquand,管殼式,殼扳式,扳翅式,管翅式,或容積式等換熱器,或套管式換熱器,或換熱 器,或可拆卸換熱器等,在壓力不大,或降低產品技術要求時,或為成本,或條件限止,(相對本發(fā)明上述改 進方法的產品),可直接使用上述所有換熱器及本發(fā)明提及的換熱器。本發(fā)明熱機系統(tǒng)中使用R744工質,換熱器上下高度內的最高平均溫度很少有超 過23°C的,此時的最大壓力為61.44bar,與使用R410A的42bar僅相差1.46倍,在制造上 不存在困難,為1. 46倍,即將管道截面積減小為1/1. 46,耐壓可提高為1. 46倍,滿足62bar 的使用要求,即當擴大壓力至K倍,其所需的通道截面積至少降至S| FK= 1/K,管道同比 所需實際的流通面積可減小到相當于其他的1/8,使達到擴大交換面積,減小體積,減小重 量,大幅降低成本等目的。這對于大功率,超大功率系統(tǒng)的換熱器Li,L2用料及價格、減小 體積,減小重量,有重大意義,該方法適合于并使用于本發(fā)明所指的所有水、液管路與通道, 這里的管道面積,在截面不是圓的時侯,或不規(guī)則,多邊形,相當于其等效平均的截面積,分 隔物可用波紋狀扳,三角波紋狀扳,圓形波紋狀扳,矩形波紋狀扳,圓管排,其它形狀的分隔物,直接填入各平行扳通道內,或再用釬焊,壓焊,滾焊將它們與各平扳加固,也可以將原平 扳中間大部分面積壓成讓工質液流順利流通方向的波紋狀,即工質液流仍順著異型管道方 向流動,各個層面及上下兩扳的波紋通道改為的管道相互平行或近于平行的小管道,小通 道,將原平行扳上下兩扳的波紋通道改為平行/小夾角化的通道,不易結垢,阻力下 降,而原普通扳式各個平扳間,上下兩扳的波紋通道是90垂直型,易結垢,上下兩塊平扳的 波紋的底、頂相碰,也可將上下兩波紋扳的頂、底相碰后,之外部分的上下兩扳,即兩平扳的 外圍,合并在一個平面上,再用釬焊等方式,將該兩平扳合成一塊,而在板中間留出波紋斷 面的管通道,每兩亇這樣的合成扳之間,形成管通道,增加支承力,或予以釬焊,加固,平扳 外圈四周之部分,仍為平扳狀,或可以減小原平行扳尺寸,或用多個小平行扳微通道并聯或 上述經波紋平扳式微通道熱交換器并聯的方法,構成在外部微通道并聯,或可將并聯的上 述各種多個小平行扳微通道封裝在一個平扳通道之中并聯,上述各層波紋形成的管道是同 方向的,本發(fā)明熱機內壓力多在1. Obar 18. m^ar,或18. 6bar 29bar之間,壓力不大。同樣方法,將常規(guī)管翅片式或其它種類熱交換器的管截面積減小(說明書中及P31,所有換熱器種類與管路通道)本發(fā)明熱機系統(tǒng)中使用R744工質,換熱器上下高度內的最高平均溫度很少有超 過23°C的,此時的最大壓力為61.44bar,與使用R410A的42bar僅相差1.46倍,在制造上 不存在困難,即使用R410A的管面積,減至1/1. 46,即可承壓42*1. 46 = 61. 44bar,已適用 于R744工質使用,由于R744壓力大,相同條件下,并不需額外增加截面積與材料,當然增大 管壁厚度為2倍,也增大耐壓2倍,使外徑不變,向內擴大管壁厚度,則仍可使用原工摸具。同比體積的管內、管外的液體接觸面積大增,熱交換率可提高至85% 99.9%! 較原有技術的80%,可提高24. 87% !單位空間內可安置的熱交換器等效熱交換面積可增 加至110% 450% ο換熱器成本降為1/4-1/7 !重量降為1/8-1/6 !單位空間內可安置的熱交換器等 效熱交換總面積雖然增加,管道的流通面積可減小到相當于其他的1/8基礎上,再增加的 固定成本(增加面積),總成本仍為其它工質條件的1/4-1/7 !并同時多產能源,電方的收 益,獲得更多的能量,這對于大功率能源、動力、發(fā)電具有重大意義,可使能源密度、功率與 效率提高,在上百個換熱器總重量達1000噸至10000噸時,使工程安裝、維護、清潔等容易 實施。單位功率的交換器與壓縮機及整機的尺寸大幅減小,單位功率的交換器與壓縮機及整機的尺寸大幅減小,使單位功率整機強度可大幅 提尚。本發(fā)明中,換熱器即熱交換器,采用不銹鋼或鈦合金或耐酸堿材料制成,可耐酸 堿,有利結垢的清洗。本發(fā)明對通道的改進,包含說明書中及P31,所有換熱器種類與管路通道。水(或液)-液換熱器,增加了水通道的進水,出水端口,代替空氣-液換熱器的風 扇空氣通道,為四個端口,兩個端口為熱源(或水源或液體)的進,出通路端,另兩個端口為 工質(或液體)通道端口,換熱在其內部兩個獨立的通道內進行,與水(或液)_液換熱器 不同,空氣-液換熱器只有兩個端口,為工質(或液體)通道端口,只須將空氣流過換熱器就可以了,水(或液)-液換熱器的優(yōu)點是,其有效內表面積至少為空氣-液換熱器的有效 面積的1/40 1/200,可大大減小體積,降低成本。過濾網本發(fā)明中,在換熱器的進、出水口處,或與換熱器相關的水源中,例 如原水站的濾沙網上,再安裝至少一層或多層的過濾網,其孔徑為0. 005mm-0. 010mm, 0.0IOmm-O.025mm,0.025mm-0. 05mm,0. 05mm0. 15mm,0. 15mm-0.25mm,0. 25mm-0. 5mm, 0. 5mm-l. 0mm, 1. Omm-2. 0mm, 2. Omm-3. Omm ;其透過或 / 水率為 0. 5-0. 7,0. 7-0. 85, 0. 85-0. 98,本發(fā)明選透過或或/水率為0. 85-0. 98,六邊形蜂窩狀網孔透過率較佳,或方形網 孔,孔徑為 0. lmm-0. 2mm 為第一層,0. 05mm-0. 1 (0mm第為二層,0. 005mm-0. OlOmm 為第三層, 分別安裝例如原水站的濾沙網之后層共三層,或在換熱器的進、出水口處,或選三種孔徑中 二種或選三種孔徑中一種;網的材料與換熱器相同。在本發(fā)明熱機中使用微通道,微(管)通道(或稱微通道、微管通道),改進的微 (管)通道(或稱微通道、微管通道)熱交換器,包含說明書中及P28,所有換熱器種類與管 路通道,最適合于本發(fā)明水源熱交換使用,包含海水,與陸上/山脈水源溫差能發(fā)電,使用R744與常規(guī)中、低溫制冷工質,利 用改進的熱交換器,微(管)通道等,可減小換熱器及通道的體積,重量,價格,及環(huán)保,無 毒,安全組別,均優(yōu)于R717工質系統(tǒng)(參Pll 12 本發(fā)明用于海水溫差發(fā)電…及P80技 術改進所介決的問題和取得的效果和用途,產品,方法等優(yōu)勢…說明書其它介紹),對于海 水溫差能發(fā)電具有同樣多的優(yōu)點,可大幅擴大工質與熱源的熱交換接觸面積的優(yōu)勢,由于 大為擴大內外交換面積,提高熱換面積,為增大流通量創(chuàng)造條件,可提高微通道管的總截面 積,流通量,即同時增加流通量,可提高流通量,阻力可減小至1/1. 1 1/100,即同時增加 流通量,在水溫差發(fā)電中,只有小部分轉化為電力輸出,熱交換器中的熱交換能量,約為輸 出發(fā)電能量的約20 66倍,即熱機總效率約為1/0. 05 1/0. 015 !即熱交換器中交換效 率下降,進一步引起總抽水阻力的耗能,巳有技術海水溫差發(fā)電抽水耗能占70% 85% ! 而主要的抽水耗能中85% 90%集中于熱交換器中,可見,增加熱交換器面積,即同時增 加流通量,減少阻力即便使用,減小抽水阻力,可最高釋放的電力為總發(fā)電量的(0. 7 0. 8) X (0. 7 0. 9) X0. 85 = 41% 61% !使用本發(fā)明微(管)通道或本發(fā)明列出的所有形式熱交換器,即可使原海水溫差 發(fā)電輸出效率30%提高至90% 97% !同樣,用于陸上/山脈所有水溫差發(fā)電,發(fā)電輸出 效率提高至95% 99.8%!或85%-95% (低成本系統(tǒng)設計)。使用其它常規(guī)環(huán)保制冷工 質R410A,R12和R134,或其它常規(guī)環(huán)保制冷工質等,有實驗數據表明,也可提高熱機系統(tǒng)的 吸熱效率??諝?水(液)換熱方法使用或結合使用空氣熱能時,將空氣由兩個或一個鼓風機(泵)2315,鼓風進入管 道或空氣室237內,并在置于管道或空氣室內的上部放置淋水或噴霧化水噴頭2310 (例如 KLF-LPMF-0130噴霧器噴頭等),使淋水或霧化噴水2311與空氣直接進行熱交換,吸收空氣 熱能,吸熱后的水,流至自管道或空氣室下部235,由換熱器L傳熱至端口 233,234,可再向 外傳熱,或經2319,2312,抽水至本發(fā)明所有的熱交換器內換熱,再借用231循環(huán)回水(此時231不補水,可在231之上再接一閥2320,向環(huán)內補水),即將空氣熱能換至水源235 (或低 共熔桌水溶液參P35,P78),再以水235進行熱交換,補水口 231,控水閥232,用以補充水的 蒸發(fā)缺損,空氣/水(液)換熱方法,可大量減小熱交換器體積與面積及降低成本,并提高 熱交換效率,通常空氣交換器面積至少為水源交換器的面積約40-200倍之大,其中扳式交 換器體積最小,用料與價格也最少,使用R744工質時,換熱面積可進一步小至其它工質之 1/5 1/8,冷熱水交換都可采用該方法,如另一端為水源,則仍用原水源交換器,如改進的 微(管)通道,改進的平扳式微通道…,與本發(fā)明列出的所有形式等熱交換器與通道,上述 管道或空氣室,可通過淋水量,噴霧量,與空氣流量流速的比例調節(jié),當某定額熱能量的空 氣流量流速時,調節(jié)淋水量,噴霧量至不再增加吸熱量時,即達到臨界最佳值,應在淋水量, 噴霧量該值上、下+-(5% 20% )取值保持足夠的水吸熱與抽水效率,同時不浪費水源,該 水235可在閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)中,經流過2319,2312向外流出,或加入水質凈化過濾器后,再次 進入2317重復使用,或定期換水,空氣溫度低于0°C時,使用低共熔桌水溶液(見附圖23, P35,P78及
等)。低共熔桌水溶液(或加入水質凈化過濾器,或定期換水)空氣溫度低于0°C時,循環(huán)用水(含淋水或噴霧化水)可加鹽溶液,例如加39%的 碘化納NaI水溶液的共熔桌為-31. 5°C,加23. 3%的NaCl水溶液,共熔桌為-21. 1°C,還包 含水與R717溶液,熱交換器鍍鈦防護,或含鈦鋼扳,含鈦不銹鋼板,鈦可以耐強酸強堿及鹽的腐蝕, 應在開環(huán)(非閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng),重復使用水)或閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)中加入并聯或串聯的,已有技術 水凈化處理裝置或本發(fā)明通電去污,高壓水沖洗,去除污染物,該閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)可增加水溫 差中未完全利用的溫差能的再循環(huán)利用,提高能效比,管道或空氣室的全部空氣通道,可以 是水平,垂直,彎曲的,可以是單(管)室或多(管)室的,或串聯或并聯狀,本發(fā)明所有的 熱交換器面積均為有效熱交換面積。喇叭口迎風管可以使用提高空氣交換效率的,可順著風向轉動的,帶大喇叭口的 風管與風向尾翼的迎風管口(或由自動控制系統(tǒng)按風向尾翼測向,風向尾翼上帶有磁鋼C, 磁鋼C方位的改變,其磁場參數影響并傳遞到脈動直流磁場發(fā)生器與其內的線圈L,L給出 相敏信號,由相敏放大器帶動伺服電機或電動機控制方向,簡稱喇叭口迎風管),使其喇叭 口自動迎向風向,可增加所吸收空氣的風量與風壓,喇叭口迎風管或者帶鼓風,排風機控制 風量,上述迎風管口轉動角為0° -185°,當風向變動超過180時,F,F1控制風機反向轉動, 或0° -365°轉動,或全向無限向轉動,一個較好的方案是,其轉動部分僅是迎風管口的外 殼及風機,外殼內的換熱器制成圓形立柱狀,換熱片為水平或垂直設置,換熱器不需轉動, 適用于空氣/液換熱方式,當采用空氣/水(液)換熱,即將空氣熱能先轉為水溫熱能,該 水溫熱能再傳至水/液換熱器,則只須使風管按上述方案轉動。改進的板式換熱器或其它板式換熱器平行流或平板微(管)通道(微通道、微管 通道)所用的微(管)通道可用平行流或平板微(管)通道,可大幅降低成本。采用至少一個或若干個小直徑,小容積壓縮機、熱機并聯的方法,提高抗壓力性 能,同時便于拆卸維修,及使用標準化,通用化的熱機,有利降低成本。根據不同的功率,壓 縮機、熱機的容積流為其它工質的1/5 1/8,直徑為3-106mm之間,同功率直徑減小為原有 直徑的1/1. 05-1/100,實施例為1/1. 5 1/8原直徑。
熱機并聯的方法,各熱機動力輸出一般用機械法并聯,如以各自的輸出齒輪傳遞 至總動力軸上,熱機輸入端為高、低壓工質氣源,通過管道分別對應并聯至各個熱機的高、 低壓端口,各熱機的氣源能量大小,除由各自的L3或/節(jié)流閥控制,過壓閥保護之外,還由 F,Fl監(jiān)控與控制,并在F控制臺上統(tǒng)一顯示、報警。熱機輸出軸可使用單向飛與輸液泵連軸,或控速連軸,或同時對輸液泵加電動機 與控制系統(tǒng)控制液化量。(為擴大溫度使用范圍,在上述所有的相同微(管)通道或本發(fā)明熱機系統(tǒng)常規(guī)液 管中,使用R410A制冷液,與/或R744工質,可以明顯提高熱交換器效率和系統(tǒng)效率。而在 高溫 30°C,低溫源 18°C 時,設計熱端 P2 = 18. 98bar,冷端 Pl = 13. 76bar,P2/Pl = 1.379, P2-P1 = 5. 219bar !熱機的效率達較大值。為擴大溫度使用范圍,在本發(fā)明熱機系統(tǒng)使用常規(guī)通道,液管,同時使用R410A制 冷液,可以明顯提高熱交換器效率和系統(tǒng)效率??墒褂秒p路或多路液管通道,可增加四(多)通閥,用于人工與/或自動控制選 擇,選擇分別或同時使用R744、R41A,或其它兩種以上的工質,以擴大溫度與熱源使用范圍, 以及提高熱效率。本發(fā)明熱機系統(tǒng)RX、RBX,含工質R744,用于海水溫差發(fā)電、動力、能源,環(huán)保ODP = 0,GffP = 1為最優(yōu),臭氧破壞為零!溫室汽體增加為零!對于超大規(guī)模的能源工業(yè)等廣泛 用途,完全環(huán)保、無毒性、可靠性、安全性、無易燃易爆,工業(yè)實用性、經濟性、商業(yè)、利潤率等 優(yōu)于R744,是其它任何制冷劑無法相比的,具有高度環(huán)保及高效率、高強度、明顯優(yōu)于國際 海水發(fā)電的現狀。本發(fā)明系統(tǒng)用于功率0. IPff-IO30瓦的熱機或熱泵系統(tǒng)或單機。上述水力溫差發(fā)電站,或同時采用空氣熱源,或地熱能源,或同時采用空氣熱源與 地熱能源,將進一步明顯提高電力輸出。這里采用空氣熱源,或地熱能源。熱能源為低要 求、低成本的地下熱、熱水或低溫度的蒸汽,或0. 5°C 20°C或20°C 60°C或60°C 98°C 或 98°C 250°C或 250°C _550°C或高溫 550°C -5000°C或 0. 5°C 550°C溫度范圍。在水熱源地就近,開挖不同深度的低成本中、低溫地源井,可取得不同的溫度,再 與水源配合成不同的最大溫差源,可增大或互補充水源溫差能,非常實用經濟方便,也明顯 優(yōu)于海水溫差發(fā)電。正由于系統(tǒng)成功地進行了全面技術設計方案的優(yōu)化、集合,溫差范圍包含在 0. 5 °C 20 "C 或 20°C 60 V 或 60°C 98 V 或 98 °C 250 V 或 250 V -550 °C 或高溫 550°C-500(TC或0. 5°C 550°C范圍這樣寬的溫度范圍均可利用。在全部地熱資源中,這類 中、低溫地熱資源是十分豐富的,遠比高溫地熱資源大得多。因此,與水源,空氣熱源結合使 用時,具有巨大的商用價值和經濟性。因為高溫地熱資源少得多,而且成本,投資也高許多。當空氣源和水源之間溫差大于單純水源溫差時,或同時利用水源熱能或空氣熱能 或地熱能源,或同時利用水源熱能與空氣熱能與地熱能源。同樣,其它熱源和水源溫差大于單純水源溫差時,例如附注中的各種能源、熱源,也可以與水源熱組合使用,或單獨使用。發(fā)明內容方法有,溫差能源經濟地獲取方法,利用原有的設施、建筑物的可依托面(或與之同時設計的)太陽能聚光陣列熱源設施、建筑物、房屋窗玻璃、墻面、陽臺,屋頂、所有外側面,建筑物、山體、地面、其它實體、水 面、…設置聚焦,反光陣列,可使陣列的成本扱大降低,使之實用、商業(yè)化…較小直徑陣列單 元的,對房屋,迠筑物外觀影響較小,例如IOcm 15cm,15cm 20cm,20cm 25cm,25cm 30cm, 30cm 40cm, 40cm 50cm, 50cm 60cm, 60cm 70cm, 70cm 80cmo如用于發(fā)電,將太陽能聚光陣列熱源聚光到本發(fā)明熱機系統(tǒng)熱端,冷端用水源或 空氣源降溫,使用本發(fā)明熱機系統(tǒng)熱機動力輸出軸,帶動發(fā)電機發(fā)電,例如房屋、迠筑物、水 電站山體、壩體、迠筑等,夏季的西、北面等墻面,冬季的東、南、西面,還使用包含太陽能熱 水器熱源,陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,及本發(fā)明提到的太陽熱能利用方法等,用以取 得熱源。其中熱機系統(tǒng)與熱機也可使用包含本發(fā)明中提及和其它任何一種或多種熱機,如 熱泵動力機,斯特林熱機,鏍捍膨脹機,汽輪機,汽動機,汽馬達,透平機,布雷頓循環(huán)熱機, 外燃機,內燃機,或蒸汽機,…等。太陽光聚光陣列熱源每一個陣列單元制成0. OOOl-IO6平方米,制成可拆卸、可拆除、可遷移的塊狀結 構,每一個陣列單元上有多個可轉動反光鏡,均由可轉動長軸,轉輪,與繩連動,由單元控制 器,或F,Fl統(tǒng)一控制,即使之單元化,模塊化,提高強度,有利降低成本。(設計范圍特征)/(!用途權項)陣列單元制成可拆卸、可拆除、可遷移的塊狀結 構,有利于設施的改裝,重建,重組,方案多用,改方案…等。原有的(或與之同時設計的) 設施、房屋窗玻璃、墻面、陽臺,建筑物、山體、地面、其它實體、水面上…,設有使設在設施、建筑物等上的陣列單元可拆卸的對準安裝基座,簡稱對準安裝基座, (它與原設施、建筑物平面相平或稍低或少量突出(如凹或凸出2-10mm),有利于與陣列單 元上的相對應的反方向凸或凹定位座坑對準定位,方便、即插即撥、快速安裝,以少影響原 物為宜),而陣列單元上設有可拆卸安裝端口??刹鹦栋惭b元件以鏍栓鏍母,即插即撥元件、 焊接等公知方法構成。陣列單元的統(tǒng)一控制聚焦,以及可拆卸、可拆除、可遷移的方法,小直徑較通常直 徑l-20m的反光鏡,可降低成本。設立標準(一種兼價、安全、完全環(huán)保、與人類和平共處的巨大能源,完全有此必 要,并推廣本發(fā)明的太陽光聚光陣列熱源)并按標準在設施、迠筑物上預裝,預留對準安裝 基座或孔位,預留可拆卸的對準安裝基座或基座鏍絲,鏍母。自動陽光對焦裝置,各個陣列單元由總控制臺集中統(tǒng)一控制聚焦,可減少成本與 人工弗用,并提高可靠性,使用光相敏功率放大器控制,相敏功率放大器由F,Fl監(jiān)測監(jiān)控,使用光敏元件 (光敏電阻,光敏二扱管等)檢測聚光焦點的光強,作為光相敏功率放大器的相敏信號,送 至相敏功率放大器,F,F1,每個陣列單元之中的若干小反光鏡元,可由一個活動轉軸與/或 機械齒輪與/或不銹綱金屬絲連結小反光鏡元等聯動方法,統(tǒng)一控制方向,這樣每陣列單 元統(tǒng)只須一個相敏功率放大器控制方向對焦、對光,每個反光鏡活動件轉軸心上安裝球形 轉軸,以方便每個對焦反鏡光轉動。