专利名称：大气温差制冷式能量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及能量交换装置领域，更具体的说，涉及一种大气温差制冷式能量装置。
背景技术：
随着人类对能源需求的不断增长，而作为主要能量来源的石油的供应危机又愈来愈现实，人们把目光转向了寻求新的能源方式，太阳能、海洋能和大气能等都成为了新型能源的开发重点，而利用海水的温差结合媒介物质的气-液态转换过程中的能量交换开发出的海水温差发电技术，为人们探求新型的清洁能源来源提供了广阔的前景。海水温差发电技术的基本原理是，利用海洋表面海水与深层海水之间存在的温度差，用较高温度的海水将蒸发器中某种容易气化的液体气化，然后将此气体导入涡轮机做功带动发电机发电，气体做功后被导入较低温度的海水环境并在冷凝器中液化，再将液体送入蒸发器中构成循环(《科学画报》1990年第六期)。首次提出利用海水温差发电设想的，是法国物理学家阿松瓦尔。1926年，阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。1930年，克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站，获得了10千瓦的功率。1979年，美国在夏威夷的一艘海军驳船上安装了一座海水温差发电试验台，发电功率53.6千瓦。1981年，日本在南太平洋的瑙鲁岛建成了一座100千瓦的海水温差发电装置，1990年又在鹿儿岛建起了一座兆瓦级的同类电站。(《新科技启蒙》，中国劳动社会保障出版社，1999年第一版)。基于上述海水温差发电技术的相同原理，中国专利CN 2091962公开了一种气动水轮机，将某种作为功力源的气体在机器内使液体产生一定压头并使液体循环流动，流动的液体推动水轮机带动发电机发电。
现有技术中的上述能源装置都是基于海水的温差来推动介质的气-液转换而进行做功发电的，由于不同温度的海水之间的温差有限，而造成介质物的选择范围有限，给这样的能源装置的工业化和大型化应用带来了困难，而且由于该装置需要结合海洋环境使用，无法用于非沿海区域。
近年来，科学家们又设想利用地球大气层的温差来发电，由于地球表面的水在太阳光照射下蒸发上升，到高空遇冷空气又凝结为水，以雨雪形式降落到地面。如果将此过程有效地控制起来，将水换成其它适当的介质，便能在重力的作用和气-液相转换做功的作用下实现能量转换。荷兰科学家为此设想在北海建立一个能源高塔，塔高至少5000米，塔顶温度在零下10至35度而地面温度在10摄氏度左右，所形成的温差足以找到合适的流体介质，如液氨等。但是该能源塔仅设计用于发电，不能进行其它能源交换，且仅进行一次一级发电，不利于能源的综合利用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提供一种大气温差制冷式能量装置，利用大气层内外部的巨大温差实现能量转换与能量交换，该装置不仅适于一般制冷或发电用途，更可用于大型的城市中央空调和/或电力供应。
本实用新型提供的大气温差制冷式能量装置，包括流体介质、冷凝装置、低温液体存储装置、热交换装置以及依次密闭循环连接冷凝装置、低温液体存储装置、热交换装置的管道系统，其特征在于，所述的冷凝装置安装在高空，低温液体存储装置和热交换装置安装在地面或海面，流体介质在管道系统内循环流动，且连接冷凝装置与低温液体存储装置之间的管道是保温管道。
该能量装置中，所述冷凝装置安装的高度相对于安装低温液体存储装置的地面或海面至少是5000米，该冷凝装置是安装在预先确定好高度的高塔上或高山上。
所述的流体介质是至少一种沸点在零下60摄氏度至零摄氏度之间的气体或液体，优选液氨。
所述的能量装置，在热交换装置和冷凝装置之间还可以依次安装高压气体存储装置和低压气体存储装置。
上述装置中，在所述高压气体存储装置与低压气体存储装置之间和/或低压气体储存装置与冷凝装置之间还安装有风力发电装置，且在所述冷凝装置与所述低温液体存储装置之间还可以安装水力发电装置。
本实用新型提供的大气温差制冷式能量装置进行能量交换，具有以下一些特点由于采用高空冷空气作为能源，使用超低沸点的液体(零下60摄氏度至零摄氏度之间)作为介质，本能量装置能实现高效低耗节能的制冷。与传统的能量装置不同，本装置内的介质经热交换后经管道上升至寒冷的高空而被冷凝，无需传统的需要消耗大量能源的压缩过程，大大节省了能源。并且由于本装置设备巨大，能量交换量也特别大，故特别适用于大中型城市的中央制冷，一个城市只需投资一套这样的装置便可基本满足生产、生活中的集中供冷，有效降低了城市的能耗及减少排放，优化了城市功能与结构。
同时，通过在本能量装置中安装发电装置还可以生产电力，在提供制冷的同时提供电力，一举多得。
