换热式空气能开发应用方法、制冷设备废热利用法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明公布了环保新能源利用方面的一种空气热能开发应用方法及其换热式应用设备，其用液态媒以热交换的方法，通过换热式空气热能应用设备，把空气热能转换为液态热能或冰态热能加以利用：冷空气(143)通过换热器(1)翅片(135)被管束(134)中的液态媒转化为液态低温热能，然后在循环泵(37)的作用下经过管网(64)流入到冰柜(21)换热器(40)中，将储能槽箱(82)中的水冻结为冰，为冰箱储物箱(86)提供冷源。本发明还涉及一种制冷设备废热再生利用方法，用液态媒以热交换的方法，把废热能转换为液态热能或冰态热能加以利用。
【专利说明】换热式空气能开发应用方法、制冷设备废热利用法及设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保新能源利用方面的一种空气热能开发应用方法及其换热式应用设备，用热交换的方法，通过换热式空气热能应用设备把空气热能转换为液态热能或冰态热能加以利用。本发明还涉及一种制冷设备废热再生利用方法。
【背景技术】
[0002]社会的发展也离不开能源，不仅汽车、飞机的运动需要能源，就连人们的饮食起居，也需要能源作保障，可以说，社会越进步人类消耗的能源就越多。不幸的是，人们在使用矿物和化学能源来驱动汽车和飞机时、让空调为我们提供舒适的环境时也对我们的自然环境造成了不应有的破坏。为了减少对环境的损害，人们已经开始使用风能、太阳能等可再生能源，但自然界仍有很多的可再能源还没有得到充分的开发和使用，空气能就是其中之一。为了减少能源消耗对我们赖以生存的地球所带来的损害，我们将对空气能开发应用做出一些努力，以期我们的环境得到更多的改善。这里所说的空气能主要是指空气热能，包括冷空气和暖空气，我们暂且将冷暖空气统称为空气热能。其中，暖空气称‘高温气热能’，冷空气称为‘低温气热能’，冷空气冻结的冰称为‘冰态热能’；过去，由于没有找到合适的应用方法，自然界的这些热能不仅少有得到利用，人们还要忍受这些自然热能所带来的痛苦。最明显的就是冷暖空气:冬天里大气中充满了使人们瑟瑟发抖的寒冷空气，夏日里炙热的空气也会使人们头晕目眩。虽然人们梦想着能将冬天冷空气与夏日的热浪进行相互的中和抵消，但人们始终无法让冬天的冷空气留住以抵挡夏日的骄阳；也无法锁住夏天的酷暑以中和冬天的严寒。因此，人们不得不在冬天为供暖而使用燃气燃烧煤炭、和消耗电力；在夏天又为避暑制冷而消耗大量的电能，既浪费了能源有破坏了环境。仅以制冷为例，来自京华时报和人民网2010年8月4日的消息称:由于空调的使用“入夏以来，北京、天津(用电)最大负荷分别突破1600万和1000万千瓦关口，…”可以说，为了克服炎热，人们所使用的空调已造成了巨大的能源消耗，也给国家电网带来了巨大的压力。更严重的是冬天供暖和夏天空调的使用对地球环境所造成的破坏:冬天供暖时，燃烧煤炭时不仅污染空气，而且，大量的二氧化碳排放也加剧了地球的温室效应；夏天制冷时，不仅消耗大量的电力，而且，某些冷剂的使用还破坏了臭氧层，进一步加剧了地球环境的恶化，给人们带来了难以预料的后果。此外，现在的空调设备工作时都会废热，制冷工作时冷凝器会产生高温废热，供热时蒸发器又会产生低温废热；夏天时会造出滚滚热浪，冬天制造阵阵冷风，以往，这些废热都被排入到大气中，不仅造成了能源的浪费，还破坏了环境，还有，在较冷的天气里用现有的空调进行供暖，室外的蒸发器会因气温过低而结冰使供暖效果变差而进一步造成能源的浪费……。如果我们能找到科学可行的方法，让空气热能、空调废热成为可再生能源服务于人们的生产生活，就能减少化学能源和矿物能源的消耗，就能实现在提供舒适生活的同时减少对环境的破坏，逐步改善我们赖以生存的环境，让我们的自然环境在良性循环中得到更多的恢复，甚至实现“将冬天冷空气与夏日的热浪进行相互的中和抵消”的梦想。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题，提供一种换热式空气能开发应用方法，通过对空气热能实施的采集、储存等，改变空气热能的存在形态，使空气热能成为‘形态稳定、热能可用’的可再生能源，并以此为人们提供制冷降温和采暖供热服务，实现空气能的开发应用，以降低能耗、减少污染和碳排放，改善和保护我们的环境。
[0004]本发明另一个要解决的技术问题，是为实现本发明的方法而提供一种“换热式空气能开发应用设备”，不仅能实现气候能开发应用方法，还能为人们提供制冷降温和制热供暖服务及实施废热的再生利用，其结构简单，容易制造，没有压缩机也不用制冷剂。
[0005]本发明还要解决的一个问题是提供一种制冷(热)设备废热利用方法，用换热的方法使废热成为形态稳定热能可用的再生能源，以实现制冷设备废热的再生循环利用，提高设备工作效率、降低能耗、减少污染和碳排放，帮助改善和保护我们的环境。
[0006]对于本发明的空气热能开发应用方法来说，就是利用热能可在不同介质中传递转换的特性，用液态媒做热能的载体，以热交换方式，通过换热器用液态媒与空气热能进行热交换，采集空气中所蕴藏的热能，经过热交换，使高温气热能变成液态热能，低温气热能变成冰态热能，即以下所述二次热能，完成空气热能的转换和采集工作；然后，再把二次热能作为空气热能的储存载体用保温换热设备储存起来，以保存空气热能，完成空气空气热能的储存工作；最后，仍以换热的方式用液态媒通过换热器将储存的二次热能还原成空气热能为人们提供制冷或供暖等服务，完成空气热能的应用工作；在空气热能的转换采集阶段，通过循环泵的工作，令一次液态媒在一次换热器与二次换热器之间通过管网等构成的闭合的一次热交换体系内循环往复的流动，使一次液态媒在一次换热器的管束内通过管束及翅片与外面的空气热能进行充分的交换，吸收置换出其中的热能后转换为一次液态热能，紧接着，在循环泵的作用下，一次液态热能被送到容器式热交换器中的二次换热器内，与二次换热器外、容器式热交换器换热槽内的二次液态媒进行二次热交换，使二次液态媒变为二次液态热能，再用二次液态热能与容器本体内的蓄能媒介进行热交换，使蓄能媒介通过热交换获得一定量的热能，然后，一次液态媒经过管网流回到一次换热器的管束内，继续通过一次换热器与空气热能进行再次`热交换并再次成为一次液态热能，然后通过二次换热器外的二次液态媒与容器本体内的蓄能媒介进行再次热交换……在循环泵的作用下，以上热交换持续不断的循环进行，(此过程也可用二次换热器直接与容器本体内的蓄能媒介直接接触进行交换)使蓄能媒介与二次液态热能的交换中所获得热能逐步蓄积，并最终变成可储存的二次热能——即液态热能或冰态热能，完成空气热能的转换采集工作；接着，在空气热能的保持和储存阶段，把获得的二次热能保存在容器式热交换器内，停止热交换的进行，完成空气热能的保持储存工作以待应用；在空气热能形态还原的应用阶段，经过循环泵工作，一次液态媒在二次热交换体系内循环往复的流动，以通过二次换热器用换热槽内的二次液态媒与容器本体内储存的二次热能进行热交换，使一次液态媒通过二次液态媒吸收了容器本体内储存的二次热能后，转换成为二次液态热能并持续提供给热交换器的B流程；同时，在循环泵的作用下，用三次液态媒在应用设备换热器与热交换器A流程之间用管网构成的闭合循环的三次热交换体系内循环流动，以通过A流程与同一热交换器中B流程内循环的二次液态热能进行热交换；经过热交换，三次液态媒获得了二次液态热能所释放的热能后变成了三次液态热能，然后被送到换热式调温设备换热器内，在循环泵和风扇的作用下，三次液态热能透过调温设备换热器与外面的空气、水等调温对象进行热交换，经交换，三次液态热能释放出其所携带的热能调节了环境温度后复原为常温的三次液态媒，并通过三次热交换体系流回到的A流程中，继续与同一热交换器B流程内的二次液态热能进行再次热交换获得热能，并如此反复循环以完成调温工作，实现环境温度的改善……通过上述循环往复的对空气热能的采集、储存和应用的换热等工作，就可完成空气热能开发应用方法。