每陣列單元上所有反光鏡焦點是一致的,對焦式反光 鏡,因過焦點后遠處散焦,可防止遠處在失焦后的光污染及燒灼物品,較安全,而平行線反光鏡,則光強較均勻,或在焦點上光強均勻分布的。每個反光鏡可由兼價塑料,再生塑料(或金屬)做成下層底盤,上層反光鏡層與 下層底盤,可用塑料或再生塑料,例如,可多采用聚烯烴類與聚烯烴類再生塑料,聚烯烴因 分子鏈上不含水解性基團,故不易發(fā)生水解反應,耐酸,堿性也較好,由乙烯、丙烯、1- 丁烯、 1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯,α -烯烴等,或其它塑料,在上層反光鏡層鍍反 光膜制成反光表層,上層反光表層與塑料(或金屬)下層底盤之間,以可拆卸扣子與扣孔固 定,并以自緊塑料鏍栓,或可鎖定的塑料鏍栓緊固,為了減小老化,可采用塑料鍍金屬外膜 與/或外包密封金屬薄板層的方法,防止水,陽光等的腐蝕、氧化、老化,該塑料鍍金屬外膜 與/或外包密封金屬薄板層應是不銹類材料,如不銹鋼,銅,鎳,鉻,鈦等,另一種簡單方法 為,在不銹鋼、銅或鐵,或它們的再生料片材上沖制凹或凸形加強筋,由于強度提高,在銅或 鐵上鍍不銹類防銹、反光外表層,如鎳、鉻、鈦等,可減少用材量,降低成本,連結反光鏡的繩 用不銹鋼絲,金屬絲,芳綸絲,尼龍絲等繩105,圖10是本發(fā)明太陽能聚光陣列中,每個陣列 單元之中的,其中一個小反光鏡元整體構成圖,可由一個長條活動轉軸108與其相固定的 輪子109 (由鏍絲調節(jié)繩位與反光鏡焦點后緊固,固定),通過滑輪104,106,與不銹鋼絲,金 屬絲,芳綸絲,尼龍絲繩105,繩105通過反光鏡掛繩孔102,1011,與反光鏡聯接,可由一個 長條活動轉軸108,與其它多個反光鏡的繩,通過裝在同一個長條活動轉軸108之上的,與 109相同的輪子,由長條活動轉軸108統(tǒng)一聯動控制一個陣列單元中其它多個,與圖10反 光鏡單元完全相同的反光小鏡元的垂直方向轉動,即其它多個反光小鏡元垂直方向轉動的 繩都與轉軸108相聯動,這樣每陣列單元統(tǒng)只須一個相敏功率放大器與伺服電機/或相角 電機控制多個反光小鏡的垂直方向對焦、對光,108與輪子之間109是相固定的,每個反光 小鏡在活動件0桌轉軸心100上安裝球形轉軸1003即1103 (參見圖10,圖11),以方便每 個對焦反鏡光轉動,111為球軸1103的球軸固定蓋,其與球軸接觸的內側面,有若干個凹陷 小孔,內裝入石墨(或壓低成球狀)或石墨粉末,用以潤滑球軸1103,1010是可以在圖中水 平方向轉動的直柄/或曲柄支桿,與轉軸108相同原理構造,1010也是與其它反光小鏡,其 它多個反光小鏡的立桿,通過繩與滑輪,輪子,與長條活動轉軸1010相連動,一個陣列單元 中通過統(tǒng)一聯動控制的1010與多個反光小鏡的水平轉動方向,同樣每陣列單元統(tǒng)只須另 一個相敏功率放大器與伺服電機/或相角電機控制水平方向對焦、對光,每陣列單元上所 有反光鏡焦點是一致的,或在焦點上光強均勻分布的,這種聯動方式,由于力桌支桌較遠, 強度較高,較齒輪傳動總成本低,多個反光鏡尺寸可較小,如直徑從0. 02m Om可任選通常 可選為直徑 2cm 10cm, IOcm 15cm, 15cm 20cm, 20cm 25cm, 25cm 30cm, 30cm 40cm, 40cm 50cm, 50cm 60cm, 60cm 70cm, 70cm 80cm, 80cm 90cm, 90cm 100cm, 100cm 120cm,120cm 150cm,150cm 200cm,總的直徑范圍為0. 02m 20m,分標準化檔 級,通常在迠筑物上,因不同等級設計,材料,成本,外觀,人為喜好等因素,較適合實用的直徑為(實施例)2cm 10cm,IOcm I5Cm, I5Cm 20cm,2Ocm 25cm, 25cm 30cm, 30cm 40cm, 40cm 50cm, 50cm 60cm, 60cm 70cm, 70cm 80cm, 80cm 90cm, 90cm 100cm, 4cm 20cm, 30cm 80cm, 80cm 120cm, 120cm 150cm, 150cm 200cm,或15cm 30cm, 30cm 50cm, 50cm 100cm,通常較小直徑抗風為較強, 可靠性較高,例如 IOcm 15cm, 15cm 20cm, 20cm 25cm, 25cm 30cm, 30cm 40cm, 40cm 50cm, 50cm 60cm, 60cm 70cm, 70cm 80cmo
聚光焦點(即光功率熱能的接收桌)對于集中式焦桌,或若干個集中式焦桌,可 采用焦桌固定、半移動、全移動三種方法,其中全移動方法光接收功率最大,而固定方法最 可靠且兼價。聚光焦點的位置,也可以人工或自動測定并給出控制信號,以無線或有線發(fā)送 的方法,傳送至Fl,F,和每陣列單元的接收、相敏功率放大器執(zhí)行對焦,為安全見,在每陣列 單元安裝自動或人工全監(jiān)控輸入端口控制對焦。而對于每個陣列單元,或若干個陣列單元 使用一個接收焦桌。采用半移動、全移動焦桌方法,則需要設置于垂直和水平方向均可移動 接收熱能焦點的支架,固定式焦桌設置固定支架。自動陽光對焦裝置在丟失對焦桌時,程序設置應使其自動轉向無光安全角度,并 向控制室發(fā)出警報伩號。在山的兩亇熱、冷端面,陽面,陰面的熱空氣源,冷空氣源,通過利用天然山峽、山 谷,或在天然山峽、山谷最短,最近處或用管道、隨道穿引(降低工程弗用),抽取冷、熱空氣 (或順風向的空氣),山脊背的陰面冷空氣(或順冷風向的冷空氣),將熱端或冷端引至山體 一個側面,以方便安裝發(fā)電(動力)裝置。隨道周壁可加隔熱材料,涂料。也可在隨道、山 峽、山谷中僅輸送液體工質,輸液泵的功率損失較小,約占輸出電量的0. 2% -5%,而在山 的兩側各安裝冷、熱交換器。當熱風方向改變時,可用四通換向閥將工質、熱機系統(tǒng)循環(huán)方 向按需要改向。冷端能、熱端能的獲取森林上方的熱空氣,(或順風向熱空氣),與森林內的(或 順風向的)冷空氣,山脊背的陽面熱空氣(或順熱風向,沿山脊向上爬升的熱空氣),與山 脊背的陰面冷空氣(或順冷風向的冷空氣),高空的冷空氣與較低空、地面的熱空氣;冰,冰 水。排污水用于溫差源發(fā)電以我國日排污水以10000萬噸-15000萬噸(立方米)計,每噸污水溫差發(fā)電量以 0.8千瓦時,日總發(fā)電量為(8000 12000)萬千瓦時,年發(fā)電量為即四2_438億千瓦時!三 峽水電站總裝機容量1820萬千瓦,年均發(fā)電量846. 8億千瓦時。人工冷源(端))詳見圖17,18,21,22及
。利用0. 9-0. OOOlbar的負壓,簡稱負壓水蒸發(fā)法,(或鹽水等低凝固桌混合溶液 水或水溶合液體),使水在-30°C至99°C低溫沸騰蒸發(fā),或利用(或同時利用)壓力0-80 公斤,或80-120公斤,或120-150公斤,或150-200公斤的高壓泵壓水與小孔噴霧頭,產生 0. lnm-500 μ m的超細微霧化水,即產生人工冷端,具有重大意義,此時使用R744或R410A 等工質,只須人工冷端溫度低于-30°C至30°C,即可在系統(tǒng)處于正常臨界循環(huán)范圍內并使 R744正常液化,對熱端溫度也無大的限止,只要使人工冷端溫度低于需要放熱的熱端溫度, 即可使熱端溫度向人工冷端排熱,此時僅通過熱管或室內外的熱交換器(含輸液泵),使 工質液,汽在室內外之間循環(huán),將室內人工冷端蒸發(fā)的熱量向室外排放熱量,即可將室溫降 至-30°C至35°C !采用大面積的空氣換熱器與室內空氣換熱,降低其與空氣間的溫差為 2 V -5 °C,提高能效比,(見圖)這同時就是高效率低耗能空調,其能效比COP可達6.5 IO12!通常 COP為6. 5 30,由3. 8提高至1. 7-7. 9倍,即耗電降1/1. 7-1/7. 9 (根據降溫量不同), 遠高于一般壓縮式工質制冷劑空調,人工冷端可用于任何溫差源、用于產生制冷、能源、動 力、電力能等,人工冷端的能效比COP可達6. 5 1012,而用于制造低壓蒸發(fā)并不困難,例如1. 936KPa的負壓,水的沸點為17°C,2. 337KPa,水沸點為20°C,而該負壓,一般吸塵器內 的風機均可做到,采用多層風葉片串聯于同一轉軸,或鏍桿壓縮,或中壓,低壓風機,低壓氣 泵,…都可獲得高效率,高流量的負壓,用于制造較低溫度時,水沸騰發(fā)的相應壓力/溫度 為(0·656+_0· 5)kPa/l°C, (0· 872+—0. 5)kPa/5°C, (1. 22+—0. 6)kPa/10°C,(1. 7+_1)kPa/15°C, (1. 936+_l)kPa/17 "C (2. 337+_1)kPa/20 "C, (2. 48+_1)kPa/21 "C, (2. 64+_1)kPa/22 "C, (2. 808+-1)kPa/23 "C, (2. 983+_l)kPa/24 "C, (3. 16+—1)kPa/25 "C, (3. 360+—1)kPa/26 "C, (3. 564+_l)kPa/27 "C, (3. 778k+_l)Pa/28 "C, (4. 004+_l)kPa/29 "C, (4. 242+_l)kPa/30 "C, (4. 491+_l)kPa/31 "C, (4. 753+_l)kPa/32 "C, (5. 029+_l)kPa/33 "C, (5. 318+_5k)Pa/34 "C, (5. 622+_5) kPa/35 "C,(5. 940+—5) kPa/36 "C,(6. 274+_5) kPa/37 "C,(7. 374+_5) kPa/40 "C, (9. 584+_5k)Pa/45 "C, (12. 34+_10)kPa/50 "C, (15. 7+_10)kPa/55 "C, (19. 9+_15)kPa/60 "C, (31. 16+_20)kPa/70°C,(47. 38+_20)kPa/80°C, (70. 14+_30k)Pa/90°C,(84. 56+_50)kPa/95°C, 由于抽氣有氣壓上下波動振動,為了加大蒸發(fā)量,加速排出蒸氣,也需要適當減低負壓,加 之水的純凈度等,故而每個沸點壓力有一個加減范圍,即有+-AKpa波動值范圍本發(fā)明使用用于人工冷源或空調降溫例為(0. 656+-0. 5)kPa/l°C, (0. 872+—0. 5) kPa/5 "C, (1· 22+_0· 6)kPa/10 "C, (1. 7+_l)kPa/15 "C, (1· 936+—1)kPa/17 "C (2. 337+—1) kPa/20 "C, (2. 48+_l)kPa/21 "C, (2. 64+_l)kPa/22 "C, (2. 808+_l)kPa/23 "C, (2. 983+—1) kPa/24°C, (3. 16+_1) kPa/25°C,(3. 360+_l) kPa/26°C低于 0 時,使用 P35,P73 低共熔桌水溶 液水(液)蒸發(fā)獲得低溫方法與裝置(見圖23參P35,P78)。利用高壓噴嘴產生0. lnm-500 μ m的超細微霧化水,簡稱霧化水蒸發(fā)法,并使向周 圍空間排出即產生人工冷端,其效果也是扱為可觀的25,OOOm2M. 5m高度的空間內的空 氣,溫度下降16°C,耗電3. 33KWh !排出水為1噸,在溫度下降至16°C時,所需的耗電功率 即可降為0. 3Kw-0. 6Kw間,視空間產生的熱能而定,以上負壓法與霧化水法的排出水蒸汽, 均可用低于周圍空氣溫度的水源吸熱冷凝成水回收再利用,如用自來水,河水噴淋,噴霧冷 凝該排出蒸汽,或通過熱交換器吸熱等方法。也可以同上述負壓低溫沸騰蒸發(fā)向周圍空氣排出一部分水汽熱量,以及細微霧化 水噴淋,噴霧冷凝該排出蒸汽成為水,并將水向外排出,兩種方法同時吸熱向周圍空氣,空 間排出水蒸汽與冷凝水制造人工冷端或制冷,降溫,詳見(圖17,18,21,22及
)。在低于0°C -30°C的低溫時使用上述負壓蒸發(fā)水,超細微霧化水的蒸發(fā),可采用 本發(fā)明的低共熔桌水溶液蒸發(fā)及方法,降低蒸發(fā)溫度(參P35,P78)。太陽光、聚焦太陽光、熱空氣、其它本文提及的熱源,使用本發(fā)明熱機或將通過工 質產生高壓氣(高壓室活塞連桿與負壓室活塞連桿,通過曲柄,熱源產生負壓或高壓),以 壓縮機產生負壓或高壓再產生超細微霧化水,再利用上述方法制造人工冷端,用于本發(fā)明 所指的用途。其中,大熱容的冷端或(熱)端儲能器,可用保溫容器,內存水或冰或冰加水,以 0. 1W-50*105°W的相對于總輸出功率1/5 1/2的較小功率,予以儲能供備用,這樣有利于 節(jié)能及開機大功率啟動與大功率輸出。高溫儲能器高溫熱能作為用于汽車、摩托車,助動車,動力裝置等的動力能源。
高溫儲能器(可為柱形體、方形體、圓形體、蛋形體、盤形體、三角體、多面體、橢圓 形體、屈面體等任意立體形狀),本發(fā)明的熱機系統(tǒng),熱機,或外燃機,熱機等向高溫儲能器 獲取熱能,熱機系統(tǒng)或外燃機,熱機等的柱形體取熱頭可直接伸入高溫儲能器的內腔,取熱 頭以高純碳纖維與/或鎢的多層復合體制成,熱機系統(tǒng)產生動力,或進一步發(fā)電,外燃機效 率較高且環(huán)保,外燃加溫與高溫儲能器也完全環(huán)保,以高純碳為儲能蕊體,高純碳纖維包于 其外,使其具有較高強度,且耐高溫,儲能溫度最高為3500°C 3600°C,較方便的加熱用對 高純碳蕊體直接通電或微波或電磁波加熱或以燃料燃燒補充熱能源,直接通電可以在1分 鐘 數分鐘快速加熱完畢,保溫外層用高純碳纖維,或高純碳纖維與/或鎢的多層復合體, 采用至少一層或多層的真空鍍膜保溫層,500秘的碳可在33001 36301儲能316. 7KWH 348. 4KWH,如加入燃料充分燃燒補充熱能,則只須50-150Kg的碳儲能,使用本發(fā)明帶能量 回授環(huán)的熱機系統(tǒng)或外燃機或內燃機,700°C時熱機η為69%,6. 9KW耗能功率,一次儲能 可連續(xù)使用31. 67小時,優(yōu)良車型約可行駛2500 2750公里,若外帶燃料,則有更長行駛 里程,而以外燃機為例,1400°C時熱機η為81.8%,6. 9KW耗能功率,一次儲能可連續(xù)使用 37. 54小時,優(yōu)良車型約可行駛3000 3300公里,具有很強的實用性。用于摩托車,助動 車,則只須5-15Kg的碳儲能,可行駛330公里。當使用本發(fā)明電力或巳有電力為高溫儲能 器加熱,弗用比油價得多,都具有扱強的競爭性、實用性!可附加人工與/或自動C02滅火 器,儲能材料可以使用潛化熱大的相變材料,如制冷劑,單純鹽LiH等。其中,上述發(fā)動機使 用本發(fā)明熱機系統(tǒng),或外燃機,工質用氮或R744等,或已商用化外燃機常用的氫,斯特林熱 機,本發(fā)明提及的其它一種或多種熱機…等。熱交換器的清洗高壓水沖洗在熱交換器管路內及周圍,設置高壓水泵,管路及 噴頭、閥門,噴水沖洗熱交換器,對于平扳式或微通(管)道熱交換器,在Li,L2的熱,冷 水進水或出水端口,用泵壓水或清洗劑定期清洗最為方便,可增加四通換向閥,用以改變冷 水流方向,改變冷水與熱水流的方向,改變水流方向,有利于防止積垢與清洗水通路,管道, 及熱交換器(換熱器)內的污垢,在四通換向閥之前的進水管路上,增加三通閥,選通(改 變二個可選通路),用以選擇水源或清洗液,清洗液可選用酸性或堿性水溶劑,換熱器采用 不銹鋼或鈦合金或耐酸堿材料制成,可耐酸堿,或其它清洗劑或水,或高壓水增加水流速沖 洗。本發(fā)明所指的熱交換器與換熱器完全同義。通電去污在熱交換器與水源之間上通單向電流或直流電流或交流電流,該電流 為單向脈沖或調制脈沖或調制交流電流,用以去除污物、生物及魚類等,電源能取自本發(fā)明 電力輸出,熱交換器表面積,每平方米面積電流為IO-9A-IO3A,電泳中的污物、離子等,在水 流中會被沖走,或已有的其它水質凈化器。利用宏吸管道用于有水位差的節(jié)能自動引流或加水泵零位差或低位差引流的節(jié)能方法利用宏 吸現象,構成對冷、熱水的引流,可以使用墻體(或鋼筋水泥墻體)構成的渠、墻管,墻渠、 管,其它材料,鋼材構成的管道,渠,管道的管口斷面形狀可為方形或長方形或三角形或多 邊形或圓形或橢圓形,其中方形或長方形或三角形或多邊形或半圓形可以節(jié)省一個與水庫 壩體相依的立面墻面體,并增大整體強度,特別是宏吸管可免去水泵引流節(jié)能,因可使水位 升高,最大超過水平面約10米,扱大地方便了施工、維修、清潔等,使用于Li,L2時,其水流速,壓強,遠小于鋼制引水管,容易迠造。并可使溫差發(fā)電機主機與冷、熱交換器安裝在相近高度的位置,例如在原水電站 大壩、大壩的水庫內側面、電機房,水面上下、甚至高出水平面10米以內任意高度與位置, 這樣就為維護保養(yǎng)帶來扱大便利。引水管道可以渠道、墻體管、其它鋼材的管道構成,例如將底層冷水端引至水平面 上10米高度以內,可結合使用渠、墻、管構成引流,通??墒褂脡w等構成的渠、墻渠、墻 管,具有阻力損失小,且成本低等優(yōu)勢。系統(tǒng)的設計安裝位置與方法本發(fā)明能源系統(tǒng)集合的設計安裝,總分為與水電站共同設計安裝0,及事后借用 原電站設施設計安裝P,獨立水源設計安裝Q,三種大方案,慨稱為0.共同設計,P.借用設 計,Q獨立水源設計,上述三種方案,又涉及使用能源及能源組合,例如,可包含單獨溫差發(fā) 電,或溫差雙發(fā)電,或能源編號m N26,或能源組合AL···沈,排列組合慨稱為PAI,即使用 不同能源組合時,0,P,Q的分別不同的設計安裝方法)。設計的最大主要部件1.是冷、熱換熱器,即熱交換器(部件L),2.是熱機與發(fā)電 機,或熱機,或熱泵,輸液泵,過冷裝置,控制系統(tǒng)等,即除冷、熱換熱器、管道管路,之外的系 統(tǒng)其它部件,慨稱熱機主件(部件B),3.是聯系前二者的管道管路,即輸液管等(部件GA), 慨稱為部件L,B, GA。所有可安裝的大部位是,a.上游水源(即壩前上游水源一側所有部位,與壩體分 開的,含上中下三層面,含水源中各設施與平臺,a位內的新迠壩體上,包含a位內兩側陸 地、山體與水源側相連的水下兩側(宜安裝Li,L2),及水上兩側(宜安裝B,GA),b.下游 水源(即壩后下游水源一側所有部位,與壩體分開的,含上中下三層,含水源中各設施與平 臺,包含b位內兩側陸地、山體與水源側相連的水下兩側(宜安裝L1,L2),及水上兩側(宜 安裝B,GA), c.壩體(即與壩體聯在一齊的安裝位,含水源內側與外側,外側包含機房及 平臺),以及壩體上平面與兩側立面上,壩體包含防護壩,即沿水源上、下游兩側的防護壩, 由于防護壩為非主流量壩體,小規(guī)模與早期的試驗及工程,宜從此處開始,對工程無大的影 響,包括改迠防護壩也有可能,(例如三峽的茅坪防護壩)d.除上述a,b,c,外的陸地與山 體,還包含d內的陸地,山體與水源側相連的水下一側及水上兩側,慨稱為系統(tǒng)安裝位a,b, c, d。上述都涉及使用能源及能源組合,或排列組合,以下的(排列組合),括號內的排 列組合,及其它排列組合,均表示排列組合展開的全部例或可能結果,并且相互之間為或的 關系,即展開例1,例2或例3···或例n,例如,可包含單獨溫差發(fā)電,或溫差雙發(fā)電,能源編號 Nl N26,能源組合Al... 26,即使用不同能源組合時,P,0,Q方案內,L,B, GA部件的分別的 設計安裝方法),這樣,就至少有以下的不同組合,慨括為P,0,Q,L,B, GA, PAI2,(或排列組合PAI, 慨括為P,0,Q,L,B, GA, PAI的可能的展開結果,應多于P,0,Q,L,B, GA, PAI2),以下1-13 的部分展開例方式慨稱為PAI2,該方式用于其它內容的展開,也慨稱為PAI2,排列組合方 式慨稱為PAI,該方式用于其它內容的展開,也慨稱為PAI,以下1-13類中,每一類中的若干 個展開例相互間為或關系,用逗號‘,’分隔,表示‘或’,1 13各編號之間,相互為或關系, 其中+號表示‘與’關系,