附图简要说明
图1是本实用新型的大气温差制冷式能量装置一个实施例的示意图。
图2是本实用新型的大气温差制冷式能量装置的另一个实施例示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例结合附图对本实用新型进行更详细的描述。
实施例1如
图1所示，本实用新型提供的大气温差制冷式能量装置的一个实施例包括冷凝器1、低温储液罐2、热交换器3和相应的连接各个装置的密闭循环管道系统4、5，其中介于冷凝器1与储液罐2之间的管道4是保温管道；冷凝器1安装于建造在离地面至少5000米高空的高塔上；储液罐2中存放有作为流体制冷介质的液氨。
运行中，打开储液罐2的阀门，液氨沿管道5流向热交换器3，在这当中液氨于来自城市集中收集的热空气6发生热交换，液态的氨吸热转换为氨气进入管道5’，而热空气6被制冷为冷空气7并输送给城市集中供冷；氨气沿管道5’上升至高空的冷凝器1，并在高空冷空气作用下被液化成为液氨，后经保温管道4降落到储液罐2中。液氨在整个装置内如此循环，实现热交换和制冷。
实施例2如图2所示，在实施例1所提供的能量装置的基础上，在热交换器3与冷凝器1之间还分别安装有高压气体储罐8和低压气体储罐9，在高、低压气体储罐之间以及高压气体储罐9与冷凝器1之间还安装有风力发电机组10及10’，同时在冷凝器1与低温储液罐2之间的管路系统中还安装有水力发电机组11。
运行中，打开储液罐2的阀门，液氨沿管道5流向热交换器3，在这当中液氨于来自城市集中收集的热空气6发生热交换，液态的氨吸热转换为氨气进入管道5’，而热空气6被制冷为冷空气7并输送给城市集中供冷；氨气沿管道进入高压气体储罐8，在流经风力发电机组10并在风力作用下推动其发电之后流向低压气体储罐9，氨气在通过管道5’上升至冷凝器1的过程中流经另一风力发电机组10’，并在风力作用下推动其产生电力；氨气在高空冷空气作用下在冷凝器中被液化成为液氨，液氨后经保温管道4降落向储液罐2，在此过程中流经水力发电机组11，并在重力作用下推动机组发电，后返回到低温储液罐2之中。液氨在整个装置内如此循环，实现热交换制冷以及发电。
需要指出的是，上述实施例只用于对本实用新型作进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据本实用新型的内容，在不超出实用新型的保护范围内，对实用新型内容做出一些非本质的和其它方面的改进和调整。
权利要求1.一种大气温差制冷式能量装置，包括流体介质、冷凝装置、低温液体存储装置、热交换装置以及依次密闭循环连接冷凝装置、低温液体存储装置、热交换装置的管道系统，其特征在于，所述的冷凝装置安装在高空，低温液体存储装置和热交换装置安装在地面或海面，且连接冷凝装置与低温液体存储装置之间的管道是保温管道，流体介质在管道系统内循环流动。
2.根据权利要求1所述的能量装置，其特征在于，所述冷凝装置安装的高度相对于安装低温液体存储装置的地面或海面至少是5000米。
3.根据权利要求2所述的能量装置，其特征在于，所述冷凝装置是安装在预先确定好高度的高塔上或高山上。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的能量装置，其特征在于，所述流体介质是至少一种沸点在零下60摄氏度至零摄氏度之间的气体或液体。
5.根据权利要求4所述的能量装置，其特征在于，所述流体介质是液氨。
6.根据权利要求1所述的能量装置，其特征在于，在热交换装置和冷凝装置之间还依次安装有高压气体存储装置和低压气体存储装置。
7.根据权利要求6所述的能量装置，其特征在于，在所述高压气体存储装置与低压气体存储装置之间和/或低压气体储存装置与冷凝装置之间还安装有风力发电装置。
8.根据权利要求1或6所述的能量装置，其特征在于，在所述冷凝装置与所述低温液体存储装置之间还安装有水力发电装置。
9.根据权利要求1所述的能量装置在城市中央空调集中制冷中的应用。
专利摘要本实用新型涉及一种大气温差制冷式能量装置，包括流体介质、冷凝装置、低温液体存储装置、热交换装置以及依次密闭循环连接冷凝装置、低温液体存储装置、热交换装置的管道系统，其特征在于，所述的冷凝装置安装在高空，低温液体存储装置和热交换装置安装在地面或海面，且连接冷凝装置与低温液体存储装置之间的管道是保温管道，流体介质在管道系统内循环流动。本装置内的介质经热交换后经管道上升至寒冷的高空而被冷凝，无需传统的需要消耗大量能源的压缩过程，大大节省了能源，实现高效低耗节能的制冷。
文档编号F25B23/00GK2898726SQ20062005534
公开日2007年5月9日 申请日期2006年2月20日 优先权日2006年2月20日
发明者钟路华, 谢文华, 马欣 申请人:钟路华