新型城市集中冷熱聯(lián)供裝置

目前的城市集中冷熱聯(lián)供裝置主要包括蒸汽鍋爐、管道系統(tǒng)、放熱器或溴化鋰吸收制冷裝置，必須大量消耗化石能源、產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳、不能利用自然環(huán)境中夏季的熱能和冬季的冷量、不能利用夏天多余的太陽(yáng)能熱水器的熱量。

一種新型城市冷熱聯(lián)供裝置包含地下水庫(kù)、管道系統(tǒng)和終端裝置。該新型城市冷熱聯(lián)供裝置蓄水、發(fā)電、供冷、供熱一舉多得。與目前的蒸汽鍋爐式城市集中冷熱聯(lián)供裝置比較，該新型城市冷熱聯(lián)供裝置不僅不消耗化石能源、不產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳，還能蓄水供水，能充分利用自然環(huán)境中夏季的熱能和冬季的冷量來(lái)為城市供熱、供冷、發(fā)電。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該新型城市冷熱聯(lián)供裝置主要包括地下水庫(kù)、管道系統(tǒng)和終端裝置。地下水庫(kù)建造在地下，是封閉式的，它利用城市近郊水利條件、氣候條件和地質(zhì)條件都合適的溝壑、凹地等經(jīng)過建筑施工，在地下水庫(kù)的四周和底面頂部都做防滲隔熱處理，地下水庫(kù)中可以有分隔墻和支撐柱，在地下水庫(kù)的頂部覆土還能建造優(yōu)質(zhì)耕地;地下水庫(kù)還有換熱系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)一方面與管道系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)換熱，換熱系統(tǒng)另一方面還與環(huán)境換熱，地下水庫(kù)冬天蓄冰夏天蓄熱水，豐水期蓄水，枯水期供水;地下水庫(kù)的換熱系統(tǒng)與城市終端裝置之間有管道系統(tǒng)，管道系統(tǒng)包括蒸汽管道、冷凝液管道、冷凝液增壓泵、附件及檢測(cè)和控制裝置，蒸汽管道、冷凝液管道埋入地下經(jīng)過隔熱處理，管道系統(tǒng)內(nèi)有低沸點(diǎn)循環(huán)工質(zhì)如二氧化碳、氨等，蒸汽和冷凝液體流向相反。終端裝置主要有換熱器、制冷機(jī)、制熱機(jī)、膨脹發(fā)電機(jī)等，終端裝置可以統(tǒng)籌運(yùn)行，根據(jù)具體情況高效率方便化地直接使用循環(huán)工質(zhì)作熱源或/和冷源，減少中間環(huán)節(jié)溫差損失。與空氣直接換熱，終端裝置換熱器夏天能提供低于10°C的冷空氣，換熱器冬天能提供高于25°C的暖空氣;如冷庫(kù)等需要更低溫度的冷量時(shí)用相對(duì)小功率的終端裝置制冷機(jī)可以消耗相對(duì)少量電能通過對(duì)循環(huán)冷凝液直接減壓蒸發(fā)再壓縮來(lái)制取低于冷凝液溫度的所需冷量;需要熱水時(shí)相對(duì)小功率的終端裝置制熱機(jī)可以消耗相對(duì)少量電能通過直接對(duì)循環(huán)蒸汽加壓放熱再節(jié)流來(lái)制取高于蒸汽溫度的熱水;而對(duì)于夏天許多太陽(yáng)能熱水器有多余熱水或有其它余熱廢熱時(shí)則可以讓終端裝置膨脹發(fā)電機(jī)直接用增壓泵增壓循環(huán)冷凝液先吸取環(huán)境空氣的熱量再吸取熱水或其它余熱廢熱的熱量來(lái)高溫差高熱量利用率膨脹做功發(fā)電;而不管是冬天還是夏天，當(dāng)熱量或冷量有富余時(shí)，都可以用終端裝置膨脹發(fā)電機(jī)利用環(huán)境與地下水庫(kù)的溫差來(lái)發(fā)電。如果采用一個(gè)地下水庫(kù)蓄冰，另一個(gè)地下水庫(kù)蓄熱水，或和太陽(yáng)能熱水器相結(jié)合，一年四季都可以利用溫差發(fā)電。特別地，在炎熱的夏天，采用終端系統(tǒng)跨臨界膨脹發(fā)電機(jī)，使高壓工質(zhì)的吸熱曲線與空氣的放熱冷卻曲線相匹配時(shí)，此時(shí)終端系統(tǒng)跨臨界膨脹發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的制冷量與直接采用終端系統(tǒng)換熱器的制冷量相當(dāng)，還能額外多發(fā)電。

針對(duì)目前中國(guó)的能源現(xiàn)狀、水資源現(xiàn)狀、礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀、環(huán)境污染現(xiàn)狀、建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、設(shè)備制造業(yè)現(xiàn)狀、節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀、就業(yè)現(xiàn)狀，新型城市集中冷熱聯(lián)供裝置既是水利建設(shè)，又是能源建設(shè)，還能解決目前中國(guó)節(jié)能減排壓力大的問題，還能解決目前中國(guó)建筑業(yè)設(shè)備、原材料產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的等問題，一舉多得，特別值得大力研究、發(fā)展、推廣。

請(qǐng)推薦給科學(xué)家和有關(guān)研究單位進(jìn)行更深入的研究、探討和推廣，希望中國(guó)的新能源城市集中冷熱電聯(lián)供研究及相關(guān)裝備制造能走在世界最前列。

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