以下為慨括為P,0,Q,L,B, GA, PAI2部分展開例P.借用設計(電站設施)(本例僅為一種展開方法,可以任何其它PAI展開方法 排列組合,或PAI展開)部件L系統(tǒng)安裝位a,b,c,d,部件L,位(1 13) f (Al...洸),或位PAI f (Al...洸),該PAI展開例略,1. L. a, b, C,或 d,2. L. a+b, L. a+b+c, L. a+b+d, L. a+b+c+d, L. a+b+d+c,3. L. a+c, L. a+c+b, L. a+c+d, L. a+c+b+d, L. a+c+d+b,4. L. a+d, L. a+d+b, L. a+d+c, L. a+d+b+c, L. a+d+c+b,5. L. b+a, L. b+a+c, L. b+a+d, L. b+a+c+d, L. b+a+d+c,6. L. b+c, L. b+c+d, L. b+c+a, L. b+c+d+a, L. b+c+a+d,7. L. b+d, L. b+d+a, L. b+d+c, L. b+d+a+c, L. b+d+c+a,8. L. c+a, L. c+a+b, L. c+a+d, L. c+a+b+d, L. c+a+d+b,9. L. c+b, L. c+b+a, L. c+b+d, L. c+b+a+d, L. c+b+d+a,10. L. c+d, L. c+d+a, L. c+d+b, L. c+d+a+b, L. c+d+b+a,11. L. d+a, L. d+a+b, L. d+a+c, L. d+a+b+c, L. d+a+c+b,12. L. d+b, L. d+b+a, L. d+b+c, L. d+b+a+c, L. d+b+c+a,13. L. d+c, L. d+c+a, L. d+c+b, L. d+c+a+b, L. d+c+b+a,其中L,a,b,c,或者d,表示L部件安裝于,a,b,c,或者d部位,+表示與關系,其 它同樣分析,并略,上述L 部件安裝位(1 13) f (Al...洸),或 PAI f (A1-26)L表示部件L,(1 13),表示有上述展開1_13類可安裝方法,這13類方法之間為 或的關系,1-13類可安裝方法分別與能源組合AL···^的可展開例,組成各能源的可安裝 位,該PAI2,或PAI組合展開方法,可以使用于本發(fā)明中,所有其它需排列組合的內容的組 合與展開,并組成關聯關系,f (χ),表示與χ關聯,表示χ的函數關聯,以下略,慨稱為:P.L, (1 13) f (Al...洸),或 P. L,PAI f (Al··· 26) P 方案中 L,B,GA 元件, 按13類安裝排列展開,分別與能源組合AL···^展開例,組合成的若干種安裝位方法,具體 慨括為P. L,B,GA,(1 13)f(Al..J6),或 P. L,B,GA,PAI f (Al—26)上述P.L,(1 13)展開例及所有組合函數關系,P. L,(1 13) f ((Al...沈),或 P. L, PAI f(Al-26)的排列組合方法,均使用于本發(fā)明所有其它裝置,用途,方法等的排列 組合,并相互關聯。部件B系統(tǒng)安裝位a,b,c,d,部件B,位(1 13) f (Al...洸),或 PAI f (Al...洸),該 PAI 展開例略,1. B. a, b,2. B. a+b, B. a+b+c, B. a+b+d, B. a+b+c+d, B. a+b+d+c,3. B. a+c, B. a+c+b, B. a+c+d, B. a+c+b+d, B. a+c+d+b,4. B. a+d, B. a+d+b, B. a+d+c, B. a+d+b+c, B. a+d+c+b,
5. B. b+a, B. b+a+c, B. b+a+d, B. b+a+c+d, B. b+a+d+c,6. B. b+c, B. b+c+d, B. b+c+a, B. b+c+d+a, B. b+c+a+d,7. B. b+d, B. b+d+a, B. b+d+c, B. b+d+a+c, B. b+d+c+a,8. B. c+a, B. c+a+b, B. c+a+d, B. c+a+b+d, B. c+a+d+b,9. B. c+b, B. c+b+a, B. c+b+d, B. c+b+a+d, B. c+b+d+a,10. B. c+d, B. c+d+a, B. c+d+b, B. c+d+a+b, B. c+d+b+a,11. B. d+a, B. d+a+b, B. d+a+c, B. d+a+b+c, B. d+a+c+b,12. B. d+b, B. d+b+a, B. d+b+c, B. d+b+a+c, B. d+b+c+a,13. B. d+c, B. d+c+a, B. d+c+b, B. d+c+a+b, B. d+c+b+a,Ba,b,c,或者d,表示B部件安裝于,a,b,c,或者d部位,(+表示與關系),其它同 樣分析,并略,上述B 部件安裝位(1 13) f (Al...洸),或 PAI f (A1-26)B表示部件B,(1 13),表示有上述展開1_13類可安裝方法,這13類方法之間為 或的關系,1-13類可安裝方法分別與能源組合AL···^的可展開例,組成各能源的可安裝 位,該PAI2或PAI組合展開方法,可以使用于本發(fā)明中,所有其它需排列組合的內容的組合 與展開,f (χ),表示與χ關聯,表示χ的函數關聯,以下略,慨稱為Ρ.B,(1 13) f (Al...洸),或 P. B,PAI f(Al-26),P方案中L,B,GA元件,按13類安裝排列展開,分別與能源組合AL···沈展開例,組 合成的若干種安裝位方法,具體慨括為P. L,B,GA,(1 13)f(Al..J6),或 P. L,B,GA,PAI f (Al—26),上述P.B,(1 13)展開例及所有組合函數關系,P. B,(1 13) f ((Al...洸),或 P. B, PAI f(Al-26)的排列組合方法,均使用于本發(fā)明所有其它裝置,用途,方法等的排列
組合,并相互關聯。部件GA 略,慨括為 P,0,Q,L,B, GA, PAI2,排列組合慨括為為 P,0,Q,L,B, GA, PAI,即有組合,P.借用設計(電站設施),以下略去能源編號,能源組合,位等中文字, 能源編號以N表示,能源組合以AL···沈表示,排列組合以PAI表示P.L,(1 13)f(Al..J6),或 P.L,PAI f (Al—26)卩.8,(1 13)€仏1...洸),或卩.8,卩八1f (Al—26)P.GA,(1 13)f(Al..J6),或 P.GA,PAI f (Al—26)進一步慨括為P.L,B,GA,(1 13) f (Al··· 26),或P. L,B,GA,PAI ·(Α1···26)0.共同設計,0. L,(1 13)f(Al..J6),或 0. L,PAI f (Al—26)0. B,(1 13)f(Al..J6),或 0. B,PAI f (Al—26)0.GA,(1 13)f(Al..J6),或 GA,PAI f (Al—26)進一步慨括為0.L,B,GA,(1 13) f (Al... 26),或0. L,B,GA,PAI ·(Α1···26)Q獨立水源設計,Q. L,(1 13)f(Al..J6),或 Q. L,PAI f (Al—26)
Q. B,(1 13)f(Al..J6),或 Q. B,PAI f (Al—26)Q. GA,(1 13)f(Al..J6),或 Q. GA,PAI f (Al—26)進一步慨括為Q.L,B,GA,(1 13) f (Al··· 26),或Q. L,B,GA,PAI ·(Α1···26)P, 0,Q三項各慨括為P. L,B,GA,(1 13)f(Al..J6),或 P. L,B,GA,PAI f (Al—26),O.L,B,GA,(1 13)f(Al..J6),或 O.L,B,GA,PAI f (Al—26),Q. 0. L,B,GA,(1 13)f(Al..J6),或 Q. L,B,GA,PAI f (Al—26),上述P,0,Q三項方案,L,B, GA元件,共有總的排列組合慨括為(即本發(fā)明包含這些所有的組合)P. 0. Q. L, B, GA, (1 13) f (Al··· 26),或P. 0. Q. L,B,GA,PAI f (Al—26)上述所有的展開例,以及所有的組合方法,為本發(fā)明所有內容的排列組合、排列組 合展開例所用,最終展開例相互之間為或關系(即與各種能源組合展開例的組合),即上述 各種展開例,可使用其中任何一種,并相互關聯。上述所有種類的設計安裝的有利總則是P.借用設計(電站設施)中,在原設施基建設計范圍允許的條件下,例如,可采用 部件L,即換熱器L1,L2,安裝于a.上游水源(即壩前水源一側所有部位,與壩體分開的,含 上中下三層面,含水源中各設施與平臺上,面積體積遠小于c壩體),承重比完全按新要求 設計,不再有承重及面積顧慮,與/或者Li,L2,B, GA,及大部分,安裝于該a位內的新迠平 臺或壩體上,包含a位內陸地,山體與水源側相連的水下兩側(L1,L2),及水上兩側(B,GA), 或者安裝于c.壩體(即與壩體聯在一齊的安裝位,L1,L2通常直接與水源下的壩體內側與 外側相連,含水源內側與外側,外側包含機房及平臺上的B,GA,),壩體外側包含機房及平 臺,平臺下的水出口處安裝Li,L2,可使引水管直徑逐步擴大,減低水壓強與流速至Li,L2 設計強度要求,這是本發(fā)明主張性能較好的一個安裝位實例,d.除上述a,b,c,外的陸地與 山體,包含d的陸地,山體與水源側相連的水下一側,c.壩體(即與壩體聯在一齊的安裝位,新增發(fā)電機等承重(花崗巖大壩基巖等效總承重僅0. 4034% 0. 04034% )大 壩混凝土(其它基迠未計)澆筑量約1610萬立方米,凝固后的水泥,作水庫用,含水比重 約3,以比重3計,即0. 483億噸!即48. 3萬萬噸,70萬千瓦發(fā)電機,單臺機組重3443噸, 共需新增91臺,增加31. 33萬噸,占大壩自重的0. 6486%,以20%壩承重位水泥自重計,占 3. M %,(大壩電機房及它的平臺位),其承重強度應是有余的,若為可靠計,可將50 %發(fā)電 機等置于兩岸陸上,則占重比降至1. 62% (含熱機或熱泵),換熱器承重所有450%總發(fā)電量=1800萬千瓦*450%= 8100萬千瓦,加上所需的換熱器總 重量占所增加91臺發(fā)電機31. 33萬噸的30%,共占大壩自重的0. 8432%以20%壩承重位 水泥自重計,占4. 212%,總承重與熱機承重熱機重量占發(fā)電機20 %,上述三項共計,共占大壩自重的0. 973 %,以20 %壩承重位水泥自重計,占4. 86%,堅硬完整的花崗巖大壩基巖與等效總承重由于三峽大壩基巖為堅硬完整的花崗巖,是混凝土高壩最優(yōu)越地質條件,因此大 壩的承重自然形變可減少至1/10 1/30以下,即主要承重力分散至堅硬完整的花崗巖山 體之上,這是非常有利的迠造條件,其20%壩承重位的,等效總承重占重比應為0. 486% 0. 0486%,放寬至1. 5倍總承重量時,較可靠的等效總承重占重比為0. 7 % 0. 0729% 0因此,可在c壩體外側面斜面至平臺,b位置,澆筑新發(fā)電機房承重平臺,以及以承 重厚墻構成為主支承力的二層以上平臺機房,是較可靠并可行的方案之一,實際上大壩及平臺的可用面積,是很大的,如壩頂平面,壩體兩個側立面,原平臺 與發(fā)電機房也有可利用面積,另一方案,也不必全額安裝于c壩體上,安裝位置一部分可為兩岸等位置,參安裝 位介紹,如結合d位安裝部分發(fā)電機,熱機,熱泵,輸液泵,面積會很富裕,部分或全部的發(fā)電機,熱機,熱泵,輸液泵等,可以基座鋼板與鏍栓緊固于壩體安 裝位上,或重新澆筑水泥基座于大壩上述安裝位上,發(fā)電機,熱機,熱泵,輸液泵等則安裝固 定于新水泥基座之上,Li,L2則可選c位,或新壩體c位,或a,或b,Li,L2并使用升降支架,或者安裝于d.除上述a,b,c,外的陸地與山體,此時可以 包含在d范圍內建造新的下水渠道(下水引至下游處),新的壩體,新的閘門,引水管,…則 一切可完全以新的水溫差雙發(fā)電或或單溫差發(fā)電或多能源組合要求來設計安裝,此時應包含較好的方案為c.新壩體(指新迠平臺或壩體上,面積體積遠小于c 壩體),承重比完全按新要求設計,不再有承重及面積顧慮,即與壩體聯在一齊的安裝位,含 水源內側與外側,外側包含機房及平臺),主要的L,即換熱器Li,L2,并使用升降支架,B, GA,及大部分,安裝于壩體外側包含機房及平臺之上,以及壩體上平面與兩側立面上,即與 壩體聯在一齊的安裝位,安裝于機房及平臺之上與/或壩體上平面與壩體兩側立面上,顯 然較合理,有利于安裝更換,維修,清洗,還包含逐步按上述d范圍內的要求改建、安裝,上述主要部件于原壩體(指原水電 站壩體)水源側,或壩體外側(下游側)及機房、平臺,逐步使其與d.范圍內的要求,以新 的水溫差雙發(fā)電或多能源組合要求來設計安裝。另一個安裝位為,C.壩體含水源內側或外側即與壩體聯在一齊的安裝位,及水源 內側與/或壩體上平面與壩體兩側立面上,此時由于水源側空間較壩體出水口大,L1,L2的 安裝設計空間與尺寸可較大,水流入Li,L2的截面可擴大,即減低水壓強與流速至Li,L2設 計強度要求,例如利用墻體等構成的渠、墻渠、墻管,用于引水,若Li,L2裝在水源外側出水 口處,應將引水管逐步擴大管徑,減壓,減速,至適合Ll,L2設計要求見其它說明,兩者并均 可使用升降支架,升降Li,L2,此時包含另一個較好的方案為L1,L2,輸液泵SU,按上述各種方法安裝在一齊, 部分或全部的而熱機RJ,熱泵,SU,發(fā)電機組,則安裝在d陸地/山脈上,因水電站周圍都相 應迠有大面積平地與設施,安裝數十臺至上百臺70萬千瓦或上百萬千瓦的發(fā)電機組,面積 足夠,承重也有利,但需液管聯接其它剩余的上述部件,通常輸液損失占總輸出功率較小,b.下游水源(即壩后水源一側所有部位,與壩體分開的,含上中下三層,含水源中各設施與平臺),適合于溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電,以及剩余能源多次發(fā)電,以及 在b位迠造新的符合c位要求的新迠平臺或壩體上,面積體積遠小于c壩體)。本發(fā)明中,對各個部件,裝置或方法,或用途,雖是逐個進行描述,對于本發(fā)明系統(tǒng) 優(yōu)化集合,都是有用,或有改進的,都是相關聯的,均以排列組合相關聯,本發(fā)明中,其中一 些具體介紹見下述及說明書其它介紹。0.共同設計(電站設施)例如,c.新壩體(指新設計的壩體,即與壩體聯在一齊的安裝位,含水源內側與外 側,外側包含機房及平臺),主要的L,即換熱器Li,L2,B, GA,及大部分,安裝于壩體外側包 含機房及平臺之上,以及壩體上平面與兩側立面上,即與壩體聯在一齊的安裝位,安裝于機 房及平臺之上與/或壩體上平面與壩體兩側立面上,顯然較合理,有利于安裝更換,維修, 清洗,L1,L2,可裝于機房及平臺下部引水通道處,含水源內側,c.壩體(即與壩體聯在一齊 的安裝位,含水源內側與外側,外側包含機房及平臺),壩體外側包含機房及平臺,可使引水 管直徑逐步擴大,減低水壓強與流速至Li,L2設計強度要求,Li,L2,由于承重與水速水壓 強等原因,可安裝于a.上游水源(即壩前水源一側所有部位,與壩體分開的,含上中下三層 面,含水源中各設施與平臺),或與壩體相連的水源側基建之上,并可使用升降支架。另一種方法即上述P.借用設計(電站設施)中所有的方法,另一種方法e (包含于前述各總分類中),采用部件L,即換熱器Li,L2,安裝于 a.上游水源(即壩前水源一側所有部位,與壩體分開的,含上中下三層面,含水源中各設施 與平臺,位內的新迠平臺或壩體上,面積體積遠小于c壩體),B,GA,及大部分,安裝于c.原 壩體上,或/L1,L2,B,GA,的大部分或全部,安裝于該a位內的平臺或新迠壩體上,面積體積 遠小于c壩體部分安裝于原壩體上。另外一個安裝位為,C.壩體含水源內側即與壩體聯在一齊的安裝位,及水源內側 與/或壩體上平面與壩體兩側立面上,此時由于水源側空間較壩體出水口大,L1,L2的安裝 設計空間與尺寸可較大,水流入Ll,L2的截面可擴大,即減低水壓強與流速至Ll,L2設計強 度要求,缺桌是不便于安裝更換,維修,清洗等,可使用升降支架。b.下游水源(即壩后水源一側所有部位,與壩體分開的,含上中下三層,含水源中 各設施與平臺),適合于溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電,以及剩余能源多次發(fā)電b.位 內的新迠平臺或壩體上,面積體積遠小于c壩體,可使用升降支架。一些具體構造與方法見下述及說明書其它介紹。Q獨立水源設計包含水溫差雙發(fā)電與單溫差發(fā)電二種,但相同的水資源,單溫差發(fā)電產生的電力 為水力電的提高至494% -570%以上,且易于單一化管理,故有積極意義,后者區(qū)別在于少 一套水力發(fā)電設備設施與機房面積,由于獨立全新設計,無太多條件限止,以c壩體安裝為 主,或全部或大部分主機安裝于c壩體,參見0,P,介紹,也可結合d安裝,或結合a,或結合 b安裝,可與0共同設計(電站設施)方案相同或P相同。單溫差發(fā)電產生電力產能提高至494% -570%以上(較單一水力發(fā)電;溫差雙發(fā)電產出電力450% 484.5%,以原溫差發(fā)電增加 380% 計值,η I2rcirc (Δ15Κ) = 1-Ta/Th = l_Th/TA = 4· 7619 % 條件設計,水力壓頭約 140m-160m ; η 23Γ8Γ (Δ 15Κ) = l_Ta/Th = l_Th/TA = 5. 0676%,后者低溫條件 η 高于前者,提高至 525. 7%-606. 6%。)按能量守恒,熱功當量原理,水力發(fā)電的水力所作功,即水輪機的水阻力功,將轉 移入溫差發(fā)電所有換熱器的克服水阻力作功,若總水流量不變,則換熱器水流速流量,壓 強上升,使熱交換量與效率提高,溫差發(fā)電總效率提高,可使所設計的換熱器換熱密度上 升,允許水阻上升,同體積重量換熱效率上升,成本下降,這是十分有益的,克服水阻與提高 換熱效率及換熱總能量,三者可提高總電力輸出30% -50%,即以三峽單溫差發(fā)電,1820 萬千瓦*4. 62857噸水/千瓦小時=8424萬噸水/小時的原耗水量,額定總輸出功率= 1820*(1· 3 1. 5)*(380% ) = 1820*(494% -570% ) = 8990 萬千瓦 10374 萬千瓦,即 提高為原1820萬千瓦的494% -570% !此為額定最大功率。若熱交換器安裝在水源或水電站的水庫壩體的水出口外側或該出口處的水庫內 側,則可以將各個出水口安排冷水源端出水口與熱水源端出水口交替安置,即第一個冷水 源端出水口(用與上述P35宏吸管道相同的墻體等構成的渠、墻渠、墻管,其它材料,鋼材 構成的管道,引流底層冷水源),第二個為熱水源端出水口,慨括為冷,熱源交替出水口或 HCJ,采用與上述宏吸管道相同的墻體等構成的渠、墻渠、墻管,其它材料,鋼材構成的管道, 一個引流上層熱水源,另一個引流下層冷水源),出水口一個冷,一個熱,…如此交替循環(huán), 這樣可使熱機安裝可適當利用原基迠,降低成本,所有主機部件安裝位相互靠近,同時液管 最短,提高效率,其中使用墻體(或鋼筋水泥墻體)構成的渠、墻管,其它鋼材的管道,渠、墻 管,管口斷面形狀方形或長方形或三角形或多邊形…等,可節(jié)省一個與水庫壩體立面相依 的墻面體,由于與水庫壩體水源內側墻相互依靠,將增大整體強度,在引流部分可加入適當 的隔熱材料或多孔空心、真空墻體,或有空氣、真空隔層的鋼管和措施,甚至是空氣隔熱的 空間或在隔熱的空間加壓的任何汽體,采用渠、墻體引流,由于水源側空間大,其截面積可 遠大于鋼制引水管,增加水流量,降低水壓強,水流速,使之適合Li,L2的設計與強度要求, Li,L2并使用升降支架,并降低成本。熱,冷交換器也可以分別安裝在水源上層熱源端與水源下層冷源端Li,L2并使用 升降支架??缮祷蚋鼡Q的熱交換器本發(fā)明中,所有熱交換器與整個熱機糸統(tǒng)RX 、RBX的安裝,都可以安裝在鋼板之 上,或鋼制(或不銹綱)軌道支架簡稱升降支架,而該二者安裝在水庫壩體,發(fā)電機房,新 迠發(fā)電機房,等基建之上或墻體或管體或引水墻管體或引水管體之上或山體上或水庫庫體 上,或0,P,Q,(L,B, GA),位(1 4)f(m N26,與ΑΡ·16),鋼制(或不銹綱)軌道支架 上可安裝齒條或滑輪組及升降電機,以方便升降,并由F,Fl控制。為便于選擇熱交換器等,可增加四通換向閥及三通閥選通(改變二個可選通路, 例如選通水源或清洗水溶劑),用以配合適合的液流方向或更換使用熱交換器,或更換冷, 熱水流的方向,水流換向有利去垢,清洗,清潔熱交換器(換熱器)內的污垢,可以調整多種 熱源時水源所需的溫度,并使之易于維護保養(yǎng)清洗等,輸液管可使用耐壓的多層復合材料 的軟管。熱機系統(tǒng)RX、熱泵熱機系統(tǒng)RBX權項)可升降或更換的熱交換器為了取得最大溫差及合適的溫度等,選擇水深,可以將熱交換器安裝在上述包含 齒條或滑輪組及升降電機的鋼制(或不銹綱)軌道支架之上,