[0007]对于换热式空气热能开发应用设备来说，是为完成空气热能开发应用方法而发明设计的换热式空气热能采集储存和应用的设备系统，它由空气热能采集设备系统、空气热能储存设备系统、空气热能应用设备系统和运行控制系统组合构成；所述各设备系统之间用管网进行连接，通过运行控制系统控制设备系统的运行；空气热能采集设备系统包括:一次换热器、一次管网、二次换热器、液态媒补充罐、一次循环泵、排气/媒介补充口、一次输出阀门、一次输入阀门等设备部件；蓄能储存系统设备包括:容器式热交换器、二次循环泵、温度传感器、二次管网、二次阀门、等设备部件；能量应用系统设备主要包括:热交换器、三次管网、一次直用换热体、二次直用换热体、温度传感器、三次阀门、三次循环泵、给/排水口、换热式空调器、换热式冰柜其他换热式调温设备等部件；所述一次、二次换热器、降温设备换热器和空调换热器是汽车水箱散热器、空调冷凝器、盘管散热器、风机盘管、管束即翅片等类的换热装置，或以其技术予以实现；所述散热器需保证液态媒能在散热器管内流动，并通过管壁及管壁外面上的散热翅片与外界的空气能、冰态热能、冷热水等不同形态的热能进行热交换；所述换热器在所述设备中的应用数量、类型、散热面积等应根据设备需求进行确定，所有的换热器需设置一组，或几组输出输入端口，在端口外可按需要安装控阀门，阀门外安装循环泵和连接相应的管网，以通过控制阀门的开启和闭合，进行不同换热体系的组合与分割以及液态媒流量的控制，通过循环泵的运转实现各个换热系统之间热交换的运行，保证热交换工作的进行；所述容器式热交换器，就是按容器形式制作的热交换器，包括:容器本体、换热槽箱、二次换热器等、保温层等，用容器本体存储热能的载体蓄能媒介——液态媒、水、冰态热能或液态热能，换热槽是密闭的容器，设置在容器式热交换器内侧，其外壁就是容器式热交换器的外壁，换热槽外壁上设有保温层，换热槽箱内壁内侧是容器本体，换热槽箱内设有二次换热器、存放盐水或防冻液等制作的二次液态媒，供热交换使用，二次换热器上所设的输出输入管网分别穿过换热槽外壁与所述设备一次和二次换热系对应相连，两个体系之间的转换通过控制相应阀门的开启闭合来实现；在空气能采集转换阶段，二次换热器通过阀门与采集空气热能的一次换热器之间用一次管网连接成可封闭运行的一次热交换体系，以进行空气`热能的采集；在释放应用阶段，二次换热器通过控制阀门的开启关闭与应用系统热交换器的B流程之间用二次管网连接成可封闭运行的二次热交换体系，以便于二次热能的输出应用；当用容器式热交换器作为热交换器使用时，换热槽和内置的二次换热器则分作不同的热交换流程体系，换热槽可作为热交换器的A流程，此时，容器本体与换热槽可和为一体变成本体换热器，内置的二次换热器可作为B流程；所述液态媒补充罐，是盛放液态媒的非压力容器，上设有排气/媒介补充口，可向热交换系统补充注入液态媒、排除系统内空气；热交换体系初次加注液态媒时，应从设备换热体系注入/卸载口在一定的压力下进行注入；所述热交换器是现有的壳式热交换器、板式热交换器等已知的热交换设备；所述换热式空调器即空调室内机，其主要由KT换热器和风机构成，KT换热器通过三次管网与热交换器A流程构成闭合可循环运行的三次热交换体系，交换体系内设有KT循环泵，在通过系统循环泵的运转保证交AB流程的热交换的情况下，从B流程获得热能以提供调温服务；所述换热式冰柜是以换热方式进行制冷的冰柜，包括储冰式和直冷式两种，主要由二次换热器、换热槽或换热管束、保温箱体等构成，也是容器式热交换器的另一种形式，容器式热交换器在做冰柜使用时，容器本体就是冰柜的冷藏储物仓；容器式热交换器中换热槽箱内的二次换热器就是冰柜换热器40，冰柜的箱体设有保温层，总体上与现有的冰箱冰柜的箱体类同，在进行二次直接应用时，换热式冰柜与二次换热器构成二次直用换热体，二次换热体系内设有BG循环泵，以通过BG循环泵的运转保证所述体系的热交换循环，以通过热交换循环从二次换热器获得热能为降温服务；所述循环泵是现有的通常设备；所述管网的管材，即为目前人们通常所使用的各种给排水管材，所有的供热管网须做防水保温处理，室外的管网还要采用深埋的保温措施；上述这些设备按如下方式进行安装组合:热能采集设备系统中的一次换热器安装在室外或便于采集空气热能的地方，在一次换热器一次出水阀门、一次回水阀门外设置A、B两类输出输入端口，A类端口用于连接一次应用换热体，在A出水口、A回水口外对应设置一次进水A阀门、一次回水A阀门，在阀门的外端，通过ZY1管网与直用调温设备换热器的BG输入口，BG输出口分别相连，以便使一次换热器和一次直用调温设备换热器之间形成可闭合可循环运行的一次直用换热体系，在一次直用换热体内设置安装ZY1循环泵，通过循环泵的运行实现该换热体系内的热交换循环，令一次换热器采集到的气候热能通过直用设备换热器为应用设备提供热能或冷源，进而实现一次直用调温设备的应用类端口用于连接二次换热器，在B输出口、B输入口外设置安装一次出水B阀门、一次回水B阀门，在一次出水B阀门、一次回水B阀门外侧用一次管网分别连接二次换热器的一次输入口、一次输出口，使一次换热器和二次换热器通过一次管网连接成闭合循环运行的一次热交换体系，以便将采集的空气热能输送到二次换热器内，在一次换热体系内安装一次循环泵，以通过循环泵的运转保证换热系统内液态媒的循环运行，来完成气候热能的采集工作；二次换热器作为整个设备系统换热连接中枢安装在容器式热交换器的换热槽箱中，在二次换热器上除连接一次换热体系的一次输出口、一次输入口以外，还需设置二次输出口，二次输入口，在二次输出口，二次输入口外再设置直接供热的A类ZG出水口、ZG回水口和间接供热的B类JG输入口、JG输出口 ；在ZG出水口、ZG回水口外对应设置二次出水A阀门、二次回水A阀门，阀门的外端，用管网与二次直用设备换热器的ZY输入口、ZY输出口分别相连，以便使二次换热器和二次直用设备换热器不经热交换器而直接连接成闭合可循环运行的二次直用换热体系，在二次直用换热体系内设置安装ΖΥ2循环泵，以通过循环泵的运行实现二次直用换热体系内热交换的循环运行，为二次直用设备换热器直接提供热能或冷源，进而实现二次直用调温设备的应用；在二次换热器Β类JG出水口、JG回水口外，对应设置二次输出Β阀门、二次输入Β阀门，阀门外端，通过二次管网与释放应用设备系统中的热交换器Β流程的输入口、输出口分别相连，让二次换热器和热交换器的Β流程形成闭合可循环运行的二次热交换体系，在二次热交换体系内设置安装二次循环泵，通过循环泵的运转，令二次换热器和热交换器的Β流程之间形成闭合的热交换循环，以通过二次换热器与二次热能的热交换，实现容器式热交换器中储存的二次热能之输出，同时通过Β流程为同一热交换器Α流程31提供持续的热能；在同一热交换器A流程上的三次输出口、输入口外连接三次管网，在管网上设置三次输出阀门、三次输入阀门，在阀门外与相应调温设备换热器的TW输入口、TW输出口分别相连，以使热交换器A流程与各调温设备换热器之间可形成一个闭合可循环运行的三次热交换体系，在三次热交换体系内设置安装三次循环泵，用循环泵的运转令三次换热体系内的液态媒进行换热循环，通过换热循环实现AB流程的热交换，进而为换热式调温设备换热器持续的提供热能或冷源，以保证各换热设备热能供应满足调温工作的需要；在系统设备制作和安装连接时，应根据设备的运行要求，设置安装相应的传感器以利于设备的自动控制和运行；在通过这样的安装连接后，各换热体系就构成了相互关联系统的换热设备，以通过‘空气热能开发应用方法’换完成本发明的任务；在换热系统安装连接同时，还要安装连接设备控制运行系统，来控制循环泵的运转、闸阀的开启闭合，以分割或组合换热工作体系和区间，并通过控制循环泵的运行速度、流量来控制设备的运行工况，以此来让换热设备的运行成为换热体系、区域、和工况都可进行有效管控、合理运行的设备管理控制体系，完整实现换热式气候能采集调温设备功能；在设备具体实施时，换热器、容器式热交换器、热交换器、换热式调温设备、循环泵等设备、机械、元器件等应用数量，应根据设备的具体需求情况进行确定，可以是一个或几个，也可以是一组或几组；此外，前面所述容器式热交换器，是防渗漏、能承压、可保温的箱罐池槽等类型的非压力容器，该设备可由金属、塑料、钢筋混凝土、等材料单独或组合建造；就此，通过安装在容器式热交换器中的二次换热器与一次换热体系、二次换热体系及三次换热体系的承上启下连接，将各个阶段换热设备系统组合成《换热式空气热能开发应用设备》，并通过控制闸阀和循环泵的方式，控制设备运行，以形成各系统或自独立或联合的换热运行体系，进而实现整体《换热式空气热能开发应用设备》的运行，完成本发明的任务。
[0008]对于制冷(热)设备废热利用方法来说，用换热式空气热能开发应用设备相关技术，对现有制冷(热)设备和技术加以改进:把热交换器与制冷(热)设备的冷凝器或蒸发器进行有的效结合，通过热交换器与蒸发器或冷凝器进行的热交换，用液态媒对制冷(热)设备的废热进行回收和利用；当设备制冷时，用水等液态媒作为热能的载体，以换热的方式通过热交换器收集设备冷凝器一端产生的高温热能，以此获得热水，然后用循环泵将热水送至供热系统为人们进行供热服务；或者在设备制热时，用防冻液作为低温热能的载体，通过热交换器以换热的方式收集设备蒸发器一端产生的低温热能，使低温热能成为液态低温热能，然后再按上述发明上给出的方法，通过换热器用液态低温热能‘以水蓄能制冰，用冰储能’以冰态热能为人们提供制冷服务；这样，就能对现有制冷(热)设备的废热进行回收和利用，使制冷(热)设备在不增加压缩机功率的情况下提高工作效率。为此，需对现有制冷(热)设备的废热排放系统进行改进:改进可按两种方式进行，一，制冷(热)设备废热利用方法单侧改进:所述设备只对原设备的废热排放系统与热交换器的结合，而设备原有的主要功能不作改动，对改进后设备的运行系统方面的改进，则根据改进后设备运行的需要进行匹配性、适应性等辅助功能方面做出改动和调整；二，制冷(热)设备废热利用方法双侧改进，即将设备的工作端及排放端都与热交换器进行结合，令设备的制冷制热工作都通过热交换器按本发明给出的热交换方式为人们提供服务:其第一种方式就是把作为制冷(暖)设备废热排放系统的冷凝器(蒸发器)与容器式热交换器或其他类型的热交换器设备进行有效的结合，令制冷设备的冷凝器或蒸发器成为容器式热交换器的内置换热器或热交换器的B流程，以进行有组织的热排放，用同一热交换器的A流程或容器式热交换器二次换热器做废热的采集置换流程，以使设备的废热经B流程与A流程内的液态媒进行热交换，并通过AB流程的交换用液态媒采集制冷(供暖)设备工作时所产生的废热，将废热转换为液态热能或冰态热能，然后按照本发明上面给出的应用方法加以应用；而第二种方式就是将设备的另一端也按第一种方式进行改进，这两种方法都能使原有设备在不增加压缩机功率的情况下增加设备的工作效率，达到增效节能的目的，用上述的方法，可对现有的空调冰箱实施改进，通过改进能让空调制热供暖时同时之冰储能用冰制冷，也能让冰箱和空调在制冷工作时生产热水进行供热服务，实现制冷设备废热增效换热利用法。
[0009]用冷空气制冰储能用冰降温的方法，是空气热能开发应用方法的一种优选方案，就是以本发明给出的热交换的方法，用防冻液做热能的载体，采集低温气热能，先使冷空气变成冰，用冰储存寒冷季节的低温气热能，然后再用冰进行降温的一种空气热能应用方法:即在寒冷季节或天气里，先用防冻液作一次液态媒，通过一次换热器的管束及翅片用防冻液与低温气热能进行循环往复不断的热交换，经过热交换，先使低温气热能变成液态低温热能，通过‘气态变液态’的方式完成低温气热能的初步采集工作；然后，再用二次换热器内的液态低温热能通过容器式热交换器中的换热槽以盐水，(或直接用二次换热器内的液态低温热能)与容器本体内的水进行循环往复不断的热交换，使水不断吸冷蓄能逐渐的冻结为冰，成为冰态热能，用冰态热能储存低温热能，完成低温气热能的蓄能转换工作；随后，再把冰态热能作为低温热能的储存载体，存放在安置于地下的容器式热交换器中，以保存冰态热能；最后仍以换热的方法，再用二次换热器内的防冻液通过容器式热交换器中的换热槽以盐水，(或直接用二次换热器内的防冻液)与容器本体内储存的冰态热能进行循环往复不断的热交换，通过热交换，先将冰态热能先还原成液态低温热能，然后通过管网把液态低温热能送到调温设备换热器中，透过调温设备换热器与交换对象进行的热交换还原为低温气热能，为人们提供制冷服务，通过‘化冰放冷’的方式完成用冰降温的工作；进一步说就是选用防冻液作为一次换热系统的一次液态媒和二次换热系统的二次液态媒，用水作为容器式热交换器里容器本体中的蓄能媒介，以及三次换热系统的三次液态媒，然后在循环泵的作用下，先让一次换热器内的防冻液透过一次换热器与其外面的低温气热能进行循环往复充分的热交换，不断的吸收置换出冷空气能中的低温热能，使一次换热器内的防冻液转换为液态低温热能，完成低温气热能的采集置换工作；紧接着，在循环泵的作用下，通过闭合的一次热交换体系把液态低温热能输送到容器式热交换器中的二次换热器中，令液态低温热能透过二次换热器 