簡稱升降支架,形成可活動升降形式的熱交換器,或至少二個以上不同水深的可 更換使用的熱交換器,選擇水源的合適溫度,以作為適合使用的水源端,其輸液管可使用耐 壓的多層復合材料的軟管,或外套蛇皮管的復合材料軟管以便于活動,可增加四(多)通閥換向閥,用以配合改變適合的液流方向或三(多)通選通閥, 用以選擇不同的工質液,或水或水溶劑或其它液體,或更換使用熱交換器,(本發(fā)明液管均 指工質液及水或水溶劑或其它液體用管)。制作可以升降不同水深度的熱交換器,或至少二個以上不同水深的可更換使用的 熱交換器,使用以上的方法與裝置,使之易于維護保養(yǎng)清洗等并保持熱機糸統(tǒng)RX、熱泵熱機 系統(tǒng)RBX最大溫差和效率。這里將上述及本發(fā)明中,所有熱機糸統(tǒng)RX 、RBX的安裝方法與安裝設施及技術 措施與方法的內容,全部包括并定義為熱機糸統(tǒng)RX、熱泵熱機系統(tǒng)RBX的安裝設施與安裝 方法。已有技術普通的空氣能獲取裝置效率低下,例如空氣能熱泵空調,其熱效比僅為 2. 5-5. 0左右,且多只能用于制冷,制熱,較困難用于發(fā)電,且效率太低,而通常借助于太 陽能聚焦則成本高成本、工程弗用高,更難以大功率化等。本發(fā)明熱機的吸熱能效比趨于 50-3.0*(IO12-IO14)最大值!且很容易產生動力與發(fā)電。附注第一熱源(或稱第一能源)它可以輸入和輸出已知的各種能量,或組合排列、并由控制系統(tǒng),或人工與/或自 動控制系統(tǒng),總線控制器(系統(tǒng))選擇分配適合的輸入和輸出,或組合排列的能量組合,可 包含一切已知和未來的(已發(fā)現并正在進一步試驗的)各種能量,所有含能級差的能源的 獲取和能源輸出,以及所有人工人為制造的能級差、能源與能源輸出裝置,其所獲取的能量 (J)*能量輸(入)出器、轉化器效率n > 1,即能效比大于ι的的方法和裝置,包含本發(fā)明 文中所述的能源,能源利用之后剩余的各種能源、能源經轉換之后的能量、熱能、溫差能、燃 料熱能、太陽能、陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,高、低溫差源的、高(低)位能、(可在已 經利用高溫、中溫能源前或之后的,溫度與溫差范圍包含在0. 5°C 20°C或20°C 60°C或 60 V 98 °C或98 V 250 V或250 V -550°C或0. 5 °C 550 °C范圍的的各種中、低溫差能 源、動力、發(fā)電利用,特別是,在溫差范圍包含在0. 5°C 20°C或20°C 60°C或60V 98V 低溫差能源,或高溫550°C -5000°C范圍的的各種高、中、低溫差能源、如各種發(fā)電、工、農業(yè) 余熱,水源能包含包含陸地/山脈上所有水源溫差發(fā)電,潮汐溫差發(fā)電,海水溫差發(fā)電 (較已有技術更環(huán)保,高效率),陸地/山脈上所有水源溫差發(fā)電,潮汐溫差發(fā)電,海水溫差 發(fā)電,水力發(fā)電站、水庫、江河湖海、潮汐水、洋流能、河流能、瀑布、泉水、或大的用水源頭, 如水廠,水廠水庫,水廠水源及中、下游等,人工供水、自來水供水源,用水大戶和散戶、個 人、家庭、企業(yè)用水戶、管網、下水管網……地下污水、地下管網污水、水位能、所有流動和靜 止的水源、在靜止水源中巡航的溫差電站(以增加溫差和發(fā)電量)、水溫差能的多次再利用 如Wl. "17,包含陸地/山脈上所有水源溫差發(fā)電,潮汐溫差發(fā)電,海水溫差發(fā)電(較更環(huán) 保,高效率),天然冰,或冰與水中,加入如鹽、糖等,降低冰點或天然冰季節(jié)冰儲能,或水與 天然冰中加如鹽、糖,其它溶介物,…所有水源的上下層溫差水源、水壩、水庫上(下)、上(下)游的,水力發(fā)電站水庫(已利用水位差發(fā)電之前、后)、等水容庫的水源的上下層溫 差,太陽光聚光陣列熱源可以新建造與/或利用原有的設施、房屋窗玻璃、墻面、陽臺,屋頂、所有外側面, 建筑物、山體、地面、其它實體、水面、…設置聚焦,反光陣列,可使陣列的成本扱大降低,使 之實用、商業(yè)化…。人工冷、熱源,飛輪儲能是可應用的一種高效率儲能器,高溫儲能器的 熱能,容器儲存的熱能水或冰或冰加水或天然冰季節(jié)冰儲能,天然冰,或冰與水中,加入如 鹽、糖等,降低冰點或天然冰季節(jié)冰儲能,或水與天然冰中加如鹽、糖,其它溶介物,…,W N26的能源編號,能源組合分組編號的所有能源,或本發(fā)明提及所有能源排列組合 的展開例。水源等剩余能源多次發(fā)電、產能(慨括為W1_W7,詳見Ρ68)水溫差剩余能源與其 它能源多次發(fā)電、產能(或產生動力、能源)、溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電(慨括為 提水增能)。山的兩亇熱、冷端面的熱能,森林上方的熱空氣,(或順風向熱空氣),與森林內的 (或順風向的)冷空氣,高山、大樓等有依托的高空,與平原、低空之間溫差之冷端、熱端能 量??諝?水多次發(fā)電(或產生動力、能源)利用負壓,或超細微霧化水(或鹽水等低凝固桌水或水溶合液體),使水在低溫沸 騰蒸發(fā),產生的人工冷端,可以使用潛化熱大的相變材料,如制冷劑,單純鹽LiH等。所有可利用或已經利用能源之(前)后,未利用或剩余的的高(低)位能(能級 差),高、低溫差源,或所已利用能源種類之外的其它種類能源剩余能源,(比如水力發(fā)電站 水源,在發(fā)電之前,水庫中的上、下水層中的巨大的溫差能源或發(fā)電前后的水溫差能)這里 稱為水溫差剩余能源與其它剩余能源。高、低溫差源的、高(低)位能的構成(可在已經利用高溫、中溫能源前或之 后的,溫差范圍包含在0. 5 °C 20°C或20°C 60°C或60°C 98 °C或98 °C 250 V或 250 V -550 V或高溫550 V -5000°C或0. 5°C 550°C范圍的的各種高、中、低溫差能源、如 各種發(fā)電、工、農業(yè)余熱,所有水源的上下層溫差水源、水壩、水庫上(下)、上(下)游的, 水力發(fā)電站水庫(已利用水位差發(fā)電之前、后)、等水容庫的水源的上下層溫差,太陽光聚 光陣列熱源利用原有的設施、房屋窗玻璃、墻面、陽臺,屋頂、所有外側面,建筑物、山體、 地面、其它實體、水面、…設置聚焦,反光陣列,可使陣列的成本扱大降低,使之實用、商業(yè) 化…。人工冷、熱源,高溫儲能器的熱能,容器儲存的熱能水或冰或冰加水山的兩亇熱、冷端面的熱能,森林上方的熱空氣,(或順風向熱空氣),與森林內的 (或順風向的)冷空氣,高山、大樓等有依托的高空,與平原、低空之間溫差之冷端、熱端能 量??諝?水多次發(fā)電(或產生動力、能源)利用負壓,或超細微霧化水(或鹽水等低凝固 桌水或水溶合液體),使水在低溫沸騰蒸發(fā),產生的人工冷端,可以使用潛化熱大的相變材 料,如制冷劑,單純鹽LiH等。以上的能源這里我們定義為第一熱源(或稱第一能源)。以下的能源這里我們定義為第二熱源(或稱第二能源)為了獲得更大的溫差和能源、能,我們可設定第二熱源(或稱第二能源),只要它 們的溫差和能大于第一溫度源(或稱第一熱源),即可采用,或可同時采用,作為輔助源,以 增加溫差和能,以及增加穩(wěn)定性。它可以輸入和輸出已知的各種溫,或組合排列、并由并由控制系統(tǒng),或人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器(系統(tǒng))選擇適合的輸入和輸出,或組合排列的能量組合,可包 含一切已知和未來的(已發(fā)現并正在進一步試驗的)各種能量,所有含能級差的能源的獲 取和能源輸出,以及所有人工人為制造的能級差(例如熱泵提高溫度,減低溫度等)與能源 輸出裝置,其所獲取的能量(J)*能量輸(入)出器、轉化器效率n >1,即能效比大于ι的 的方法和裝置,包含本發(fā)明文中所述的能源,能源利用之后剩余的各種能源、能源經轉換之 后的能量、熱能、溫差能、燃料熱能、太陽能、陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,空氣熱能、水 源能包含陸地/山脈上所有水源溫差發(fā)電,潮汐溫差發(fā)電,海水溫差發(fā)電,水力發(fā)電站、水 庫、江河湖海、潮汐水、洋流能、河流能、瀑布、泉水、或大的用水源頭,如水廠,水廠水庫,水 廠水源及中、下游等,人工供水、自來水供水源,用水大戶和散戶、個人、家庭、企業(yè)用水戶、 管網、下水管網……地下污水、地下管網污水、水位能、所有流動和靜止的水源、在靜止水源 中巡航的溫差電站(以增加溫差和發(fā)電量)、Wl. "17,包含陸地/山脈上所有水源溫差發(fā) 電,潮汐溫差發(fā)電,海水溫差發(fā)電(較更環(huán)保,高效率),天然冰,或冰與水中,加入如鹽、糖 等,降低冰點或天然冰季節(jié)冰儲能,或水與天然冰中加如鹽、糖,其它溶介物,…地熱能、隨 處可開發(fā),低成本的,資源十分豐富的空氣源熱和中、低溫地熱、潮汐能、W N26的能源編 號,能源組合分組編號AL···^的所有能源。水源等剩余能源多次發(fā)電、產能水溫差剩余能源與其它能源多次發(fā)電、產能(或 產生動力、能源)、溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電風能、提高效率的自動順從風向的喇叭口迎風管,熱(冷)空氣吸收器(簡稱喇叭 口迎風管)、液壓、汽壓、動能、彈力、電能、聲能、位能、光能、壓力能、核能、特別是氚、氘等清 潔可控能源,各種余熱溫差能,如發(fā)動機、燃機、熱機、熱爐、熱水器、淋浴器、燃氣熱具、本發(fā) 明全文中提及的能源及轉換之后的能、以及一切不受限止范圍的余熱,并且不受限止,其輸 出能量,在保持高效率的同時,可在任意能量間進行互轉,亦不受限止。人工冷、熱源,飛輪儲能是可應用的一種高效率儲能器,高溫儲能器的熱能,容器 儲存的熱能水或冰或冰加水或天然冰季節(jié)冰儲能,山的兩亇熱、冷端面的熱能,森林上方的熱空氣,(或順風向熱空氣),與森林內的 (或順風向的)冷空氣,高山、大樓等有依托的高空,與平原、低空之間溫差之冷端、熱端能量。利用負壓,或超細微霧化水(或鹽水等低凝固桌水或水溶合液體),使水在低溫沸 騰蒸發(fā),產生的人工冷端,可以使用潛化熱大的相變材料,如制冷劑,單純鹽LiH等。需要特別提出作為優(yōu)化組合的一種方法,第一溫度源(或稱第一能源第一熱源,),也可以采用 第二溫度源(或稱第二能源,第二熱源)及本發(fā)明全文中提及的能源及轉換之后的能源中 任何一種能和溫差能,原則是當兩個或兩組能源間的能差大,而且容易獲取,且較經濟,環(huán) 保等,同樣,第二溫度源(或稱第二能源第二熱源,),也可以采用第一溫度源(或稱第一能 源,第一熱源)及本發(fā)明全文中提及的能源及轉換之后的能源中任何一種能和溫差能,原 則是當兩個或兩組能源間的能差大,而且容易獲取,且較經濟,環(huán)保等,它可以輸入和輸出 已知的各種能量,或組合排列、并由控制系統(tǒng),或人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器(系 統(tǒng))選擇分配適合的輸入和輸出,或組合排列的能量組合,可包含一切已知和未來的(已發(fā)現并正在進一步試驗的)各種能量,所有含能級差的能源的獲取和能源輸出,以及所有人 工人為制造的能級差(例如熱泵提高熱度,減低熱度等)與能源輸出裝置,其所獲取的能 量(J)*能量輸(入)出器、轉化器效率n >1,即能效比大于1的的方法和裝置,包含下 述能源,下述能源利用之后剩余的各種能源、以及下述能源經轉換之后的熱能、溫差能燃 料熱能、太陽能、空氣熱能、水能、水力發(fā)電站、水庫、江河湖海、潮汐水、洋流能、河流能、瀑 布、泉水、人工供水、自來水供水源,用水大戶和散戶、個人、家庭、企業(yè)用水戶、管網、下水管 網……地下污水、地下管網污水、水位能、所有流動和靜止的水源、在靜止水源中巡航的溫 差電站(以增加溫差和發(fā)電量)、地熱能、潮汐能、風能、使用提高空氣交換效率的,喇叭口 迎風管,液壓、汽壓、動能、彈力、電能、聲能、位能、光能、壓力能、核能、特別是氚、氘等清潔 可控能源,各種余熱溫差能,如發(fā)動機、燃機、熱機、熱爐、熱水器、淋浴器、燃氣熱具、本發(fā)明 全文中提及的能源及轉換之后的能、以及一切不受限止范圍的余熱,并且不受限止,其輸出 能量,在保持高效率的同時,可在任意能量間進行互轉,亦不受限止。人工冷、熱源,飛輪儲能是可應用的一種高效率儲能器,高溫儲能器的熱能,容器 儲存的熱能水或冰或冰加水或天然冰季節(jié)冰儲能,山的兩亇熱、冷端面的熱能,森林上方的熱空氣,(或順風向熱空氣),與森林內的 (或順風向的)冷空氣,利用負壓,或超細微霧化水(或鹽水等低凝固桌水或水溶合液體), 使水在低溫沸騰蒸發(fā),產生的人工冷端,空氣冰多次發(fā)電(或產生動力、能源)可以使用潛 化熱大的相變材料,如制冷劑,單純鹽LiH等。當空氣源和水源溫差大于單純水源溫差時,同時利用水源熱能和空氣熱能。同樣, 其它熱源和水源溫差大于單純水源溫差時,例如附注中的、本發(fā)明文中提及的能源,包含其 中的一個或多個能源,各種能源、熱源,也可以與水源熱組合使用,或單獨使用,如地熱源。在地球表面1-3米以下的淺層地層中,存在著一日內溫度始終不變的日變恒溫層 與一年內溫度始終不變的年變恒溫層。年變恒溫層深度一般地在10 40米之間,約是日變 恒溫層的19. 1倍。利用大地恒溫層的特性,對人類的生存和活動進行有意義的應用開發(fā), 是利用地溫資源的主要目的。年變恒溫層深度一般在10 40米之間,其溫度與當地的年平均溫度相當,參數穩(wěn) 定,不受環(huán)境氣候的影響,不受地域的限制。我國已測得的恒溫層深度在15 30米之間, 溫度在10 23°C之間,是目前應用最多的地溫資源層。當同時采用了水溫差能或與空氣熱源組合時(尤其當空氣源溫差大于水溫差能 時),較單一水力發(fā)電,提高至約500% -1000%的總電力輸出!以上為第二熱源(或稱第二 能源)能源、熱源的組合原則/選擇適合能源組合以及空氣源,淺層地熱源與水源的組合原則是,兩個或兩組能源間的能差大,而且容易獲取,且較經濟,較穩(wěn)定,增加整個 系統(tǒng)與集合的能量穩(wěn)定性,提高互補優(yōu)勢,環(huán)保等,一個在冬季水源能溫差能減少,則選空 氣源與/或淺層地熱能源能量減加,例如當水源平均溫度下降時,它與空氣源,地熱之間的 溫差卻擴大了,即水源溫差自身發(fā)電下降,空氣源,地熱與水源結合的溫差發(fā)電能量卻上升 了,這兩個發(fā)電可由兩個系統(tǒng)分別發(fā)電完成,也可以由一個系統(tǒng)同時完成,此時,只須將地熱熱源對原水源熱端增加熱交換量,提高該水源熱端溫度就可以了,系統(tǒng)較簡單,或以另一個系統(tǒng)RX,獨立用地熱熱源對原水源溫差發(fā)電,效率較上更高,(如淺層 地熱能,最淺15m 30m熱井,具有約10°C 23°C的恒溫性能,可結合空氣源,水源熱,產生 溫差能量,成本較低,而 1000m,則可產生45°C 65°C的熱能),作為實用例,利用日變恒溫層與年變恒溫層地溫熱能,與水源熱能,空氣熱能等之 間,找到合適的溫差能量配對,以及互補,例如水源表層為5°C左右,與地熱恒溫層22°C 35°C左右互為溫差配對,空氣溫度為0°C -25°C時,與地熱恒溫層15°C 20°C配對,空氣 30°C 37°C時,與地熱10°C 15°C配對,水源20°C 25°C時,與地熱10°C配對,地熱增增 層25°C 60°C或60°C 150°C以上時,與水或與空氣的0°C 10°C,或10°C 的低 溫配對,凡大于 8°C 15°C或 15°C 30°C,30°C 45°C,45°C 60°C,60°C 80°C,80°C 150°C的溫差,均可發(fā)電,總之,地熱恒溫層相對于其它熱源的變溫,本身就是一個溫差能 量。具體溫差能量配對,通過并由控制系統(tǒng),或人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制 器(系統(tǒng))完成,增加整個系統(tǒng)與集合的能量穩(wěn)定性,提高互補優(yōu)勢,環(huán)保等,又例如,當 空氣溫度大幅下降時,例如空氣溫度為_5°C -30°C時,水深約100米的下層水卻保持在 12°C 15°C,總溫差反而擴大,為至少20°C 45°C!此時,熱機自身的同溫差熱能轉換效 率也反而上升(環(huán)境溫度為0°C時,較27°C時的熱機效率相對提高9.3%,-30°C時熱機 熱能轉換效率 l_Th/TA = 14.7%!!而 27°C/12°C 時,η |2rcirc (Δ15Κ) = 4. 7619%,), η I 12Γ ( Δ 42Κ)比較 η |27 12 (Δ 15Κ) = 4· 7619% 提高至 3· 087 倍!它表示,氣溫-30°C,下層水12°C,水溫差雙發(fā)電系統(tǒng),將較原水力發(fā)電站擴大電 力為450% *3· 087 = 1389%!!即擴大為13. 89倍于水力發(fā)電量!!同樣,夏季氣溫35°C 時,低水溫12°C,發(fā)電量為水力發(fā)電量的705%!這時候結合空氣源為冷端能,水源為熱端能,是非常適合的,可采用低共熔桌溶 液,空氣/低共熔桌溶液換熱,低共熔桌溶液/工質換熱,或冷端化霜可以直接用水源熱能, 或間隔交換使用幾個冷端熱交換器,或間歇調節(jié)增大熱端流量,或減少空氣流量流速,或增 加電熱附助化霜,或增加12°C 15°C左右的下層水水流量等,所有能源的組合/選擇,由控 制系統(tǒng),或人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器(系統(tǒng))選擇適合能源組合,由自動測量 的傳感器測量各能源參數,并由控制系統(tǒng),或人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器(系統(tǒng)) 方式優(yōu)選最大能量化完成;控制系統(tǒng),人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器,它們主要包 含工業(yè)控制器與/或微機,或包含總線控制總線與總線控制的工業(yè)控制器與/或微機,包含 導線回路與/或機械回路(例如管路內的能量、熱能與機械力的傳遞,回輸,回授等),傳感 器、執(zhí)行器、由工業(yè)控制器與/或微機發(fā)出控制指令,通過總線控制總線完成,總線控制,包 含電控與/或機械控制,包括溫度傳感器,如感溫包,熱敏元件,熱敏電阻,熱敏晶體管,熱 電偶等與溫度敏感的元件測量溫度,用壓敏元件,如壓力傳感器,壓力閥,過壓保護閥,過壓 截止閥,壓敏電阻,半導體壓敏傳感器、執(zhí)行器,如機/電控制器,繼電器,截止閥,泵,電機 等執(zhí)行完成,總線控制的優(yōu)桌是可控制參數多,系統(tǒng)簡單,如時分制控制與機械控制,通常 可只需要一個電回路與/或一個機械回路,較全面,性能好,且成本低,本發(fā)明涉及方法和 產品,裝置及用途。以上為附注內容。
部分組合能源及優(yōu)勢同樣原由,可優(yōu)化結合水源的能源有以下鄰近水源的,各種冷端源、熱端源淺層 兼價低溫地熱源(淺層地熱隨處可開發(fā))、太陽熱能,太陽聚光能,以下鄰近水源的各種熱 端、冷端源森林中、森林上的冷端、熱端,山脊與/或山谷口兩側中的,(含空氣高度不同, 不同的季節(jié)風流經產生的熱空氣源,冷空氣源)、高山兩側(含熱空氣源,冷空氣源)、大樓 等有依托的高空冷空氣源,與平原、低空之間之溫差能量,有工業(yè)、商業(yè)價值的特殊熱源,如 余熱,。人工冷端利用負壓,使水在_20°C (水中加其它溶介物,如鹽、糖等,降低冰點)至 99°C低溫沸騰蒸發(fā),超細微霧化水,……能源編號可優(yōu)化結合水源溫差能或能量的能源有,近水源的,各種冷端源、熱端源以下能 源給予編號,簡稱為能源1,能源2,(本發(fā)明所指的能、能量、源,均包含溫差能與一切能量, 如動能,熱能,以及本發(fā)明附注中第一能源與第二能源中包含的能量,本發(fā)明提到的其它能 量,能源編號中W 擬6的能源,通常以PAI2,PAI,分別對擬6進行組合PAI2 f (Ni 擬6),或 PAI f(Nl N^),通常采用Ni···擬6之中的任意一種或幾種組合,以取得增大溫差能,提高總能量, 以m-擬6類能源組合,其結果將非常之多,可采用每次組合挑選4-5種,或3種,進行排列, 其結合會少些,容易處理,一般選取適用于當地環(huán)境的3-4種能源號進行排列組合,是很方 便的,參照P40-41, PAI2組合展開方法,例如抽出Ni, N2, N3, N4四種能源,分別替代a, b, c,d,即組合出PAI2的相同組合展開,組合展開的結合,以Anl,Anl2…Anx···予以編號,以免 與其它能源混合,并分別歸類于Al,A2,…似6之中,其組合的范圍為排列組合PAI (附…N26)的所有結果,如PAI2f (附 擬6),或 PAIf (m 擬6),詳見下述能源組合編號內容。Ni.水源能N2.空氣源N3.低溫地熱源(淺層兼價低溫地熱隨處可開發(fā))N4.太陽聚光能,本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源或其它太陽聚光能,都可以新建造與 /或利用原有的設施,N5.太陽熱能,太陽熱能加熱熱介質,或水、空氣,或太陽能熱水器等,都可以新 建造與/或利用原有的設施,N6.水源等剩余能源多次發(fā)電、產能水溫差剩余能源與其它能源多次發(fā)電、產能 (或產生動力、能源)、N7.溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電N8.地下管網污水.N9.水源能包含水力發(fā)電站、水庫、江河湖海、潮汐水、洋流能、河流能、瀑布、 泉水、人工供水、自來水供水源,用水大戶和散戶、個人、家庭、企業(yè)用水戶、管網、下水管 網……地下污水、地下管網污水、用水大產和散戶、水位能、所有流動和靜止的水源、在靜止 水源中巡航的溫差電站(以增加溫差和發(fā)電量)、包含陸地/山脈上水源,天然冰,或冰與水 中,加入如鹽、糖等,降低冰點或天然冰季節(jié)冰儲能,或水與天然冰中加如鹽、糖,其它溶介 物,…NlO天然冰,或冰與水中,加入如鹽、糖等,降低冰點或天然冰季節(jié)冰儲能,或水與天然冰中加如鹽、糖,其它溶介物,Nil.容器儲存的熱能天然冰,或冰與水中,加入如鹽、糖等,降低冰點或12.天然 冰季節(jié)冰儲能,或水與天然冰中加如鹽、糖,其它溶介物,N13.風能輔助電力能源,直接發(fā)電,用于本發(fā)明系統(tǒng)輔助電力能源,如控制系統(tǒng)等 小能源。m4.余熱,有工業(yè)、商業(yè)價值的特殊余熱熱源燃料熱能,Nl5.中、高溫地熱源,N16.高山兩側,山脊兩側與/或山谷口兩側陽面,陰面的冷空氣源與熱空氣源, (含空氣高度不同,不同的季節(jié)風流經產生的熱空氣源,冷空氣源)森林中的冷端、森林上 的熱端,陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,N17.大樓,可利用的建筑等,山體,自然物體,高山等有依托的兩側陽面,陰面的冷 空氣源與熱空氣源,高空冷空氣源與熱空氣源,陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,N18.高空 冷空氣源,與平原、低空之間之溫差能量,N19.高溫儲能器的熱能,N20.人工冷端利用負壓水蒸發(fā),使水在_30°C (水中加其它溶介物,如鹽、糖等, 降低冰點)至99°C低溫沸騰蒸發(fā)吸熱,N21.人工冷端超細微霧化水蒸發(fā)吸熱,N22.人工冷端利用負壓與超細微霧化水蒸發(fā)吸熱,水低溫沸騰蒸發(fā)吸熱與超細 微霧化水蒸發(fā)吸熱共同作用,N23.制造/利用飛輪儲能,N24.制造/利用高壓氣動力源如氣動力化學儲能能源,N25.制造/利用兼價二次能源由于本發(fā)明電價與電力運行成低于水電、火電,用它來生產其它種類繁多的二次 能源,可具有較強的競爭力,利用二次能源,如人造汽油與燃氣,生物汽油與燃氣,植物燃 料,油與燃氣,又例如生產甲醇,煤轉甲醇、油、氣…,N26.熱能源高品位回收裝置與方法以下為m 擬6的能源編號能源的簡稱(詳見P,以及本發(fā)明說明書)Ni.水源能N2.空氣源N3.低溫地熱N4.太陽聚光陣,N5.太陽熱能,N6.剩余能源多次產能N7.溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電N8.地下管網污水.N9.水源能包含(詳見P51-53,水源能包含中內容,P68.W1. ···■,以及本發(fā)明說 明書)N10.天然冰或與水中加入…Nll容器儲存…N12.風能輔助能源,N13.余熱,附4.燃料熱能,N15.中、高溫地熱源,N16.高山兩側陽面,陰面的,陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,N17.大樓,可利用的建筑等,山體,自然物體,高山等有依托的兩側陽面,陰面的, 陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,
N18.高空空氣,附9.高溫儲能器,N20.負壓水蒸發(fā),N21.霧化水蒸發(fā),N22.負壓與霧化水…N23.制造/利用飛輪儲能,N24.制造/利用高壓氣動力源, 化學儲能能源…,N25.制造/利用兼價二次能源N26.熱能源高品位回收裝置與方法上述能源編號,并不影響能源種類的多少與實質,以說明書介紹為準。上述附 N26的各能源組合分組編號,分組編號為Al An,例如Al,3,9表示使用了 1或3或9 二種能源組合,(,等于或,以此類推。Al,2,3-26 (1至26相互間為或關系,1至洸中的任何一種)慨括并歸類為為Al,用上述P40-P42的0,P,Q三項展開例的展開方法,即總慨括為0,P,Q,L,B, GA, f (PAI2),或 0,P,Q,L,B, GA, f (PAI)的展開方式方 法,也就是以PAI2, PAI,分別對m-N26進行組合:PAI2f (Ni N26),PAI f (Ni 職),其 組合結果展開后,每個編號中,如關于W的組合結果,用編號fNl表示,其中fNl內各組合 方法間為或關系,用逗號‘,’分隔表示‘或’關系,各個編號即Ni···擬6之間的各類組合,可 用編號Anl,Anl2…Anx···慨括,其相互間為或關系,對這些相互間為或關系之組合結果,具體參照P40-41,PAI2組合展開方法,例如抽出Ni,N2, N3, N4四種能源,分別替 代a,b,c, d,即組合出PAI2的相同組合展開,例如下頁的13類展開,慨括為Anl,也可以從 中選出m,N2,N3的組合結果,組合展開的結合,以Anl,Anl2…Anx···予以編號,以免與其它 能源混合,并分別歸類于Al,A2,…似6之中,所有組合展開總慨括為ΑΡ·16,通常將以水源能為主的展開例,均歸入Anl,Anil, Anl3…,再歸入Al,例如,Ni, N2, N3, N4的能源組合慨括為Anl Anll. Ni,N2,N3,或者 N4,An 12. N1+N2, N1+N2+N3, N1+N2+N4, N1+N2+N3+N4, N1+N2+N4+N3, (+ 表示與關系),An13. N1+N3, N1+N3+N2, N1+N3+N4, N1+N3+N4+N2, N1+N3+N2+N4,An14. N1+N4, N1+N4+N2, N1+N4+N3, N1+N4+N3+N2, N1+N4+N2+N3,An15. N2+N1, N2+N1+N3, N2+N1+N4, N2+N1+N3+N4, N2+N1+N4+N3,Αη16· Ν2+Ν3, Ν2+Ν3+Ν4, Ν2+Ν3+Ν1, Ν2+Ν3+Ν4+Ν1, Ν2+Ν3+Ν1+Ν4,An17. Ν2+Ν4, Ν2+Ν4+Ν1, Ν2+Ν4+Ν3, Ν2+Ν4+Ν1+Ν3, Ν2+Ν4+Ν3+Ν1,Αη18. Ν3+Ν1, Ν3+Ν1+Ν2, Ν3+Ν1+Ν4, Ν3+Ν1+Ν2+Ν4, Ν3+Ν1+Ν4+Ν2,Αη19· Ν3+Ν2, Ν3+Ν2+Ν1, Ν3+Ν2+Ν4, Ν3+Ν2+Ν1+Ν4, Ν3+Ν2+Ν4+Ν1,Anl10. Ν3+Ν4, Ν3+Ν4+Ν1, Ν3+Ν4+Ν2, Ν3+Ν4+Ν1+Ν2, Ν3+Ν4+Ν2+Ν1,Anl11. Ν4+Ν1, Ν4+Ν1+Ν3, Ν4+Ν1+Ν2, Ν4+Ν1+Ν2+Ν3, Ν4+Ν1+Ν3+Ν2,Anl12. Ν4+Ν2, Ν4+Ν2+Ν1, Ν4+Ν2+Ν3, Ν4+Ν2+Ν1+Ν3, Ν4+Ν2+Ν3+Ν1,Anl13. Ν4+Ν3, Ν4+Ν3+Ν2, Ν4+Ν3+Ν1, Ν4+Ν3+Ν2+Ν1, Ν4+Ν3+Ν1+Ν2,即Αη1Ρ··Αη113,其它例子不逐一舉例,再用這些具體展開例,逐一與Ρ40的各種 a, b,c, d的可安裝位組合,可以找到適合的具體安裝位,這些各種適合的安裝位編號,可根 據需要編其它號碼,不影響實質,略,即組成P,0,Q三項各慨括為
P. Anil —Anll3, L, B, GA, f (1 13),或P.Anll Anll3,,L,B,GA,PAI f(l 13),0. Anil —Anll3, L, B, GA, f (1 13),或O.Anll Anll3,,L,B,GA,PAI f(l 13),Q. Anil —Anll3, L, B, GA, f (1 13),或Q. Αη11···Αη113,L,B,GA,PAI f(l 13),例如P. Anil —Anll3, L, B, GA, f (1 13),表示 P 方案時,Anil, Anl2…Anll3 各 種能源組合,其中Anil有Ni,N2, N3,或N4四種能源,或關系,元件L,B, GA可有(1 13) 類可安裝位置(P40),其中Ni,N2, N3, N4的熱能,都可以采用不同使用溫度范圍的工質,而將熱能 傳至Li,L2,即L之上,例如R744,水+R717,氫等高溫工質,都可工作至100°C -450 °C, 450°C -850°C,850°C -1200°C。上述能源組合編號,并不影響能源種類的多少和能源組合多少與實質,可以說明 書內容另行歸類,編號,另行組合為m…Νχ,ΑΡ··Αγ,以說明書內容為準。以上及本發(fā)明提及的能源系統(tǒng)與集合,以上及本發(fā)明提及的能源,所有可組合的 能源組,均可用本發(fā)明熱機系統(tǒng)(或熱泵熱機系統(tǒng)),也可使用包含本發(fā)明中提及和其它任 何一種或多種熱機系統(tǒng)或熱機,如熱泵動力機,斯特林熱機,鏍捍膨脹機,汽輪機,汽動機, 汽馬達,透平機,布雷頓循環(huán)熱機,外燃機,內燃機,蒸汽機,…用以產生能源、動力、電力等。隨處可開發(fā),低成本的,資源十分豐富的空氣源熱和中、低溫地熱與已有技術不同的是本發(fā)明方法和能源系統(tǒng)裝置,可以經濟地、非常高效率、高 能量密度、大功率地,利用特別低的溫差能源,特別是0. 5°C 20°C或200C 60°C或60°C 98°C 的低溫差能源、低能級差能源(可直接利用,在有必要時,可將其轉化為溫差熱能或 其它能源利用),低能級差能源,用以產生電力、動力等,可以較高效地、高功率密度地大功 率地利用溫差能源產生電力、動力。熱能范圍為0. 5°C 20°C或20°C 60°C或60°C 98°C 或 98°C 250°C或 250°C _550°C或高溫 550°C -5000°C或 0. 5°C 550°C。結合本發(fā)明改進的各種能源將有更大的能量輸出,它們有水源熱同時采用空氣 熱源或地熱能源,或同時采用空氣熱源與地熱能源,空氣源結合水源,或空氣源結合水源多 次發(fā)電(或產生動力、能源)人工冷端利用負壓,使水在-20°C (水中加其它溶介物,如鹽、糖等,降低冰點) 至99°C低溫沸騰蒸發(fā),超細微霧化水,太陽光聚光陣列熱源,高溫儲能器,山脊的兩亇熱、冷 端面,高山、大樓等有依托的高空,與平原、低空之間溫差之冷端、熱端能量,利用宏吸管道 大熱容的冷端或(熱)端儲能器…詳見后述。水溫差能量值/熱機效率η 以15°C溫差,環(huán)境溫度27°C為例(環(huán)境溫度為0 °C時,熱機效率較27 °C時提高 9.3% ),作初步計赫一個70萬千瓦的水力發(fā)電機組,在壓頭150m左右時,每秒過流量 為900m3,則有每千瓦小時流量=900m7S*3600 (S) +700,000千瓦=4. 62857m3,即每千 瓦小時耗水量為4. 62857噸水,該4. 62857噸水升溫15°C所需能量=4. 6^57X1000(公 斤)X15 "C X 1000(卡)X 4. 1868 (J) = 290683542. 9 (J) = 290683542. 9 (W), 1 千瓦小時=3600 (KJ), 290683542. 9 (J) +3600,000(J) = 80. 7454 千瓦小時,熱機效率 η I2rc12r (Δ 15Κ) = 1-Ta/Th = l_Th/TA = 4. 7619%, η 23Γ8Γ (Δ 15Κ) = l_Ta/Th = I-Th/ Ta = 5. 0676%,后者低溫條件η高于前者,Ta是冷端絕對溫度,Th是熱端絕對溫度,總熱 能轉換輸出=80. 7妨4千瓦小時X 4. 7619%= 3. 845千瓦小時,原水力發(fā)電為1千瓦小時, 即水溫差雙發(fā)電輸出=4. 845千瓦小時,相比水力發(fā)電,總電力輸出為擴大為484. 5% !減 去發(fā)電機效率,熱機效率等損耗7. 12%,實際水溫差雙發(fā)電輸出=4.5千瓦小時,相比水力 發(fā)電,約擴大為450%,以上雖然以水電站為例,其它具有15°C溫差,條件相近的水源,耗水 量也相近,水溫差雙發(fā)電輸出相比水力發(fā)電也相近擴大為450%,計赫得到,水溫差雙發(fā)電 輸出相比水力發(fā)電,擴大百分比為25°C I = 751. 1%,20|°C= 605%,15|°C= 484.5%, 10| °C= 360. 5%,8| °C= 309. 7%,雖然熱機效率僅4. 7619 %左右,但水溫差能量扱大, 總輸出能量仍非常令人驚奇地可觀,當采用空氣熱源與水熱源結合時,氣溫-30°C,水溫 12°C,水溫差雙發(fā)電系統(tǒng),將較原水力發(fā)電站擴大電力為450% *3. 087 = 1389% ! !即擴大 為13. 89倍于水力發(fā)電量??!同樣,夏季氣溫35°C時,低水溫12°C,發(fā)電量為水力發(fā)電量的 705%!而采用多能源組合發(fā)電,還將更高。居然大過人們早已熟悉的水力發(fā)電量多倍!其 中另一個原因是,水庫中的水流,幾乎可以100 %流過溫差發(fā)電裝置,而海水發(fā)電,即使海洋 平臺占水域100%,冷熱水源則都必需從遠處抽取(而冷水還需從遠處且約深1000米處), 才能補充獲得足夠的溫差能,這需要損耗許多抽水能量,與試驗海水溫差發(fā)電平臺有很大 不同,抽水不需太遠,即可補充獲得足夠的溫差能,陸上或山脈的水源利用,則基本無這些 問題,轉換效率要高許多,通常要較海水發(fā)電多出=0. 98-0. 35 = 65%左右,這使設備及電 力單位千瓦成本下降許多,更實用化,商業(yè)化。
以下將結合附圖對發(fā)明作進一步描述圖1是本發(fā)明中的一亇系統(tǒng)的構成框圖,每個能源系統(tǒng)包括至少一亇或多個能量 輸入端1和至少一亇或多個能量輸出端2,包括至少一亇或多個能量采集、轉化器A,至少一 亇或多個整合器B,至少一亇或多個能量輸出轉化器C,包括至少一亇或多個輸出能量與輸 入能量反饋回授環(huán)3或4或5,本發(fā)明的熱機系統(tǒng),稱為熱機系統(tǒng)RX。圖2是本發(fā)明中的一亇系統(tǒng)進一步的構成框圖,主要對應圖1,A是能量采集、轉化器,B是整合器,Cl代表是能量輸出轉化器1,例如是熱機Cl, 也就是熱機RJ,熱機Cl的動力輸出軸&,當其與發(fā)電機C2轉軸相連接時,帶動發(fā)電機輸出 電力至輸出端口 22,C2代表是能量輸出轉化器2,1是能量輸入端,3或4或5是輸出能量 與輸入能量反饋回授環(huán),它們可以是管路,或通通管路等,^是能量輸出轉化器Cl的輸出端 口,22是能量輸出轉化器C2的輸出端口,虛線框η表示整個圖2內的本發(fā)明熱機系統(tǒng)RX。圖3是本發(fā)明中的一亇系統(tǒng)另一個進一步的構成框圖,A是能量采集、轉化器,Bi, Β2是整合器,即整合器B分介成Bi,Β2 二個部分,其它同上,略。圖4是本發(fā)明中的一亇系統(tǒng)另一個進一步的構成框圖,Fl是控制線,F是控制系 統(tǒng),CHU是儲存器,可儲存能源,如汽體,汽體壓力儲能,液體等,U是儲存器通路,例如管道 管路等,其它同圖1含義