或换热槽内的盐水与容器本体内储存的水进行充分的热交换，交换后降低了水温，防冻液流回到一次换热器内再次与低温气热能进行热交换，以获取低温热能后再次成为液态低温热能，继续与与容器本体内储存的水进行充分的热交换……，经过以上持续不断的热交换循环，容器本体内媒介蓄能水的水温度逐渐降低，并最终被冻结为冰储存在容器式热交换器的本体中，以此获得形态稳定的冰态热能，完成气候低温能的蓄能转换工作；然后将容器式热交换器连同其中的冰态热能埋藏在地下储存以待降温使用；第三步是用冰降温，还是在循环泵的作用下，让防冻液在二次换热器与热交换器的B流程之间形成的闭合的二次热交换体系内进行往复的热交换循环，以便将储存的冰态热能通过二次换热器内的防冻液还原为二次液态低温热能持续的提供给B流程；同时，通过三次管网和循环泵，让作为三次媒介的水在热交换器的A流程与调温设备换热器之间构成的闭合的三次热交换体系内进行往复的热交换循环，以完成与在同一热交换器内的B流程进行不同流程的热交换，经交换，三次热交换体系内的三次媒介水获得了二次液态低温热能所释放低温热能，变成了冷水，并经过三次热交换体系被送到空调、冰柜等调温设备的换热器中，在风机作用下，冷水通过换热器、盘管等方式，与其外面的空气等调温对象进行热交换，经交换，调温设备换热器内的冷水在释放出低温热能，降低环境温度后复原为常温的水，之后，在循环泵的继续作用下流回到热交换器的A流程中，继续与B流程的二次液态低温热能进行再次热交换以获取冷源，同时，B流程的二次液态低温热能在释放出低温气热能后变为常温的防冻液，常温的防冻液经二次热交换体系流回到二次换热器中，继续与二次换热器外面的冰态热能交换，持续获得低温热能以为A流程及降温设备不断提供冷源，保证空调冰柜等制冷设备的需要，而容器式热交换器中储存的冰态热能在不断的热交换后，逐渐释放出所储存的低温气热能慢慢的变为水…通过这样循环往复的换热交换，就能使调温设备持续获得调温所需热能，直至耗尽所容器式热交换器中储存的冰态低温热能，以待下一季的用冷空气制冰储能用冰降温的工作循环；实施中也可采用二次直用的方式进行制冷的应用，即不通过热交换器，直接将储能用的容器式热交换器的二次换热器与换热式空调和换热式冰柜的换热器用ZY2管网直接连接成二次直用换热体，直接用储存的冰为降温设备提供冷源实施制冷降温工作；这样，按以上所述的的方法就可完成“利用空气低温热能进行制冷降温的方法”的任务。
[0010]如果上述转换采集、保持储存和还原应用的过程是与高温气热能所进行的，就能为人们通过供热服务。
[0011]为了更好地储存冰态低温热能，除了把冰态热能连同容器式热交换器一起储存在地下，利用地下温度较低且恒定的环境以及冰所具有的潜热特性，长期的储存冰态热能；实施空气低温热能的长期储存跨季节应用方法外，也可把冰态热能连同容器式热交换器一起储存在山体或山洞中进行长期保存，还可把冰态热能存放在有保温设施的容器式热交换器中在通常的环境中进行储存，或将上述的储存方法合理的结合实施，以进行空气低温热能的长期储存跨季节应用 ；实现‘将冬天冷空气与夏日的热浪进行相互的中和抵消’的梦想。
[0012]各阶段所使用的液态媒应根据换热工作的实际情况来选用水、防冻液或其他可安全导热的液态媒介，对冻液应选用，应遵循无毒害、比热高、不燃烧、无异味、无腐蚀、较廉价的原则筛选，用不同浓度的盐水做防冻液是较便捷易行的方案。
[0013]换热式直用冰柜是‘用冷空气制冰储能用冰降温的方法’的一种优选的简化形式，它不用压缩机也不用蒸发制冷剂，而是用防冻液通过一次换热器用换热的方式将低温气热能变成液态低温热能，然后用液态低温热能做冷源直接进行制冷的一种方法；其设备就是将换热式空气热能开发应用设备中的一次直用换热体部分分离出来，进行独立运行的设备，方法实施前，要将一次换热器安装在室外，换热式冰柜安装在室内，这样就能在寒冷的季节，将一次换热器所采集的液态低温热能，用循环泵直接输送到换热式冰柜换热器中，作为直用换热式冰柜的冷源，用于冰柜设备的降温工作；换热式冰柜分为储冰式和直冷式:储冰式就是以液态低温气热能用换热槽箱内的水制冰，储冰蓄能，然后再以冰态热能作为设备冷源，为冰柜制冷提供保障的工作方式；储冰蓄能式冰柜设备的构造基本上也是由容器式热交换器构成，换热槽箱兼做储冰蓄能箱，其外侧设置保温隔热层，用容器本体20作冰柜的冷藏储物仓；在换热槽箱中注满水并安置二次换热器，通过与一次换热器构成封闭可循环流动的热交换体系，进行热交换获得液态低温热能，并使水冻结为冰，用冰作为冰柜的冷源以实现冰源式冰柜的冷冻保鲜功能；直冷式冰柜就是:不经过制冰阶段的工作，直接用二次热器代替蒸发器，通过与一次换热器热交换循环获得液态低温气热能，用二次换热器中的液态低温热能作为冰柜的冷源，以热交换的方法满足冰柜内的低温环境的需要，直冷式冰柜的构造除了没有储冰蓄能箱外，其他与储冰蓄能式冰柜的构造基本相同。
[0014]冰源式制冷方法及其空调和冰柜是‘用冷空气制冰储能用冰降温的方法’的另一种简化实施的优选方案，即除去空气能采集阶段的工作，把储存和应用两个阶段进行组合为一个独立的应用体系，从储存阶段开始实施的方式；与传统的制冷降温方法不同，所述‘冰源式制冷方法及其(设备)空调和冰柜’没有压缩机也不用蒸发制冷剂，而是用冰做冷源，以换热的方式来实现制冷降温的一种方法，实现其方法的设备主要由所述设备中的容器式换热器、换热式空调器、换热式冰柜，以及它们各自的热交换体系构成；使用前需把冰态热能放入容器式热交换器本体内储存，使用的方法与‘用冷空气制冰储能用冰降温的方法’所述相同。
[0015]这种方法的实施同样也可采用二次直用的方式，即不通过热交换器，直接将储能用的容器式热交换器2的二次换热器7与换热式空调90和换热式冰柜91的换热器用ZY2管网89直接连接成二次直用换热体38直接用储存的冰为降温设备提供冷源实施制冷降温工作，冰源换热式制冷设备空调的实施，便于各种冰源的使用及用空气热能制冰的专业化实施，也便于应用设备的制造和使用的简化，最终便于本发明的推广应用。
[0016]换热式空气热能热水器是‘空气热能开发应用方法’的另一种优选方案，就是以本发明给出的热交换的方法，通过换热器用水与高温气热能进行热交换，通过热交换采集高温气热能，使热空气变成热水为人们提供供热服务:具体说就是，让一次换热器与换热式热水器通过管网直接连接成封闭的换热循环体系，使一次换热器内采集的液态高温热能在循环泵的作用下，通过热水器的换热器与其中的水进行热交换以使热水器中的水变为热水，然后再供人们应用；换热式空气热能热水器的构成及运行方式如下:将一次换热器安装在室外，换热式空气能热水器安装在室内，一次换热器与换热式空气热能热水器的换热器通过管网直接连接成闭合的换热循环体系，使用前令交换系统内以及热水器内充满水，在夏季或天气情况满足运行要求时，令循环泵开始工作，按本发明上面给出的热交换方法制造热水，为人们提供服务；热水器可由金属材料制作，颜色宜用深颜色，一次换热器可制成采集面为褶皱状的箱体式容器，非采集面安装保温材料或采取保温措施。