圖5是本發(fā)明熱機系統(tǒng)RX中的一亇無汽體增壓泵熱機系統(tǒng)圖,包含(熱端)蒸發(fā) 吸熱器Li,熱機RJ,冷凝器L2,輸液泵SU,毛細管與/或(節(jié)流閥)L3,CHU是儲存器,回熱 過冷管路L4,L5,h過冷室,形成一個閉合環(huán)路,作為另一個例中,可以增加熱泵RB,或同時 去除SU0511表示熱機RJ的動力輸出端,512表示發(fā)電機C2的電力輸出端,圖6是本發(fā)明熱泵熱機系統(tǒng)RBX中的一亇熱泵熱機系統(tǒng)圖,包含(熱端)蒸發(fā)吸熱 器Ll,熱泵RB,熱機RJ,冷凝器L2,輸液泵SU,毛細管與/或(節(jié)流閥)L3,CHU是儲存器,回 熱過冷管路L4,L5,過冷室h,熱泵RB,形成一個閉合環(huán)路,611表示熱機RJ的動力輸出端, 612表示發(fā)電機C2的電力輸出端,作為另一個例中,可以去除輸液泵SU。圖7是本發(fā)明中至少一個能源系統(tǒng)或多亇能源系統(tǒng)串聯構成框圖,in是能量輸入 端,out是能量輸出端口,F是控制器,nl,n2,nx是各個能源系統(tǒng),F分別與nl,n2,nx間的 連線表示控制線Fl,圖8是本發(fā)明中至少一個能源系統(tǒng)或多亇能源系統(tǒng)并聯構成框圖,in是總的能量 輸入端,out是總的能量輸出端口,F是控制器,n3, n4, ny是各個能源系統(tǒng),虛線分別表示 各輸入端口并聯,以及各輸出端口并聯,F分別與n3,n4, ny間的連線表示控制線Fl,圖9是本發(fā)明中及至少一個能源系統(tǒng)或多亇能源系統(tǒng)進一步的串聯與/或并聯 構成框圖,in是總的能量輸入端,out是總的能量輸出端口,F是控制器,In, Inl, lnx, 1η2, In3,lny,是各個能源系統(tǒng)的能量輸入端,2n,2nl,2nx, 2n2, 2n3, 2ny,是各個能源系統(tǒng)的能 量輸出端,Fn, Fnl,Fnx,是系統(tǒng)η,η ,ηχ的控制線,Fn2, Fn3, Fny,是系統(tǒng)n2,n3, ny的控制 線,虛線分別表示各能源系統(tǒng)間的聯系,m表示虛線框內的整個所有系統(tǒng)的集合,即由多個 系統(tǒng)構成的集合m,其中各個能源系統(tǒng)可以相同或不同,各自的能源可以相同或不同,例如有水源能 量,有空氣熱能,有淺層地熱能,恒溫層地溫熱能,有太陽熱能,有利于形成互補優(yōu)勢。圖IOa是本發(fā)明太陽能聚光陣列中,每個陣列單元之中的,其中一個小反光鏡元 整體構成圖,一個長條活動轉軸108與其可相固定的輪子109,通過滑輪104,106,與不銹鋼 絲、金屬絲、或芳倫繩105,通過反光鏡掛繩孔102,1011,與反光鏡聯接,1010是小鏡的支承 立桿,100是反光小鏡G的轉動軸心0,在軸心0上安裝球軸1003,1003固定在立桿1010上 端,1012是立桿1010水平轉動的二個軸承。圖IOb是表示每個陣列單元之中的,多個小反光鏡元通過108,1010實現聯動的示 意圖,108通過其上的多個相固定的輪109,及纏繞于上的繩105,各繩與其對應的小鏡G相 連,當轉動108時,單元上各個小鏡G均同時垂直轉動,同樣立桿1010與其上的多個相固定 的輪1013,及纏繞于多個1013上的繩1014,當轉動1010時,單元上各個1010與小鏡元G 均同時水平轉動,其它各個1010間,以及其它各個108間的相互聯動,也可采用上述方法, 或齒輪傳動。圖11是本發(fā)明太陽能聚光陣列中,其中一個小反光鏡構成圖,115是另一種掛繩 扣孔,與102,1011功能相同,可選一種使用,G為雙層的反光鏡,下層為兼價材料114,如塑 料,上層為反光鏡層面112,兩層可合并為一層在鏡面上拋光的不銹鋼材料制成,111為球 軸1103的球軸固定蓋,用鏍絲118與G固定,球軸1103固定在立桿1110之上,117是立捍 加強外套。
圖12是漸變容積換熱器示意圖,即二層換熱器在熱源進氣口 121與熱交換出口 122處(熱端),是收至最小的容積處,而123與IM端(冷端),則是自熱端處逐步擴大至 最大容積的部位,是一種熱能源高品位回收裝置與方法。圖13是可轉動的喇叭口迎風管示意圖,131是喇叭大口進風處,132,133是其外殼 大口部及平直部,134是風向尾翼,135表其可水平轉動。圖14a,l,2,3,4為四通換向閥1410的四個端口,其不通電狀態(tài),1與2通,3與4 通,反之1與4通,2與3通,即146端口與145端口的進水(或氣),可以正或反向流動,147 為換熱器,148,149為其另二端口。圖14b,為電磁三通選通閥1414,通電時,3與2通,反之3與1通,即可選擇1412 或1411 二個水或氣源。圖15a,b是陣列單元可拆卸的對準安裝基座示意圖,151是對準安裝基座板,包含 四個凹對準基座152,153表示原設施、建筑物IM平面2-10mm凸出對準部位。圖16是高溫儲能器示意圖,165是高純碳儲能蕊體,161是其真空保溫外殼,162, 163是其二個可打開,關閉的保溫蓋子,164是熱機的凸形換熱器頭,即換熱器L頭部。圖17是人工冷端示意圖,含四個真空蒸發(fā)室177,178,179,1722 ; 二個風機 (泵)1715,二個真空泵1723,1716 ;四個蒸發(fā)接水網(或瓦,或網加瓦)176,冷卻進水口 1717,控水閥1718,冷卻水出口 1712,含換熱器L,與輸液泵SU,冷室173 ;排氣出口 1714(即 排至空氣空間),1720,1721為換熱器174的兩個端口,175為水或低共熔桌溶液,系人工低 溫冷源,1719表示,其中一種方法可將第一個176上的冷凝水排至(或不排出)第二個176 上,冷源補水口 171,冷源補水控水閥172,如果無更低溫水源,補水口或者可與冷卻水1717 同端口,或另將冷卻水1717引至173冷室內容器預冷,待173冷室吸熱降溫后,再引至171, 下圖176為蒸發(fā)接水瓦的放大示意圖。圖18是另一個簡化的人工冷端示意圖,含三個真空蒸發(fā)室187,188,189 ;二個風 機(泵)1815,真空泵1816,三個蒸發(fā)接水網(或瓦,或網加瓦)186,冷卻進水口 1817,控水 閥1818,冷卻水出口 1812,排氣出口 1814(即排至空氣空間),含換熱器L,及其端口 183, 184,185為水或低共熔桌溶液,系人工低溫冷源,1819表示,其中一種方法可將第一個186 上的冷凝水排至(或不排出)第二個186上,冷源補水口 181,冷源補水控水閥182,余同圖 17。圖19.是另一種水溫差真空蒸發(fā)法發(fā)電ZKX。真空鍋爐197,補水進口 191,補水控 制閥192,降溫進水口 1914,降溫進水控制閥1916(或出水控制閥),風機(泵)1915,真空 泵198,排氣出口 1913(即排至空氣空間),與RJ相連的發(fā)電機,熱機RJ(汽輪機),(或本 發(fā)明提到的其它汽動元件汽動機,汽馬達,透平機,鏍捍膨脹機…),慨稱元件QUG。圖20.是海水溫差發(fā)電的安裝位置與方法示意圖(包含所有種類的海岸線位或江 河水進入大面積水域的岸線形式),東西向岸線為界,上a位,下b位,方或圓內為c位,余為 d位。圖21.是兩個真空蒸發(fā)室的人工冷端,排氣出口 2114(即排至空氣空間),(或 2119不排出216),元件相應同圖17,18,略。圖22.是一個真空蒸發(fā)室的人工冷端,排氣出口 2214(即排至空氣空間),(或 2219不排出2212),元件相應同圖17,18,21,略。
圖23.是而空氣/水(液)換熱方法示意圖,空氣室237,2315風機(泵),其中一 個向內增壓,另一個向外排氣,余同圖22,17,18,空氣從兩個風機(泵)2315之間向一個方 向流過,水霧2311直接與空氣換熱,吸收空氣熱能的水霧流至水源235,由換熱器L傳熱至 端口 233,234,可再向外傳熱,或經2319,2312,與外換熱,詳見P34說明書,略。
(五)實施例以下對各個實施例中作一些整體描述,及一部分歸納,某些細節(jié),巳在
發(fā)明內容
中,對各亇相關部件,各種排列組合,作了大量,詳細的描述,實施例中不再一一復述,本發(fā) 明中所有發(fā)明內容,產品,元件,部件,系統(tǒng)等實施方法,例,均不是唯一的,相互間不排斥, 都是或關系,都具有各自特桌、優(yōu)勢。本發(fā)明系統(tǒng)集合適用于功率0. IPff-IO30瓦的熱機、熱泵系統(tǒng)或單機,下述實施例, 雖然是千萬千瓦級的能源、電力設施例,但完全可從1/10 /100000的功率規(guī)劃開始啟動 實施,實現邊施工邊用電、用能源的過程,而不必等待較漫長的施工期!資金問題與工程實 施也更現實,也容易規(guī)劃與啟動。實施例一本發(fā)明在水力發(fā)電站中同時應用溫差發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電,其連同水力發(fā)電量在內, 通常整個溫差電站功率可為原水電站的450 % -750 %,結合低溫或高溫空氣,最高可達 1389%!即擴大為13. 89倍于水力發(fā)電量! % (參P86例i^一)。在各系統(tǒng)中,還可結合太 陽光聚,在利用相同的水資源條件下,獲得令人驚奇效果,具有巨大的經濟、商業(yè)、環(huán)保、減 排放、社會效益。全面改進設計熱機系統(tǒng),改進換熱器,壓縮機,過冷回路等,使系統(tǒng)適合于使用的 低溫R744制冷劑,大幅改善整個熱機系統(tǒng)的效率和環(huán)保性能、成本、毒性、安全性能等,且 R744的價格僅為的1/30-1/50 !對成本控制意義重大,總體性能價格具極其明顯的 優(yōu)勢。適合于水源溫差源,在水源熱能發(fā)電、動力、能源的應用,控制熱端熱交換器的平均水 深,水源溫度一般不超過30°C。在設備中液體、氣體通道范圍內安裝過壓閥,通過控制系統(tǒng)以及壓力監(jiān)控儀表,報 警器,可控壓力閥等,釋放過壓能量,可確保高度安全。在有水位落差的水源中,例如水庫、水電站,其它江、河、湖等,完全不使用抽水泵, 使溫差發(fā)電效率遠大于海水溫差發(fā)電的30%,所發(fā)電力幾乎98%全部用于輸出供電,其經 濟效益、綜合評價、安全、環(huán)保、成本、設計、施工建造、等各個方面均遠優(yōu)海水溫差發(fā)電。由 于水電站均設有多道防波提,相對海上的狂風巨濤,工程、技術及施工、維護、補給要容易得
多 ο同時采用了水溫差能或與空氣熱源組合時(尤其當空氣源溫差大于水溫差能 時),較單一水力發(fā)電,提高至約900% -1000%的總電力輸出!在溫差Δ 15Κ條件下原水電站壓頭150米,(高的可達200米壓頭,水溫差也更 大),水力發(fā)電每千瓦時耗水,由本發(fā)明溫差發(fā)電可增加3. 845千瓦時,連同原水力電1千瓦 時,共發(fā)電4. 845千瓦時,即發(fā)電量為原來的484. 5% !獲得令人驚奇的技術效果及與經濟 商業(yè)效應。熱機效率η I (Δ15Κ) = l"Ta/Th = 4. 7%,蒸發(fā)吸熱 η = 3. 0*1012,
可增大或互補充水源溫差能,非常實用經濟方便,在水熱源地就近,開挖不同深度 的低成本中、低溫地源井,可取得不同的溫度,再與水源配合成不同的最大溫差源優(yōu)于海水 溫差發(fā)電,或單個系統(tǒng)以地熱發(fā)電。正由于系統(tǒng)成功地進行了全面技術設計方案的優(yōu)化、集合,溫差范圍包含在 0. 5°C 20°C或 20°C 60°C或 60V 98°C或 98°C 250°C或 250°C _550°C這樣寬的溫度 范圍均可利用。在全部地熱資源中,這類中、低溫地熱資源是十分豐富的,遠比高溫地熱資 源大得多。因此,與水源,空氣熱源結合使用時,具有巨大的商用價值和經濟性。因為高溫 地熱資源少得多,而且成本,投資也高許多。當空氣源和水源之間溫差大于單純水源溫差時,或同時利用水源熱能或空氣熱能 或地熱能源,或同時利用水源熱能與空氣熱能與地熱能源。同樣,其它熱源和水源溫差大于單純水源溫差時,例如附注中的,能源編號中,各 種能源、熱源,也可以與水源熱組合使用,或單獨使用。發(fā)明內容方法有,溫差能源經濟地獲取方法,利用原有的設施、建筑物的(或與之 同時設計的)太陽能聚光陣列熱源設施、建筑物、房屋窗玻璃、墻面、陽臺,屋頂、所有外側 面,建筑物、山體、地面、其它實體、水面、使用陽光玻璃管道,陽光玻璃房,…設置聚焦反光 陣列,可使陣列的成本大幅降低,使之實用、商業(yè)化…。本發(fā)明熱泵熱機系統(tǒng)RBX的構成(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱泵(或稱汽體增壓泵)一熱機一(冷端)冷凝器 —輸液泵一毛細管(節(jié)流閥)一(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸入端。根據設計要求,系統(tǒng)的熱端 蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱機之間,可以去除熱泵(或稱汽體增壓泵),蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱 機之間,用液管直接聯接,有熱泵增壓時,或者可去除輸液泵,在汽體鏈路節(jié)桌上,可并聯或 串聯儲汽/液罐,以增加汽壓穩(wěn)定性,并將汽液自動分離,防止液擊,例如在冷凝器至輸液 泵之間串聯或并聯儲液與/汽罐,采用L3,L4,h室過冷,使液化充分時,或熱機輸出已良好 液化,可以不用儲液/汽罐CHU,CHU兩端直通。為提高熱機系統(tǒng)效率,可將熱泵的汽體增壓 比P2/P1降低至1. 0-3. 5,當P2/P1等于1. 0時,可取消熱泵(高壓P2,低壓Pl),系統(tǒng)使用 輸液泵。即用熱 機系統(tǒng)中溫度最低的管路段,引長為L4并與向毛細管(節(jié)流閥)并行焊 接,向毛細管L3(節(jié)流閥)吸熱,例如熱機低壓輸出端至輸液泵之間的管路,或毛細管輸出 端至熱端蒸發(fā)吸熱器輸入端之間,都可串入回熱過冷管路L4與/或h過冷室,或回熱過冷 管路L5,參見圖5、圖6中的h過冷室,當工質經毛細管出口 59、69,進入與外界隔熱的過冷 室h降壓汽化時,h室內溫度下降,并同時向L4與/或L3毛細管過冷吸熱,使毛細管L3與 /或L4液化更充分,可以采用L4與/或h過冷室方法過冷,h室內的汽化汽體,經過510或 610管端口進入熱端蒸發(fā)吸熱器輸入端51,61,L4與/或L3,或用水源冷端吸熱過冷。采用L4與/或h過冷室方法過冷,其具體聯接是,工質經熱機低壓端出口,經過儲 液/氣罐CHU,或跳過CHU直接連接至回熱管L4,輸液泵,毛細管L3,工質經毛細管出口 59、 69,進入與外界隔熱的過冷室h降壓汽化,h室內溫度下降,并同時向L4與/或L3毛細管過 冷吸熱,使毛細管L3與/或L4充分液化,h室內的汽化汽體,經過510或610管端口進入熱 端蒸發(fā)吸熱器輸入端51,61,無L4時,L4兩端點直通,無h過冷室時,59與510直通,或69 與610直通,無CHU時,CHU兩端點直接連通,或用水源冷端吸熱使L3與/或L4冷卻過冷,過冷方式或包含L3+L4與/或h室,或者串入L5過冷,并切開M,64桌,原56與57連接, 66與67連接(不使用L4時),或L4+L5+h,或L3+L4+h,或L3+L5+h,當不使用L5時,54,64 桌不斷開,當不使用h時,59與510連接,69與610連接,即有三亇過冷桌54 (或64)桌, 56與57桌(66與67桌),59與510桌(69與610桌),過冷方式至少慨括包含L3+f (L4, 1^5,11,節(jié)流閥)。本實施例采用h+L3,或 h+L3+L4,或 h+L3+L5,或 L3+L4,或 L3+L5。本發(fā)明熱機系統(tǒng)RX (參見圖幻,采用無增壓壓縮機方案(或稱汽體增壓泵),即壓 縮比為1.0,可取消熱泵,系統(tǒng)的熱端蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱機之間,可以去除熱泵(或稱 汽體增壓泵),蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱機之間,用液管直接聯接。本發(fā)明熱機系統(tǒng)使用R744,完全避開了 R744在跨臨界使用,使液化條件充分滿 足,同時使熱機處于的最優(yōu)工作條件,效率達最大值。則得到全面性能上的提高。采用無增壓壓縮機方案(或稱汽體增壓泵),即壓縮比為1.0,取消熱泵,即主要 構成如下(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸出端一熱機一(冷端)冷凝器一輸液泵一毛細管(節(jié)流 閥)一(熱端)蒸發(fā)吸熱器輸入端,吸熱能效比趨于3.0*1012-10w最大值;當在換熱器上 下高度內的最高平均水源溫度23 °C,平均高溫源23 °C,低溫源8°C時,設計熱機熱端P2 = 61. 44bar,冷端 Pl = 42bar,較低的高低壓比 P2/P1 = 1. 43,較高的壓差 P2-P1 = 18. 6bar ! 熱機的效率達極大值,選用適合本發(fā)明系統(tǒng)使用的低溫R744制冷劑,是其它任何制冷劑無 法相比的,特別適合于水源熱能坊合,如發(fā)電,動力,能源等。熱機使用輸液泵。參閱上述熱 泵熱機系統(tǒng)RBX的過冷描述。高效率低溫差熱機系統(tǒng),在熱源使用外界熱源時(非人工制 造的熱源),由于熱機吸取僅4. 7%的能量(冷端與熱端溫差為Δ 1 時),循環(huán)回路中未利 用熱能量均回流至蒸發(fā)吸熱端再次被利用,即輸出能量與輸入能量之間的反饋回授環(huán)。而 吸熱端吸收的熱能能量對于熱泵的耗能而言,也僅為總循環(huán)可獲得至少1.1-3. 0*1012 !倍 的功率增益,通常比較容易獲得50-3. 0*10"倍功率增益。而當吸熱循環(huán)系統(tǒng)已吸入蒸發(fā)吸 熱器內工質汽體的熱能溫度增溫趨向設計范圍=-20K-0. IK時,該系統(tǒng)的吸熱能效比可達 3. 0*1012 (當熱泵的高壓P2-低壓Pl趨向零或最小值時,系統(tǒng)不采用增壓壓縮機)。加上熱 機轉換成動能(或電力)時,整系統(tǒng)能效增益可達3. 0*1012*0· 047 = 1. 41*10"(同樣,水 力發(fā)電也趨向無窮大),熱機效率η I (Δ15Κ) = l-Ta/Th = 4.7%,Ta是環(huán)境或冷端絕對溫 度,Th是熱端絕對溫度,該(Δ15Κ)是外界熱源的熱端與冷端的溫差值,(參P68水溫差能 量值/熱機效率Π )。特別是使用水源熱能,并且不采用水泵時,整系統(tǒng)效率可達最大值。 (例如水源存在位差能,冷熱端水源自動流動時,而當耗能的工質液體輸液泵由系統(tǒng)發(fā)電供 給時,系統(tǒng)為一個‘無能耗’的能源供給器,它消耗的僅為自然界中無窮盡的溫差能,就如同 水力發(fā)電一樣)。工質液體輸液泵耗用整系統(tǒng)約0.2%-5%的能量。即熱機系統(tǒng)總效率為 95% -99. 8%,遠高于海水溫差發(fā)電的30% !電價成本為水電成本的1/3-1/5 !建造總成 本為1/3-1/5,本發(fā)明熱機系統(tǒng),完全避開了 R744在跨臨界使用,熱機系統(tǒng)并對毛細管(節(jié) 流閥)過冷,使液化條件充分滿足,同時使熱機處于的最優(yōu)工作條件,效率達最大值。目前空調已廣泛使用的R410A,高壓最大值已為42bar左右,本發(fā)明熱機(或熱 泵)所選用的R744,微(管)通道對空氣壓力為61.44bar,內部壓差P2-P1 = 18. 6bar,故 而工程上并無太大難題。國際上海水溫差發(fā)電,均采用R717,但其安全性屬B2級,有毒、易燃易爆炸,毒性,爆炸,環(huán)保等問題不介決,在世界規(guī)模級應用是扱為困難的,甚至是不可能的。而通常的熱 泵在使用R744時遇到的問題是,處于跨臨界循環(huán)使用,高壓P2將達160-170bar !而且能 效比也不高。本發(fā)明熱機系統(tǒng)使用R744,則完全避開了 R744在跨臨界使用,使液化條件充分滿 足,同時使熱機處于的最優(yōu)工作條件,效率達最大值。則得到全面性能上的提高??刹捎迷跓釞C動力軸封殼內,施加62_6;3bar的P3壓力平衡防止泄漏。加P3壓力 后,熱機僅需考慮壓差P2-P1,而熱機內部高低壓差P2-P1,僅l-42bar為目前的正常范圍 (相當于R410A最高42bar的壓力工作范圍)例如溫差10_35°C,壓差為14. 84-41. 7bar。R744的安全組為Al最高組級別,環(huán)保ODP = 0,GWP = 1為最優(yōu),冷劑完全不用回 收,因R744制造產生完全來自于大氣,故而對環(huán)境完全不增加C02。選用適合使用的低溫R744工質,除技術性能外,臭氧破壞為零!溫室汽體增加為 零!對于超大規(guī)模的能源工業(yè)等廣泛用途,完全環(huán)保、無毒性、可靠性、安全性、無易燃易 爆,工業(yè)實用性、經濟性、商業(yè)、利潤率等是頭等重要的,是其它任何制冷劑無法相比的,只 有這樣才可能得到大規(guī)模的利用發(fā)展,特別適合于水源熱能坊合,如發(fā)電,動力,能源等,熱 機使用輸液泵。所選用的R744的單位容積制冷量相當大,如飽和溫度0°C時分別R12和的 8倍多!比大部分制冷劑有更小的液體粘性和較大的液汽密度比,使壓降成為一個優(yōu)勢,換 熱系數與傳統(tǒng)的CFC和HCFC相比高得多,使所有通道部件,如壓縮機、換熱器、熱機、熱泵、 輸液泵等和管道的芯體體積縮小,此外,放熱過程中工質與熱源之間的溫差較小,使溫差的 不可逆?zhèn)鳠嵋鸬膿p失減小,微通道在單位體積空間中提供更大的接觸面積,更大限度地 減小換熱器的尺寸,從而減小裝置的重量、體積,因而與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,系統(tǒng)管道、換熱器同比流通面積可減小到相當于其他的1/8(說明書中及P28,所 有換熱器種類與管路通道),根據不同的功率,壓縮機、熱機的容積流為其它工質的1/5 1/8,直徑為3-106mm之間,同功率直徑減小為原有直徑的1/1. 05-1/100,實施例為1/5 1/8原直徑。系統(tǒng)的熱機、壓縮機容積流量,排氣量可減小到相當于其他的1/8,相熱機性能 也得改善,使用改進的平行/小夾角平扳式微通道,波紋通道夾角減小,增加了上下波紋板 之間的釬焊接觸面積,增加釬焊的焊接面積,即增加同等厚度板材的耐壓力,更重要的是降 低同比成本,降低同比體積,重量,及有利于防止結柜,與方便清潔洗,(即改進的各種平扳 式微通道熱交換器),熱、冷端交換器的尺寸大幅減小,這對于大功率能源、動力、發(fā)電具有 重大意義,可使能源密度、功率與效率提高,并使工程成本、安裝、維護、清潔等容易實施。換熱器與壓縮機及整機的尺寸大幅減小,使單位功率整機強度可大幅提高。也即 同等容積內,(等效熱交換面積)設計面積為常規(guī)技術相應面積擴大,同等空間可安置多達 2倍的熱交換器或熱機,提高功率。在水熱源地就近,開挖不同深度的低成本中、低溫地源井,可取得不同的溫度,再 與水源配合成不同的最大溫差源,可增大或互補充水源溫差能,非常實用經濟方便,也明顯 優(yōu)于海水溫差發(fā)電??刂葡到y(tǒng)使用人工控制系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)結合的F與控制線Fl,發(fā)揮兩種方法 各自優(yōu)勢,自動控制快速全面且全天侯,人工控制具主動性及決定性,F包含至少一亇或多 個總線控制PLC工業(yè)控制器,微機,MCU,或DSP,PLC工業(yè)控制器具有成熟,簡單,性能安全可靠,使用與組合方便,不用專門設計,編程方便,或者結合一部分微機,MCU, DSP,發(fā)揮其靈活 多個的優(yōu)勢,該Fl包含至少一亇或多個總線控制總線而,Fnl, Fnx, Fn2, Fn3, !^ny或Fl,過 濾網見P33。實施例二 水源結合空氣源,太陽聚光陣能源,太陽熱能,淺層低溫地熱源(或其 它熱源或本發(fā)明能源編號為W-擬6的各種熱源),的組合原則是,兩個或兩組能源間的 能差大,而且容易獲取,且較經濟,較穩(wěn)定,增加整個系統(tǒng)與集合的能量穩(wěn)定性,提高互補優(yōu) 勢,環(huán)保等,一個在冬季水源能溫差能減少,則選空氣源與/或淺層地熱能源能量減加,例 如當水源平均溫度下降時,或溫差能下降時,它與空氣源,地熱之間的溫差卻擴大了,即水 源溫差自身發(fā)電下降,空氣源,地熱與水源結合的溫差發(fā)電能量卻上升了,這兩個發(fā)電可由 兩個系統(tǒng)分別發(fā)電完成,也可以由一個系統(tǒng)同時完成,此時,只須將地熱熱源對原水源熱端 增加熱交換量,提高該水源熱端溫度就可以了,具體通過,并由控制系統(tǒng),或人工與/或自 動控制系統(tǒng),總線控制器F (系統(tǒng))完成,增加整個系統(tǒng)與集合的能量穩(wěn)定性,提高互補優(yōu) 勢,環(huán)保等,又例如,當空氣溫度大幅下降時,例如空氣溫度為_5°C -30°C時,水深約100 150米的下層水卻保持在12°C 15°C,總溫差反而擴大,為溫差至少20°C 45°C !而且同等溫差時,低溫環(huán)境熱機效率上 升較多,擴大為13. 89倍于水力發(fā)電量! % (參P86例十一)。這時候結合空氣源為冷端 能,水源為熱端能,是非常適合的,冷端化霜可以直接用水源熱能,或間隔交換使用幾個冷 端熱交換器,或間歇調節(jié)增大熱端流量,或減少空氣流量流速,或增加電熱附助化霜,或增 加12°C 15°C左右的下層水水流量等,或使用低共熔桌水溶液水(液)換熱方法例如加39%的碘化納NaI水溶液的共熔桌 為-31. 5°C,加23. 3%的NaCl水溶液,共熔桌為-21. 1°C,可完全防止結霜,(參P35,P78)使該溶液蒸發(fā)排熱或同時噴淋排熱可獲得低溫,見附圖23,P35,P78及
等,或使用人工冷源,詳見圖17,18,21,22及
。所有能源的組合/選擇,由控制系 統(tǒng),或人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器(系統(tǒng))選擇適合能源組合,由自動測量的傳 感器測量各能源參數,并由控制系統(tǒng),或人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器(系統(tǒng))方 式優(yōu)選最大能量化完成;控制系統(tǒng),人工與/或自動控制系統(tǒng),總線控制器,它們主要包含 工業(yè)控制器與/或微機,或包含總線控制總線與總線控制的PLC工業(yè)控制器與/或微機,包 含導線回路與/或機械回路(例如管路內的能量、熱能與機械力的傳遞,回輸,回授等),傳 感器、執(zhí)行器、由工業(yè)控制器與/或微機發(fā)出控制指令,通過總線控制總線完成,總線控制, 包含電控與/或機械控制,包括溫度傳感器,如感溫包,熱敏元件,熱敏電阻,熱敏晶體管, 熱電偶等與溫度敏感的元件測量溫度,用壓敏元件,如壓力傳感器,壓力閥,過壓保護閥,過 壓截止閥,壓敏電阻,半導體壓敏傳感器、執(zhí)行器,如機/電控制器,繼電器,截止閥,泵,電 機等執(zhí)行完成,總線控制的優(yōu)桌是可控制參數多,系統(tǒng)簡單,如時分制控制與機械控制,通 ??芍恍枰粋€電回路與/或一個機械回路,較全面,性能好,且成本低,本發(fā)明涉及方法 和產品,裝置及用途。通常以PAI2,PAI,分別對擬6進行組合PAI2f(Nl 擬6),或 PAI f(Nl N26),詳見能源組合編號內容。實施例三
水源組合能源及水溫差剩余能源與其它剩余能源多次發(fā)電、產能(或產生動力、能源)水溫差剩余能源結合空氣源,太陽聚光陣能源,太陽熱能,淺層低溫地熱源(或其 它熱源或本發(fā)明能源編號為W-擬6的各種熱源),或水源分別結合前述幾種能源,或空氣 源與淺層低溫地熱源同時結合水源,或前述任意組合排列多種組合方式(以下詳細組合排 列),分別再次結合水源多次發(fā)電(或產生動力、能源)空氣熱能(可以包含太陽熱能,太陽聚光能,及本文中提及的各種熱源),在使用 本發(fā)明高效率的熱機系統(tǒng)時,由于可高能效比地吸收周圍巨大空間的空氣熱能,并不斷有 不同比重的空氣補充,但是它缺少、難以在就近找到不同溫度,能量大,且溫差大的兩個空 氣熱源,即同時、就近存在一個冷端源與另一個熱端源。但是,空氣熱能與水源溫差結合使 用,總是會有較大的,溫差范圍不小于15°C 65°C的溫差能,通常多為18°C 45°C的溫差 能!主要是因為水源不有不同的溫度層面,空氣溫度與水源間總是能找到不小的溫差,當 空氣溫度上升較高,如25°C 65°C時,或下降至0°C -30°C時,對水溫差都顯著減大,因為 水溫度范圍一般在,上層25°C 3°C,下層在12°C 15°C,中層在12°C 18°C,空氣源與水 源或結合水源自身溫差能,總有較大的溫差能可用,水源熱能量、熱容量特別巨大,且與空 氣源間的溫差較大,并可不分晝夜與季節(jié)地保持與水源熱間總有溫差能可利用。又如,當水 源與空氣源溫度下降時,如空氣溫度下降至0°C -30°C時,水溫度范圍在10°C 15°C,或 5°C 10°C,水源溫度與空氣源,地熱,淺層地熱,恒溫層地溫熱能,(或其它熱源)的溫差反 而上升了,水溫差自身在各季節(jié)較為穩(wěn)定,有一定恒溫性,且上下層有不同的溫差。而且水源利用前后,可以多次發(fā)電、產能,例如在溫差發(fā)電之前水庫中的上、中、下 層的不同溫度的水源熱與空氣熱配合產生的不同溫差,可以分別發(fā)電,如采用下層或上層 或中層的8°C 15°C,15°C 水源熱能與35°C 45°C的熱空氣之間的溫差能發(fā)電,會 提高混合出水的溫度,有利于該混合出水的剩余能量多次發(fā)電再利用,反之,利用0 -30 的空氣熱能,會降低混合出水的溫度,此時降低的水源熱與淺層地熱能結合,是最好的方法 之一,而升高溫度的水源熱與低溫水源間擴大的溫差能結合,也是一種好的方法,這些進一 步升高或降低的水源,都會擴大與原水庫或其它熱源的溫差能,水力發(fā)電后,或溫差與水力 雙發(fā)電后的出水(即經過水溫差發(fā)電的,冷熱水調合至中間溫度,或同時再經水重力發(fā)電 的水),仍可再次發(fā)電,該中間溫度的水或者可以再次與,與水溫差剩余能源組合能源水 源溫差剩余能源結合空氣源,太陽聚光陣能源,太陽熱能,淺層低溫地熱源(或其它熱源或 本發(fā)明能源編號為W-擬6的各種熱源),這里定義為水溫差剩余能源與其它剩余能源多 次發(fā)電、產能(或產生動力、能源),它里之所以定義‘其它剩余能源’,是因為水源可能結合 了空氣、或地熱或其它m 擬6能源編號或能源組合分組編號為義丨…沈分組編號的各種 熱能,在未提水發(fā)電方法中,結合其它能源發(fā)電,可以在第一次溫差發(fā)電前的水源中進行發(fā) 電,也可在溫差發(fā)電之后的混合水,或未混合的熱水、冷水中分別進行發(fā)電,視其它能源與 它們的溫差能大小選定。下面對水溫差能的再利用歸納分類(慨括為Wl. -W7.)本發(fā)明中,其它能源均指能源組合分組編號Α1···26,以及能源組合分組編號為 AL···^,以及本說明書中提及的能源與排列組合,水溫差能的再利用,包含所有水源的再回 收利用,而非僅指水力發(fā)電的水源,即所有水源無論水源大小與形式,都可以下面方法回收熱能,水庫,水源頭的上中下三層,表示水源不同的溫度層面,即熱,冷端,出水后的下游處, 也相當于換熱利用后的水源或水容處或水容器,提水相當于泵水回用…分別相對應于不同 大小的水源狀態(tài)。水溫差能再利用可以多次進行(并采用本發(fā)明的P20熱能源高品位回收 裝置與方法)不提水類Wl....W32,Wl.在第一次水力發(fā)電或溫差發(fā)電前的水庫,即水源頭(或所有水源,以下略)中, 上,中,下層水分別結合其它能源發(fā)電或輸出能源,W2.在第一次水力發(fā)電或溫差發(fā)電后出水口的下水混合水水域中,上,中,下層水 分別,結合或不結合其它能源發(fā)電或輸出能源,W3.在第一次水力發(fā)電或溫差發(fā)電后,將冷,熱出水口分別放水至兩個分開的下水 處水域,經陽光再加熱后(或不經陽光再加熱)兩種情形,在下水處兩個分開冷,熱的水域, 分別結合或不結合其它能源發(fā)電或輸出能源,即有W31.冷,熱兩個分開的下水處水域,經陽光再加熱后,冷,熱水域分別結合其它能 源發(fā)電或輸出能源,W32.冷,熱兩個分開的下水處水域,不經陽光再加熱,冷,熱水域分別結合其它能 源發(fā)電或輸出能源,不結合其它能源發(fā)電或輸出能源,慨括為,Wl....W32.提水類W4.···■W4.由W2.分別提水至水庫中溫度對應的上,中,下層水,再利用其后的溫差水能 源,結合或不結合其它能源發(fā)電、或輸出能源W5.由W3.分別提水至水庫中溫度對應的上,中,下層水,再利用其后的溫差水能 源,結合或不結合其它能源發(fā)電、或輸出能源W6.由W31.分別提水至水庫中溫度對應的上,中,下層水,再利用其后的溫差水能 源,結合或不結合其它能源發(fā)電、或輸出能源W7.由W32.分別提水至水庫中溫度對應的上,中,下層水,再利用其后的溫差水能 源,結合或不結合其它能源發(fā)電、或輸出能源慨括為W4.…WI上述各種水溫差能再利用方法歸納慨括為,Wl.···■.水能源與其它能源的組合有附 擬6的能源編號,能源組合分組編號的所有能源,說明書中提到的各種能源組合。實施例四(因日用水量大于日排污水量,也可以日用水量計,或大的用水源頭, 如水廠,水廠水庫,水廠水源及中、下游等。)以我國排污管網和工廠,日排污水以10000萬噸-15000萬噸(立方米)計,每噸 污水溫差發(fā)電量以0.8千瓦時,日總發(fā)電量為(8000 12000)萬千瓦時,年發(fā)電量為即 292-438億千瓦時!三峽水電站總裝機容量1820萬千瓦,年平均發(fā)電量846. 8億千瓦時。僅上海日排 污水560萬噸。全國有22個省、5個自治區(qū)、4個直轄市(未包括臺灣省、香港和澳門特別行政區(qū))*80萬噸/省市*日=2480萬噸/日,334個市(自治州、盟)*10萬噸/省市*日=3340萬噸/日,1735個縣(市、自治旗)萬噸/縣*日=1735萬噸/日,48000多個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),*1000噸/鄉(xiāng)鎮(zhèn)*日=4800萬噸/日行政村總數為691510個(全國范圍)*50噸/行政村*日=3457萬噸/日。以上總計16372萬噸/日實施例五本發(fā)明用于太陽光熱功率發(fā)電,即本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源,與水力發(fā)電結合, 為水力發(fā)電功率的400% 800%多?。】删徒玫饺萘烤薮?,溫差較低的冷端源,可使發(fā) 電總量完全穩(wěn)定,完全經濟化、實用化、工業(yè)化和商業(yè)化,成本低于水電,采用本發(fā)明的P20 熱能源高品位回收裝置與方法。本發(fā)明太陽光熱功率發(fā)電,用于三峽的光熱功率發(fā)電可達7297萬億千瓦 14594 萬億千瓦! !為三峽發(fā)電功率1820萬千瓦的400% 800%多??!可使我國及世界經濟大大增長! !三峽是一個舉世囑目的人類偉大工程,那三峽的本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源的, 陣列單元光熱功率發(fā)電,或太陽能熱能裝置,一旦若有幸完工,那也將是一大創(chuàng)舉!它是人 類的一個可以無害化利用的面積,不占用居住,農田、耕地、企業(yè)、航行等。當然本發(fā)明由于陣列單元化,可拆卸化,在城鎮(zhèn)及周邊,房屋、房頂、建筑、設施、工 廠、企業(yè)等一切空間外側面,都可安裝使用。現在,在長江三峽施工,已較過去容易多了,因為以長江三峽現在已是一個水面 平靜的水庫,一座永久性通航船間和一架升船機,一切供應都不會成太大問題。三峽水庫長 遠600公里,最寬處達2000米,面積達10000平方公里。發(fā)電方案壩體面積Sl = 5.6*105平方米,水庫長6*105米,在長100公里內岸(或山體)取 地1000米寬,面積為S2 = IO8平方米,水面積10000平方公里,即IOltl平方米,取1/100 1/10水面積,為S3 = IO8 IO9平方米,以全年平均光熱功率僅以0. 22千瓦/m2熱功率 計(通常陽光充足時為600W 1000W/m2),發(fā)電效率在30% 60%,即729. 7萬億千瓦 1459. 4萬億千瓦,或7297萬億千瓦 14594萬億千瓦的發(fā)電功率??!在水面平靜的三峽兩 岸與山峽上施工,兩岸及山體是固定的,沒有海洋的狂風巨浪,總比在大海上施工要容易不 少,至少一切供應都不會成太大問題。目前的各類熱機,如外燃機,正常工作溫度為700°C 1000°C,發(fā)電效率在30% 55%。浮水平臺面積的獲取,可結合實際情況,兩岸邊各取寬50米 1000米,水面取寬1米 1000米,在兩岸或山體上安裝平臺,或水面上取邊長1米 100米的片塊相互聯結構成的浮 水平臺,約每塊面積為100-500m2或500m2-1000m2,或lOOO-lOOOOm2,或104-106m2與岸邊或 山體相連,陽光聚光陣安裝在平臺之上,可以十分方便的規(guī)模化生產生、工程安裝,和使用 本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源的陣列單元與/或其它太陽能源裝置,如太陽能熱水器,陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,獲取熱能。本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源的陣列單元,可以標準化將更加有利降低成本,規(guī)模