[0017]供暖与制冰储能双效运行法，是制冷(热)设备废热利用方法的一种优选方案，就是在冬季用空调供暖时，利用蒸发器一端排放的低温热能，以热交换的方式，按本发明前面所述的方法用水蓄能制冰，用冰储能，待需要时用冰做冷源进行降温；为了本发明方法的实施，需按本发明上述的方法把现有制冷空调供热时散热用的蒸发器安置在容器式热交换器换热槽箱内，作为其中的内置换热器与其中的二次换热器同用一个换热槽箱进行热交换，以便于设备进行有组织的热排放，和收集其释放的低温热能；当空调设备制热供暖时，作为内置换热器的蒸发器将制热时产生的低温热能传导给换热槽箱内的盐水，通过盐水用换热槽箱内壁与容器本体内的水进行热交换并将水冻结为冰，完成废热能的采集和储存；在储存的冰态热能进行应用时，应用系统内的防冻液通过换热槽箱中二次换热器，以换热槽箱内的盐水(防冻液)，用换热槽箱内壁与容器本体内储存的冰态热能进行热交换，经交换，先使盐水变成低温盐水，再使二次换热器内的防冻液变成液态低温热能，然后再通过应用系统把液态低温热能输送到应用设备换热器中实现低温热能的应用；这样就能在不增加压缩机能耗的情况下实现制热供暖与制冰蓄能的双效联合运行，在冬季用改进后的设备制热供暖的同时用其废热制冰储能，待需要时用储存的冰态热能为人们提供制冷服务，或在夏季制冷时用冷凝器的废热生产热水为人们提供热能；以此，可让设备能进行供热与蓄能制冷的联合运行，实现冷热一体的双效工作方法；上述的方法同样可通过对现有的制冰设备的改进来实现；我们也可以用类似的方法收集冰箱空调制冷时的热能制造生产热水为人们通过供热服务；这样就能以事半功倍工作方式达到节能的目的。[0018]需要进一步说明的是，在实施水热供暖时，为满足不同的供暖温度要求，可对已加工好的热水实施二次加热，即用本发明制作的热水作为初级热水，在进入供热终端前，先将初级热水引入到二次加热设备中进行再加热，待达到供热系统的温度要求后，再将二次热水作为热源输送到供热系统中提供服务。
[0019]在本发明上述的空气热能应用的方案中，由于为人们提供制冷供热服务使用的是自然的可再生能源，不使用压缩机也不用制冷剂，不消耗燃气煤炭。所以就没有污染也没有碳排放，所耗电能也相对较低，在大多数地区都能应用。应用后可大量节约电能减少污染、降低碳排放。而制冷(热)设备废热利用方法，则为传统空调、制冷设备的节能设计、产品的节能改进提供了途径和方法，也为旧设备使用者提供了节能改造的方法同时，本发明还提供了多种应用方式，方便实施应用:即可采集应用一体化的方式，便于设备进行自动化运行于应用，又可进行制冰阶段、应用阶段分步实施的方式，便于设备进行简单化的管理运行与应用，也便于制冰工作的专业化实施，让使用者有更多的选择，让设备制造经营者有明确的分工，最终使本发明便于推广实施。
【专利附图】
【附图说明】:
[0020]图1是换热式空气能开发应用设备示意图，图2冰源式制冷方法及其空调和冰柜不意图，图3是直用冰柜系统意图，图4是畜能式冰柜构成意图，图5是直用式冰柜构成示意图，图6是换热式空气热能热水器构成示意图，图7是换热式双效制冷设备示意图。
[0021]
[0022]
[0023]具体实施实例
[0024]下面依据图一，结合设本发明备体系的各部分的组合连接，对用冷空气制冰储能用冰降温的方法的运行实施方式作进一步具体说明，所述设备由空气热能采集设备系统、空气热能储存设备系统、空气热能应用设备系统和运行控制系统组合构成，所述各设备系统之间用管网进行连接，通过运行控制系统控制设备系统的运行；空气热能采集设备系统包括:一次换热器1、一次管网24、二次换热器7、液态媒补充罐25、一次循环泵15、排气/媒介补充口 14、一次输出阀门5、一次输入阀门6等设备部件；蓄能储存系统设备包括:容器式热交换器2、二次循环泵16、温感器101等各种传感器，二次管网26、阀门10、阀门11、阀门12等设备部件；能量应用系统设备主要包括:热交换器27、三次管网29、一次直用换热体39、二次直用换热体38、传感器、三次阀门、三次循环泵、给/排水口 19、换热式空调器22、换热式冰柜21、等换热式调温设备等部件；所述设备各个系统按以下方式连接安装，首先，将一次换热器1.安装在室外或便于采集空气热能的地方，把容器式热交换器2安置在地下一定深度之下，在一次换热器一次出水阀门5,—次回水阀门6外设置A、B两类输出输入端口，A类端口用于连接一次应用换热体39，在A出水口 73A回水口 74外对应设置一次进水A阀门3、一次回水A阀门4，在阀门的外端，通过ZY1管网64与直用调温设备冰柜21冰柜换热器40的BG输入口 65,BG输出口 66分别相连，以便使一次换热器1和一次直用调温设备换热器之间形成可闭合可循环运行的一次直用换热体系39，在一次直用换热体内设置安装ZY1循环泵37，通过循环泵的运行实现该换热体系内的热交换循环，令一次换热器1采集到的气候热能通过直用设备换热器40为应用设备提供热能或冷源，进而实现一次直用调温设备的应用；B类端口用于连接二次换热器，在B输出口 49、B输入口 50外设置安装一次出水B阀门8、一次回水B阀门9，在一次出水B阀门8、一次回水B阀门9外侧用一次管网24分别连接二次换热器的一次输入口 52、一次输出口 51,使一次换热器和二次换热器通过一次管网24连接成闭合循环运行的一次热交换体系17，以便将采集的空气热能输送到二次换热器内，在一次换热体系17内安装一次循环泵15，以通过循环泵的运转保证换热系统内液态媒的循环运行，来完成气候热能的采集工作；二次换热器7作为整个设备系统换热连接中枢安装在容器式热交换器的换热槽中33，在二次换热器上除连接一次换热体系的一次输出口 51、一次输入口 52以外，还需设置二次输出口 67，二次输入口 68，在二次输出口 67，二次输入口 68外再设置直接供热的A类ZG输出(水)口 53、ZG输入(回水)口 54和间接供热的B类JG输入口 55、JG输出口 56 ;在ZG输出(水)口 53、ZG输入(回水)口54外对应设置二次输出(水)A阀门10、二次输入(回水)A阀门11，阀门的外端，用管网与二次直用设备换热器的ZYKT进水口 57，ZYKT回水口 58，和BG输入口 65，BG输出口 66分别相连，以便使二次换热器和二次直用设备换热器不经热交换器27而直接连接成闭合可循环运行的二次直用换热体系38，在二次直用换热体系内设置安装ZY2循环泵70，以通过循环泵的运行实现二次直用换热体系内热交换的循环运行，为二次直用设备换热器直接提供热能或冷源，进而实现二次直用调温设备的应用；在二次换热器B类JG输出(水)口 55、JG输入(回水)口 56外对应设置二次输出B阀门12、二次输入B阀门13，阀门外端，通过二次管网26与释放应用系统设备中的热交换器B流程28的输入口 42、输出口 43分别相连，让二次换热器和热交换器的B流程形成闭合可循环运行的二次热交换体系18，在二次热交换体系内设置安装二次循环泵16，通过循环泵的运转，令二次换热器7和热交换器的B流程之间形成闭合的热交换循环，以通过二次换热器与二次热能的热交换实现容器式热交换器
2中储存的二次热能之输出，并通过B流程28为热交换器27A流程31提供持续的热能；在热交换器27A流程31上的三次输出口 44输入口 45外连接三次管网29，在管网29上设置三次输出阀门35、三次输入阀门36，在阀门外与空调换热器30的TW输入口 46、TW输出口47分别相连，以使热交换器27A的流程31与各空调换热器30之间可形成一个闭合可循环运行的三次热交换体系23，在三次热交换体系内设置安装三次循环泵32，用循环泵的运转令三次换热体系内的液态媒进行换热循环，通过换热循环实现AB流程的热交换，进而为换热式调温设备换热器持续的提供热能或冷源，以保证各换热设备热能供应满足调温工作的需要，完成设备的组合连接；其中，二次直接应用时，二次直用冰柜91的ZY2换热器136通过管网89与二次换热器7构成二次直用换热体38，二次换热体系38内设有BG循环泵62，以通过BG循环泵62的运转保证所述体系的热交换循环，以通过热交换循环从二次换热器7直接获得热能以提供降温服务。
[0025]在实施用冷空气制冰储能用冰降温的方法时，先要打开一次换热器1上一次出水阀门5、一次回水阀门6以及一次进水A阀门3、一次回水A阀门4, 一次输出(水)B阀门
8、一次输入(回水)B阀门9，并打开二次换热器7上一次出水B阀门8、一次回水B阀门9，二次输出A阀门10、二次输入A阀门11，以及二次输出B阀门12、二次输入B阀门13，ZY2冰柜阀门41、ZYKT阀门71以及注水阀门75，然后，从注入/卸载口 19向一次热交换体系17、二次热交换体系18、二次直用换热体38及一次应用换热体39内注入防冻液，同时令一次循环泵15、二次循环泵16、ZY1循环泵37及ZYKT循环泵62开始运转配合注入工作的进行，以随着防冻液的逐步注入系统中的空气也从气体排出口 14全部排出，待一次热交换体系17、二次热交换体系18、二次直用换热体38及一次应用换热体39内的满防冻液达到液态媒补充罐25水位上线83时注入工作停止，关闭阀门75 ;接着，打开阀门35、阀门36、阀门76、阀门79通过注水管路77从给/排水口 78向容器本体20及由热交换器A流程31与换热式空调器22中KT换热器59构成的三次热交换体23内注水，同时令三次循环泵32及KT循环泵60开始运转配合注入工作的进行，以随着水的逐步注入系统中的空气也从气体排阀100全部排出，待系统内的水注满后停止注入工作，关闭阀门76、79 ;再从盐水注入口61向换热槽箱内注入盐水，待盐水注满槽箱后停止盐水注入，关闭阀门84 ;在环境条件满足设备运行设定的条件时(室外温度低于设定的温度、且容器式热交换器本体内蓄能媒介的温度高于外面低温气热能的温度)，温感器101给出信号到运行控制系统，以让设备开始运行，运行前关闭一次输出A阀门3、一次输入B阀门4，二次输出A阀门10 二次输入A阀门11，以及二次输出B阀门12 二次输入B阀门13，令一次换热器I与二次换热器7之间通一次过管网24构成封闭的一次热交换体系17，然后令一次循环泵15开始工作，让防冻液先在一次热交换体系17前端的一次换热器I管束134内通过翅片135、管束134，与其外面的低温气热能143进行反复的热交换，不断的吸收冷空气中的低温气热能，使一次换热器I内的防冻液转换为液态低温热能14，紧接着，液态低温热能14从阀门5按箭头丨01所示方向、路径，通过一次管网24，经一次出水B阀门8经过一次输入口 52被输送到一次交换体系17后端的二次换热器7中，沿着其二次换热7管束94内流动，通过二次换热器7与容器式热交换器2中换热槽箱33内的盐水进行热交换，使盐水成为低温盐水，再用低温盐水通过换热槽箱33的内壁102与容器本体20所存的水133进行充分的热交换，交换后，液态低温
气热能释放出其所携带的低温气热能，立即按箭头f 02所示方向路径，通过一次管网24
从一次回水B阀门9经过一次回水口 51、一次回水阀门6回流到前端一次换热器I内，与低温气热能进行的再次热交换，令防冻液再次变成液态低温气热能后，继续上述的流动循环，通过后端的二次换热器7的交换，用换热槽33内的低温盐水通过内壁102继续与容器本体20内的水133进行热交换，…经过以上持续不断的循环热交换,容器本体20内所存水133的温度逐渐降低，并最终被冻结为冰；制好的冰被储存在地下的容器式热交换器2中以待降温使用；当把冰态热能作为冷源实施空调降温时，可先关闭一次管网24上的一次出水B阀门8、一次回水B阀门9，打开二次换热器7上二次输出B阀门12，二次输入B阀门13，令二次换热器7与热交换器27的B流程28之间通过二次管网26构成可循环、闭合运行的二次热交换体系18，之后，让二次循环泵16开始工作，在二次循环泵16的作用下，防冻液通过二次出水口 67从JG输出口 55流出，经过二次输出B阀门12，进入二次管网26，经B流程输入口 42流入热交换器27的B流程28，与A流程31进行热交换后再从B流程28输出口43流出，之后通过二次管 网26经二次输入B阀门13、JG输入口 56、二次回水口 68流回到二次换热器7中，使防冻液在二次换热器7与热交换器27的B流程28之间进行往复的热交换循环，以令二次换热器7通过换热槽箱33内的盐水用内壁102与容器本体20内储存的冰态热能进行的热交换，令换热槽箱33内的盐水成为低温盐水，以使二次换热器7内的防冻液在与低温盐水交换后转换为二次液态低温热能15并持续的提供给B流程28 ;同时，打开A流程31三次输出44输入45端口外三次管网29上的三次输出阀门35，三次输入阀门36，令空调换热器59与热交换器27的A流程31之间通过三次管网29构成闭合、可循环运行的三次热交换体系23，此时，让三次循环泵32开始工作，在三次循环泵32的作用下，三次热交换体系23内的水，从A流程31三次输出口 44经三次输出阀门35流出，通过三次管网29从换热式空调器22的入口 46流入到空调换热器59中，在与换热对象进行热交换后从出口 47流出，通过三次管网29从三次输入阀门36经三次输入端口 45流回到A流程31中，完成热交换器27内与B流程28的热交换；经交换，三次热交换体系23内的水获得了 B流程28内的防冻液所释放的二次液态低温热能15后变成了冷水，并经过三次交换体系23送到空调换热器59中，当空调换热器59内持续的充满冷水后，就持续能发挥制冷功能，做降温设备的冷源(取代现有空调蒸发器制冷功能)；然后，在空调风扇48作用下，令通过空调换热器59内的冷水在换热器翅片85间与其外面的空气进行热交换，经交换，空调换热器59中的冷水在释放出低温热能降低了环境温度后，复原为常温的水，之后，在三次循环泵32的持续作用下流回到热交换器27的A流程31中，继续与B流程28的二次液态低温热能进行再次热交换，以获取冷源…同时，热交换器27的B流程28内的二次液态低温热能15释放出自身的低温热能后，变为常温的防冻液经二次交换体系18流回到容器式热交换器2换热槽箱33内的二次换热器7中，继续通过换热槽33内的盐水与容器本体20内储存的冰态热能进行热交换，再次获得低温热能，为降温设备持续提供冷源，而容器本体20中的冰态热能在不断的交换后，逐渐释放出所储存的空气低温热能慢慢的变为水…通过这样循环往复的换热交换，就能使调温设备持续获得调温所需热能，直至耗尽所储存的冰态低温热能一季的轮回；以此实现“利用空气低温热能进行制冷降温的方法”。