化生產使用。本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源的陣列單元,可以用無線或有線方式,接收發(fā)送控制 信號及故障收息,無線方式可以利用標準工業(yè)控制器,加上各種工況參數的感應元件檢測, 及已成熟的GPRS,CDMA,衛(wèi)星通訊均可,各陣列單元間可以相互通訊,以每2 10000個單 位平臺,合為一個分站向通信網收發(fā)信號,也可以每個單位平臺,分時制向通信網收發(fā)遙測 遙控信號,含電視圖像信號。如用于發(fā)電,將本發(fā)明熱機系統(tǒng)熱機動力輸出軸,帶動發(fā)電機發(fā)電。其中熱機也可使用包含本發(fā)明中提及和其它任何一種或多種熱機,如熱泵動力 機,斯特林熱機,鏍捍膨脹機,汽輪機,汽動機,汽馬達,透平機,布雷頓循環(huán)熱機,外燃機,內 燃機,蒸汽機,…等。所產生電力,多余的可將已發(fā)電后的下水,根據水庫容量情況,泵水舉高送回水庫 儲能。各種高溫能量的直接獲取,取用太陽能熱水器,陽光聚光陣的光熱能,是最方便的。在上述陣列單元的建筑平臺及浮水平臺基礎,本發(fā)明也可用陽光平扳式或管式取 熱或或箱式或太陽能熱水器等熱水、熱空氣,及本發(fā)明熱機發(fā)電,熱水溫度60°C 100°C, 光熱能吸熱效率可高至95 %左右,功率以0. 45kw 0. 6kw/m2計,發(fā)電效率提高至13. 5 % 22.7%,也足夠可觀了,總發(fā)電量相比較于本發(fā)明太陽能聚光陣列熱源的陣列單元發(fā)電,相 差無幾,而且成本低,設備簡單,設施建造與維護也容易,可用本發(fā)明中一切提及的熱發(fā)電、 光發(fā)電、直接或間接的辦法,都可以獲得能源,如取熱暖、取熱水,制冷,空調,……。實施例六高溫儲能器(見圖16),高溫熱能(熱端)作為用于汽車、摩托車,助動車,動力裝置等的動力能源高溫儲能器(可為柱形體、方形體、圓形體、蛋形體、盤形體、三角體、多面體、橢圓 形體、屈面體等任意立體形狀),本發(fā)明熱機系統(tǒng)或外燃機,熱機等向高溫儲能器獲取熱能,熱機系統(tǒng)或外燃機,熱機等的柱形體取熱頭164可 直接伸入高溫儲能器的內腔,取熱頭以高純碳纖維與/或鎢的分層復合體制成,熱機系統(tǒng) 產生動力,或進一步發(fā)電,外燃機效率較高且環(huán)保,外燃加溫與高溫儲能器也完全環(huán)保,以 高純碳為儲能蕊體165,高純碳纖維包于其外161中,使其具有較高強度,且耐高溫,儲能 溫度最高為3500°C 3600°C,較方便的加熱用對高純碳蕊體直接通電或微波或電磁波加 熱或以燃料補充熱能源,可以在1分鐘 數分鐘快速加熱完畢,保溫外層161用高純碳纖 維,或高純碳纖維與/或鎢的分層復合體,采用至少一層的真空鍍膜保溫層,500Kg的碳可 在3300°C 3630°C儲能316. 7KWH 348. 4KWH,如加入燃料充分燃燒補充熱能,則只須 50-150Kg的碳儲能,使用本發(fā)明帶能量回授環(huán)的熱機系統(tǒng)或外燃機或內燃機,700°C時熱機 η為69%,6. 9KW耗能功率,一次儲能可連續(xù)使用31. 67小時,優(yōu)良車型約可行駛2500 2750公里,若外帶燃料,則有更長行駛里程,而以外燃機為例,1400°C時熱機η為81.8%, 6. 9KW耗能功率,一次儲能可連續(xù)使用37. 54小時,優(yōu)良車型約可行駛3000 3300公里, 具有很強的實用性。用于摩托車,助動車,則只須5-15Kg的碳儲能,可行駛330公里,其排 氣采用本發(fā)明的P20熱能源高品位回收裝置與方法(含儲能),高溫熱能源98%以上都被回收再利用,排出熱能最少,因為排至空氣時,可與空氣僅相差0. 1°C至5°C,可保持系統(tǒng)最 高效率,這是非常重要的,當使用本發(fā)明電力或巳有電力為高溫儲能器加熱,弗用比油價得 多,都具有扱強的競爭性、實用性!可附加人工與/或自動C02滅火器,儲能材料可以使用 潛化熱大的相變材料,如制冷劑,單純鹽LiH等。其中,上述發(fā)動機使用本發(fā)明熱機系統(tǒng),或 外燃機,工質用氮或已商用化外燃機常用的氫,斯特林熱機,其它一種或多種熱機…等。上述實施例,僅為本發(fā)明附 擬6能源編號內排列組合的一部分介紹,涉及各相 關的實施細節(jié),可在發(fā)明內容中參考。實施例七一部分可組合的能源參考如下(本發(fā)明申明全部可排列組合法得出數目,遠多 于此列,至少有數百種)以下為m 擬6的能源編號能源的簡稱(詳見P,以及本發(fā)明說明書)Ni.水源能N2.空氣源N3.低溫地熱N4.太陽聚光陣,N5.太陽熱能,N6.剩余能源多次產能不提水類Wl.Ν7.溫差雙發(fā)電提水類儲能增能多次發(fā)電W4. -W7Ν8.地下管網污水.Ν9.水源能包含(詳見Ρ51-53,水源能包含中內容,以及本發(fā)明說明書)Ν10.天然冰或與水中加入…Nll容器儲存…Ν12.風能輔助能源,13.余熱,14.燃料熱能,Nl5.中、高溫地熱源,Ν16.高山兩側…陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,Ν17.高山有依托的兩側…陽光玻璃管道,陽光玻璃房…等,Ν18.高空空氣,19.高溫儲能器,Ν20.負壓水蒸發(fā),Ν21.霧化水蒸發(fā),Ν22.負壓與霧化水…Ν23.制造/利用飛輪儲能,Ν24.制造/利用高壓氣動力源, 化學儲能能源…,Ν25.制造/利用兼價二次能源Ν26.熱能源高品位回收裝置與方法上述各能源組合分組編號,分組編號為Al An,例如A3 1-3-9,表示能源組合A3使用了能源編號為1與3與9的三種能源,Al, 3,9表示使用了 1或3或9 二種能源組合,(,等于或,-號等于與,以此類推。Al,2,3…26(1至26相互間為或關系,1至26中的任何一種)慨括為Al,以上述 P40-P42的0,P,Q三項展開例總慨括為0,P,Q,L,B, GA, f (PAI2),或 0,P,Q,L,B, GA, f (PAI)的展開方式,對 N1-N26進行組合,其組合結果展開后,相互間為或關系,對這些相互間為或關系之組合結 果,能源組合分組,其組合的范圍為排列組合,如PAI2f(m…N26),PAI f(Nl-N26), 它們的排列組合結果,慨括為Α1··16或Σ Α「26。
實施例八制造/利用兼價二次能源由于本發(fā)明電價與電力運行成低于水電、火電,用它來生產其它種類繁多的二次 能源,可具有較強的競爭力,如人造汽油與燃氣,生物汽油與燃氣,植物燃料,油與燃氣,又 例如生產甲醇,煤轉甲醇、油、氣…。實施例九制造/利用儲能能源更重要的有本發(fā)明能源,電力用于各種儲能能 源,完全環(huán)保,可循環(huán)再生的,高壓氣動力源如氣動力汽車(如印度引進法國的高壓汽源動 力汽車),本發(fā)明高溫儲能源、動力源,飛轉儲能動力(美國等)、電力,化學儲能能源。實施例十.溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電利用水溫差雙發(fā)電,由于發(fā)電量大于450% 水力發(fā)電量,也即大于100%水力發(fā)電量,平水期內,通過提水,可產生越來越高的水庫水位 能量!甚至在枯水期可將下游水抽入水庫儲能與發(fā)電,并同時產出電力輸出!出水口及下 游提升水,應引至較遠離水壩的上水處,再次吸收上水至水壩段內的太陽光熱能,增加溫差 能,若下游水及出水口吸收地表及太陽能熱源較大水溫提高,與/或在本發(fā)明的水溫差剩 余能源多(再)次發(fā)電后的水溫提高后,提升后的水不必引至上水段,而可以直接放水至 水壩近端,則發(fā)電量更大,若這些下游水及出水口水的溫度較低,與/或水溫差剩余能源多 (再)次發(fā)電后的水溫下降,則將水引入水庫底層低溫水層,或中層相近溫度層面,這些溫 差值改變,多常為冷熱溫差的1/2值加冷水溫度,例如,冷水10°C,熱端溫度50°C (地熱), 則再發(fā)電的出水為(50-10)/2+10 = 30°C!上升20°C !若溫度上升或下降明顯大于原水源 的熱水與冷水溫度,則可將此熱水直接引入相對應的熱端管口(渠管口),或冷水直接引入 相對應的冷端管口(渠管口),其能量是非??捎^的!以前這些水溫差能及它們的溫差變 化,從未引起人們注意,這些能量都是由太陽能提供的巨大能源,只是人們以前從未這樣利 用到而已!)實施例i^一.當采用實施例一 十的各種能源組合時,以及能源組合分組編號的慨括編號 八丄…沈的組合,可以看到,根據組合能源的能量值與組合數量,可以獲得更大的能源輸出與 電力輸出。例如,當采用空氣熱源與水熱源結合時,氣溫-30°C,水溫12°C,水溫差雙發(fā)電系 統(tǒng),將較原水力發(fā)電站擴大電力為450% *3· 087 = 1389%!!即擴大為13. 89倍于水力發(fā) 電量?。⊥瑯?,夏季氣溫35°C時,低水溫12°C,發(fā)電量為水力發(fā)電量的705%!詳見發(fā)明內容。實施例十二 熱能源高品位回收裝置與方法(含儲能)作為一種熱源,熱能源高品位回收方法,利用變容積式換熱器,獲取任何一種余 熱、弗棄的熱能,最大熱能回收為原溫度值的85% -99%,理論或極端條件可達99.8%, 例如,原排氣口處的最高溫度為450°C,視換熱器性能定,回收溫度為449. 1°C 445°C, 445 °C 382 °C !對于能源,動力,電力等工業(yè)有重大意義,可用于任何一種含余熱、弗棄的熱能的 坊合與裝置、設施,含天然熱源與地熱等,所有熱源之中,作能源高品位回收再利用。用于火力,核電,熱力發(fā)電站,水泥廠,煉鋼,煉焦,煉油,高溫爐,鍋爐,用于所有機 車,船舶,飛機,其它動力裝置…等所有含低,中,高溫熱源的行業(yè)物品,裝置,坊合之余熱與熱能回收,即獲取熱源,將較一般低品位熱能回收利用,效率有大幅提高,用于發(fā)電時,熱效最大。技術改進所介決的問題和取得的效果和用途,產品,方法等優(yōu)勢(慨括簡稱為 改進與效果)本發(fā)明系統(tǒng)集合,多以下述綜合評估,技術改進,工業(yè)實用性,用途,環(huán)保,經濟 性…等作為優(yōu)化,組合,集合設計的重要設計依據,包含本發(fā)明所介決的問題和取得的效 果,以下面這些優(yōu)勢考量本發(fā)明,可以從不同角度歸納本發(fā)明技術改進所介決的問題和取 得的效果和優(yōu)勢,為方便與統(tǒng)計等,將改進與效果,予以歸納編號(更詳細說明可參本發(fā) 明說明書與權利要求)以下的各項優(yōu)勢歸納編號,詳細分折見說明書,有益效果慨括簡稱為(Yl Y198),方法與優(yōu)勢(Y20 ,產品/裝置改進與優(yōu)勢(Υ30 Υ395).用途優(yōu)勢(Υ40 W12),本歸納不影響發(fā)明內容與實質,以說明書內容為準。一 .有益效果(Yl Υ197)Yl.綜合評價(估)好Yl.用于陸上水源溫差發(fā)電,可使人類能源、電力非常經濟地至少擴容 90% —300% !其中我國水源溫差雙發(fā)電的可開發(fā)擴容為1600% 1700% !Υ3.與水電,火電競可爭性,能源千瓦時成本,建造成本低于力電、火電!Υ4.可超大規(guī)?;?,僅以我國為例陸上已有水電站水源可開發(fā)溫差雙發(fā)電,為 7. 2億千瓦,大于我國東海,南海近??偪砷_發(fā)溫差能(》功率62187萬千瓦!),我國陸上 水源可開發(fā)溫差雙發(fā)電,達1 億千瓦 136億千瓦?。∥覈娏ρb機突破8億千瓦,目前 全球電力裝機容量為43億千瓦。Y5.完全環(huán)保,ODP = 0,GffP = 1為最優(yōu),臭氧破壞為零!溫室汽體增加為零Y6.可完全循環(huán)再生能源,Y7.安全性、無易燃易爆,Y8.無毒性,Y9.可靠性Y10.利用原有/新迠設施、基迠,大幅降低造價,大幅分攤成本Yll.工程可實施性,工程難度Y12.工業(yè)實用性,Y13.經濟,商業(yè)性,Y14.社會效益,Y15.用途廣泛,包含陸地/山脈上所有水源溫差發(fā)電(優(yōu)于海水發(fā)電),潮汐溫差 發(fā)電…,海水溫差發(fā)電較已有技術更環(huán)保,高效,詳見能源組合及說明書Y16剩余能源多次產能(水源及其它能源剩余能源多次產能…)Y17.溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電利用水溫差雙發(fā)電,平水期內,由于發(fā)電量大于450%水力發(fā)電量,也即大于 100%水力發(fā)電量,可產生越來越高的水庫水位能量!甚至在枯水期可將下游水抽入水庫 儲能與發(fā)電,…這些能量都是由太陽熱能提供的巨大能源,只是人們以前從未利用到而 已!詳參P3制造/利用兼價二次能源)
Y18.制造/利用兼價二次能源/Y19.制造/利用儲能能源本發(fā)明電價低于水電,…競爭力,制造人造汽油與燃氣,生物汽油與燃氣,植物燃 料,油與燃氣,又例如生產甲醇,煤轉甲醇、油、氣…,更為重要的有用于各種儲能能源,完 全環(huán)保,可循環(huán)再生的,高壓氣動力源如氣動力汽車(如印度引進法國的高壓汽源動力汽 車),本發(fā)明高溫儲能源、動力源,飛輪儲能動力(美國等)、電力,化學儲能能源,動力源,
Y191.低成本,初始成本,運行成本,折舊成本,維護成本,建造成本、Y192.無害化利用環(huán)境、土地等Y193.對能源工業(yè)影響,對其它產業(yè)影響,Y194.對環(huán)保工業(yè)影響(可用低成本能源,低弗用支出治理污染項目),Y195.可改造沙漠,改造氣候,運水,…Y196.對人類生存環(huán)境影響Y197.對人類行為科學影響Y198.熱能源高品位回收裝置與方法二 .方法與優(yōu)勢(用于陸上水源溫差發(fā)電為主),(Y20 Y296)Y20.能源組合優(yōu)勢,Y21.剩余能源多次產能(水源及其它能源剩余能源多次產能…)Y. 22溫差雙發(fā)電提水儲能增能多次發(fā)電Y23.制造/利用兼價二次能源Y24.制造/利用儲能能源Y25.提高溫差能Y26.提高總能量Y27.提能量穩(wěn)定,連續(xù)性Y28.提高能量密度Y29.降低環(huán)境依賴性Y291.降低成本初始成本,運行成本,折舊成本,維護成本,Y292.全天候Y293.能源互補Y294.發(fā)電效率遠大于海水溫差發(fā)電Y295.較海水溫差發(fā)電具有明顯巨大優(yōu)勢,具有可工業(yè)實用化,可商業(yè)化,成本大 幅下降,工程易迠性…Y296.可超大功率化,僅陸上/山脈水源可開發(fā)溫差能,遠大于我國東海,南海近 ??偪砷_發(fā)溫差能(》功率62187萬千瓦)Y297.熱能源高品位回收裝置與方法三.產品/裝置改進與優(yōu)勢(用于陸上水源溫差發(fā)電為主),(Y30 394)Y30.低溫差能利用產出高密度,巨功率能源,電力…,如淺層地熱能,最淺15m 30m熱井Y. 31.設計使系統(tǒng)允許良好應用R744及多種工質,全面環(huán)保,安全Y32.提高熱機系統(tǒng)RX,RBX效率
Y33.提高吸熱效率Y34.提高熱轉化效率Y35.熱能回收再利用Y36.提高過冷化性能Y37.環(huán)境適應性,全天候,Y38.提高輸出效率,輸出能量,降低自身耗能,Y39.提高設備牢固性Y391.提高設備耐壓力性Y392.減小設備尺寸,減少用料Y393.降低設備成本Y394.高效率人工冷端,吸熱,排熱,制冷,Y395.熱能源高品位回收裝置四.用途優(yōu)勢(詳參見前述一 三項及說明書,以說明書為準)Y40.本發(fā)明高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合(簡稱本發(fā)明),Y401.用于陸上水源電輸出高至450% 1389%,建造容易成本低,高效率…,Y402.用于海水溫差發(fā)電輸出效率至70% 90%較原技術更環(huán)保,更高效率,Y403.用途廣泛,包含陸地/山脈上所有水源溫差發(fā)電,陸上水源與/或海水/或 海岸線的發(fā)電,包含所有種類的海岸線位或江河水進入大面積水域的岸線位形式,借助海 洋中任何一種設施為c位,如油井平臺,較原技術更環(huán)保,建造容易,成本低,更高效率,用 于火力,核電,熱力發(fā)電站,水泥廠,煉鋼,煉焦,煉油,高溫爐,鍋爐,用于所有機車,船舶,飛 機,其它動力裝置…等所有含低,中,高溫熱源的行業(yè)之余熱回收,即獲取熱源,將較一般低 品位熱能回收利用,效率有大幅提高,用于發(fā)電時,熱效最大。Y404.綜合評價(估)好,Y405.能源、電力非常經濟地至少擴容90% —300% !Y406.與水電,火電競可爭性,Y407.可超大規(guī)?;?,僅陸上/已有水電站水源可開發(fā)溫差能,》功率62187萬千 瓦!我國陸上水源可開發(fā)溫差雙發(fā)電,達1 億千瓦 136億千瓦!!陸上已有水電站水源 可開發(fā)溫差雙發(fā)電,為7. 2億千瓦,…Y408.完全環(huán)保,可完全循環(huán)再生能源,安全性、無易燃易爆,無毒,可靠性,Y409.利用原有/新迠設施大幅分攤成本工程可實施性,工程難度工業(yè)實用性經 濟,商業(yè)性,社會效益,Y410.剩余能源多次產能(水源及其它能源剩余能源多次產能…)溫差雙發(fā)電提 水儲能增能多次發(fā)電制造/利用兼價二次能源/制造/利用儲能能源低成本,Y411.無害化利用環(huán)境等.對能源工業(yè)影響,對其它產業(yè)影響,對環(huán)保工業(yè)影響 (可用低成本能源,低弗用支出治理污染項目),可改造沙漠,改造氣候,運水,…對人類生 存環(huán)境影響對人類行為科學影響。Y412.熱能源高品位回收裝置與方法,用于火力,核電,熱力發(fā)電站,水泥廠,煉鋼, 煉焦,煉油,高溫爐,鍋爐…等所有低,中,高溫行業(yè)余熱回收,即獲取熱源,將較一般熱能低 品位回收利用,效率有大幅提高,用于發(fā)電時,熱效最大。
權利要求
1.一種高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其特征在于包括至少一亇或多個能源系統(tǒng),每個能源系統(tǒng)包括至少一亇或多個能量輸入端[1]和 至少一亇或多個能量輸出端[2]。
2.根據權項1所述高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其進一步特征在于包括至少一亇 或多個能量采集、轉化器[A],包括至少一亇或多個整合器[B],包括至少一亇或多個能量 輸出轉化器[C]。
3.根據權項1所述高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其進一步特征在于包括至少一亇 或多個輸出能量與輸入能量反饋回授環(huán)。
4.根據權項1所述高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其進一步特征在于能量輸出轉化 器[C],包括至少一亇或多個熱機[RJ],或者包括至少一亇或多個熱機[RJ]及與之相連的 一亇或多個發(fā)電機[C2],包括至少一亇或多個毛細管與/或(節(jié)流閥)[L3]。
5.根據權項1所述高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其進一步特征在于在系統(tǒng)RX中, 能量采集、轉化器[A]包含至少一個或多個蒸發(fā)吸熱器[Li],包含至少一個或多個冷凝器 [L2]。
6.根據權項1所述高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其進一步特征在于整合器[B]包 含至少一個或多個使工質液體進一步過冷化的回熱過冷管路[L3],[L4],或回熱過冷管路 [L5],或過冷室[h]。
7.根據權項1所述高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其進一步特征在于[Li],[L2], [L3],[L4],[L5]或[h]的通道、管路,由釬焊板式換熱器組成。
8.根據權項1所述高效多功能能源系統(tǒng)優(yōu)化集合,其進一步特征在于控制系統(tǒng)包含 至少一亇或多個控制器[F]與/或一亇多個控制線[F1],所有控制系統(tǒng)分為,人工控制系統(tǒng) 與/或自動控制系統(tǒng)方式的[F]與控制線[F1]。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種循環(huán)再生,環(huán)保能源系統(tǒng)的優(yōu)化集合,對能量轉化與系統(tǒng)的優(yōu)化,并構成輸出能量與輸入能量反饋回授分環(huán)及總線自動控制,功率密度、輸出功率和效率及穩(wěn)定性均激增,僅水力發(fā)電與溫差發(fā)電的雙發(fā)電系統(tǒng),電站功率可為原水電站的450%-750%,最高可達1389%,可使人類能源、電力非常經濟地擴容90%-300%,涉及熱能源高品位回收裝置與方法。輸入和輸出已知的各種能量,自動控制適合的輸入和輸出或排列組合能量,熱能,溫差能,水能,空氣能,太陽能,風能,地熱,余熱……??刹幌挠袃r能量,用于低成本能源,電力,熱量,制冷,動力,運輸工具,設備等廣泛用途,根本解決能源、環(huán)保問題。
文檔編號F03G7/04GK102102645SQ20091020130
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權日2009年12月17日
發(fā)明者于志偉 申請人:于志偉