[0026]在实际应用中，对冰态热能的应用也可采用不经热交换器27热交换的‘二次直接制冷应用法’:实施时先令阀`门8、9，12、13保持关闭的状态，使容器式热交换器2通过二次直用管网89与换热式空调90换热式冰柜91构成二次直用热交换体38，然后让循环泵62、70开始工作，此时，防冻液从二次出水口 67经ZG入水口 53通过二次出水A阀门10经过BG进水口 65、ZYKT进水口 57，通过ΖΥ2冰柜阀门41、71分别进入冰柜换热器40和空调换热器30内，在与交换对象进行热交换后，再分别从ΖΥΚΤ回水口 58、BG回水口 66流出，通过ΖΥ2管网89从二次回水Α阀门11、ZG回水口 54通过二次回水口 68流回到二次换热器7中，使防冻液在二次换热器7与二次直用换热体38之间进行往复的热交换循环，以使二次换热器7内的防冻液通过换热槽箱33内的盐水用内壁102与容器本体20内储存的冰态热能进行的热交换，令换热槽箱33内的盐水成为低温盐水，以使二次换热器7内的防冻液在与低温盐水交换后转换为二次液态低温热能15并持续的提供给二次直用换热体38 ;以实现用储存在容器本体20内的冰态热能为换热式二次直用空调90、换热式二次直用冰柜91提供冷源的任务，进而实现冰态热能的二次直接应用。
[0027]依据图一和图二我们对‘冰源式制冷方法及其空调和冰柜’做具体的说明，在冰源式制冷方法实施前，需对‘换热式空气热能开发应用设备’做简化处理:在图一的B输出口49、B输入口 50外的一次出水B阀门8、一次回水B阀门9处，将一次应用换热体39 (L形虚线图104所示范围内图形)除去，得到图二，使图一变成冰源式制冷空调和冰柜的设备构成示意图；按图二所示，原换热式空气热能开发应用设备只保留储能部分的容器式热交换器2应用部分的二次直用空调90、二次直用冰柜91、换热式空调22以及相应的二次热交换体系18 二次直用换热体系38、三次热交换体系23、以及热交换器27，使换热式空气热能开发应用设备简化为‘冰源式制冷空调和冰柜’单纯的用冰制冷设备，以实施冰源式制冷方法:使用前需把冰态热能放入容器式热交换器2容器本体20内储存，其他的准备工作及应用方法与上述的实例基本相同，使用时通过循环泵的运转，令二次换热器7 (用防冻液)通过换热槽箱33内的盐水以内壁102与容器式热交换器2本体20内储存的冰态热能进行热交换，交换后，二次换热器7中的防冻液成为液态低温热能通过二次管网26被二次循环泵16送入到热交换器27的B流程28中，与热交换器27的A流程31进行热交换，使A流程31内的水变为冷水后被三次循环泵32送到换热式空调器22空调换热器59中，提供降温服务；或采用二次直用方式，液态低温热能被循环泵62、(70)送到二次直用冰柜91的换热器136或二次直用空调90空调换热器30中，通过冰柜换热器136、空调换热器30与各自降温对象进行的热交换，降低了它们各自的环境温度后，液态低温热能释放出冷源变为常温的液态媒流回到二次换热器7中，继续通过换热槽箱33内的盐水以内壁102与容器式热交换器2本体20内储存的冰态热能进行热交换，在不断地交换循环中，所述空调和冰柜的换热器可不断获得低温气热能，从而保障换热式二次直用冰柜91、二次直用空调90空调的降温工作的持续进行；更详细的应用运行过程与‘冷空气制冰储能用冰降温的方法’相同，实例的应用部分中叙述清楚不在此赘述；冰源换热式制冷设备空调的实施，便于各种冰原，包括自然冰原人造冰原的利用，以及气候能采集制冰的专业化实施，也便于应用设备的制造和使用的简化，最终便于本发明的推广应用。
[0028]下面再结合附图3对换热式直用冰柜做进一步说明，在直用冰柜实施前先将一次换热器I安装在室外，换热式冰柜21安装在室内，在一次换热器I 一次出水阀门5 —次回水阀门6外通过ZYl管网64连接BG进水口 65，BG回水口 66，以将一次换热器I与换热式冰柜换21的换热器40接连接成闭合可循环换热的一次直用换热体39，在换热体39内安置循环泵37,以保证换热体的热交换循环；在实施的时候从排气媒介/补充口 14向一次直用换热体39内注入防冻液，并通过循环泵的运转令该系统内充满防冻液；再从注水口 80向冰柜储能槽箱82内注入水，待水注满后关闭阀门81，完成设备运行的准备工作；在气温满足运行要求时，令循环泵37开始工作，使防冻液先在一次换热器I管束134内通过管束及翅片135与外面的空气低温热能进行充分的热交换后变为液态低温热能14，然后，液态低温热能14被送到冰柜换热器40内与冰柜储能槽箱82中的水进行热交换，经循环不断的交换，使冰柜储能槽箱中水的温度逐渐降低并最终被冻结为冰，用储能槽箱中的冰为冰柜提供冷源，当冰柜内体86的温度达到设定的数值后，循环泵37停止工作，关闭阀门3、4，当冰柜的温度高于设定的温度时，阀门3、4开启，循环泵37再次工作；如此循环的工作，就能创造一个低温封闭的冰柜内体86实现以实现冰柜低温冷藏的功能；完成发明任务。
[0029]下面再依据图4对蓄能式冰柜构成作进一步的说明，储能冰式冰柜105包括冰柜保温箱体87、换热储能槽箱82、柜换热器40、兼做换热的冰柜内壁106、冰柜储物箱体86、换热储能槽箱82内装满水并安装冰柜换热器40，通过BG进水口 65BG回水口 66与一次换热器相连，用内壁106为其内则为提供冷源。
[0030]下面再依据图5对直冷式冰柜构成作进一步的说明，图4中所示的直冷式冰柜109包括冰柜保温箱体137、换热器管束107、换热内壁108、冰柜储物箱体110 ;直冷式冰柜109在系统连接、等与储能冰柜105的构造一样，而不同之处，在于直用冰柜没有换热储能槽箱82，而是用二次换热器7做直冷式冰柜109，换热器管束107与换热内壁108紧密相连，以将换热管束107内的液态低温热能传导给换热内壁108，通过BG进水口 141BG回水口 142与一次换热器相连，用换热内壁108为冰柜储物箱体110提供冷源，实现冰柜低温冷藏的功倉泛。
[0031]下面我们再依据图6换热式空气热能热水器做具体的说明，换热式空气热能热水器由一次换热器111、换热式热水器112、循环泵113、注水口 114、混水开关115、保温体120构等成，使用前将一次换热器安装在室外，换热式空气能热水器安装在室内，设备运行前需从注水口 114通过加水阀118、充水开关119，向热水器储水仓121、换热体系122注水，当空气从排气阀117、混水开关115排净后停止注水，关闭混水开关115、充水开关119 ;在夏季或天气情况满足运行要求时令循环泵113进行工作，使水在换热体系122内进行热交换循环，通过热交换循环把一次换热器111采集到的液态高温热能送到换热管束116中与热水器储水仓121里的水进行二次热交换，逐渐使热水器储水仓121中的水变成热水，通过120保温体对热水器储水仓121中的热水进行保温，使用时，打开混水开关，冷水从注水口114顶入到储水仓121迫使热水从出水口 138流出，以供应用；至此，可用空气热能多的方面来实现本发明的任务。
[0032]下面依据图7对制冷(热)设备废热利用双效工作法及其设备作进一步具体的说明:先说设备蒸发系统123 —侧的改进；按图7所示，将原设备蒸发器123系统的蒸发器96与容器式热交换器(2) 二次换热器7共同安置在换热槽箱33中，令蒸发器96成为内置换热器以便进行废热的有组织排放，二次换热器7与热交换器27的B流程28连为一体，在循环泵的作用下进行热交换循环，为冰柜换热器125空调换热器126提供冷源，构成蒸发器一侧的废冷利用设备系统145，当蒸发系统123 —侧工作时，其产生的低温热能交换传导给换热槽箱33中的盐水，以使盐水变成低温盐水，再让低温盐水通过内壁102与容器本体20内的水进行热交换，通过热交换使其中的水逐渐冻结为冰，然后用本发明前面所述有关方法进行储存，完成设备制热时低温负热能的采集转换和储存；在应用时，储存在换热槽箱33内的防冻液不断的通过内壁102与储存在容器本体20内的冰态热能进行交换，使防冻液一直保持为液态低温热能，以为换热槽箱33中的二次换热器7不断提供冷源，通过与低温盐水不断的热交换，二次换热器7的防冻液成为稳定的二次液态低温热能，在循环泵124的作用下通过热交换器27B流程28与A流程31内的水进行热交换使其成为冷水,冷水在BG循环泵140和KT循环泵139的分别作用下被送到应用系统的冰柜换热器125和空调换热器126中；或直用管网127将二次换热器内的液态低温热能直接送到应用系统的冰柜换热器125和空调换热器126中，按本发明前面所述有关方法，实现设备各自的降温工作；而对冷凝器一侧128的改进则结合水热供暖的方式进行:按图7所示，水热供暖时把原设备冷凝器系统128的冷凝器99作为加热管束99安置在有保温层95的加热罐129中，加热罐129与用热设备98通过供热管网130连接为一体，构成供热系统131，供热系统131中安置循环泵132，构成冷凝器一侧128的废热利用设备系统146，以通过循环泵132的工作使系统中的水进行有效的循环；当空调设备制冷运行时，冷凝器系统128排放的高温废热，就通过加热管束99传导给加热罐129内的水体，并把水逐步加热为热水提供给用热系统；热水在循环泵132的作用下通过供热管网130被送到用热设备98中；或热水先被循环泵144送到二次加热设备中97进行再加热后再送到用热设备98为人们提供服务；在冬季供暖时储冰蓄能，到夏季用储存的冰进行制冷，实现空调废热再生与循环利用，或在夏季制冷时用冷凝器的废热生产热水为人们提供热能；进而完成空调设备制冷与制热的双效运行，达到减少污染、低碳和节能的目的。
【权利要求】
1.一种空气热能开发应用方法及其设备，以热交换方式用换热器通过液态媒采集空气中的热能，使高温气热能转换为液态热能，低温气热能转换为冰态热能并通过容器进行蓄积和储存，再通过应用设备换热器用液态媒与液态热能或冰态热能进行再次热交换，使其转换还原成空气热能或液态热能进行应用；其特征是，用换热器通过液态媒在循环泵的工作下与空气热能进行热交换，先令一次液态媒在一次换热器(I)与二次换热器(7)之间通过管网(24)循环泵(15)等构成的闭合的一次热交换体系17内循环往复的流动，通过换热器I的管束(134)及翅片(135)与外面的空气热能(143)进行热交换，使液态媒转换为一次液态热能；接着，在循环泵(15)的作用下，一次液态热能通过管网(24)被送到容器式热交换器(2)中的二次换热器(7)管束(94)内，与二次换热器(2)外、换热槽箱(33)内的二次液态媒进行二次热交换，使二次液态媒转换为二次液态热能，再用二次液态热能通过内壁(102)与容器本体(20)内的水进行热交换，交换后，一次液态媒经过管网(24)流回到一次换热(I)器管束内，接着重复进行上述热交换，使水变成液态的或冰态的二次热能，此过程也可用二次换热器直接与容器本体内的水直接接触进行交换；然后，把获得的二次热能存储在容器本体(20)内，并停止进行热交换；最后，通过循环泵(16)令一次液态媒在二次热交换体系(26)内循环往复的流动，通过二次换热器(7)用换热槽箱(33)内的二次液态媒，与容器本体(20)内储存的二次热能进行热交换，令一次液态媒转换成为二次液态热能，持续提供给热交换器(27)的B流程(28);同时，在循环泵(32)的作用下，三次液态媒在应用设备的换热器(59)与热交换器(27)A流程(31)之间用管网(29)构成的闭合循环的三次热交换体系(23)内循环流动，与B流程(28)进行热交换，使三次液态媒变成三次液态热能，后被送到空调换热器(59)内，在循环泵(32)和风扇(48)的作用下，三次液态热能透过换热器(59)与外面的空气进行热交换，释放出热量后，经管网(29)流回到的A流程(31)，继续与热交换器(27) B流程(28)内的二次液态热进行再次热交换获得热能，并如此反复循环；完成空气热能开发应用，用其他换热器、液态媒以热交换方式实施的空气热能的开发应用也落在本发明的保护中。
2.一种空气热能开发应用换热式设备，由空气热能采集设备系统、空气热能储存设备系统、空气热能应用设备系`统和运行控制系统组合构成，所述各设备之间用管网进行连接，通过运行控制系统控制设备系统的运行，空气热能采集设备系统包括一次换热器(I)、一次管网(24)、二次换热器(7)、液态媒补充罐(25)、一次循环泵(15)、排气/媒介补充口(14)、一次输出阀门(5)、一次输入阀门(6);空气热能储存设备系统包括:容器式热交换器(2)、二次循环泵(16)、温感器(101)等各种传感器，二次管网(26)、二次阀门(10-13)、等设备部件；空气热能应用设备系统主要包括:热交换器(27)、三次管网(29)、一次直用换热体(39)、二次直用换热体(38)、传感器、三次阀门(35-36)、三次循环泵(32)、给/排水口(19)、换热式空调器(22)、换热式冰柜(21)、等换热式调温设备及部件；其特征是，空气热能采集设备的一次换热器(I)安装在室外或便于采集空气热能的地方，在一次换热器一次出水阀门(5)，一次回水阀门(6)外对应设置一次进水A阀门(3)、一次回水A阀门(4)，在阀门的外端，通过ZYl管网(64)与直用调温设备BG换热器(40)的BG输入口(65)，BG输出口(66)分别相连,形成可闭合可循环运行的一次直用换热体系(39),在一次直用换热体(39)内设置安装ZYl循环泵(37)，通过循环泵的运行实现该换热体系内的热交换循环，令一次换热器(I)采集到的液态热能通过直用设备换热器(40)为应用设备提供热能或冷源；在一次出水B阀门(8)、一次回水Β阀门(9)外侧用一次管网(24)分别连接二次换热器的一次输入口(52)、一次输出口(51)，使一次换热器(1)和二次换热器(7)通过一次管网(24)连接成一次热交换体系(17)，在一次换热体系(17)内安装一次循环泵(15)，通过循环泵(15)的运转完成气候热能的采集工作；二次换热器(7)安装在换热槽箱(33)中，在二次换热器(7)的二次输出口(67)，二次输入口(68)外对应设置二次出水Α阀门(10)、二次回水A阀门(11)，阀门外通过二次直用管网(89)与换热式空调(90)换热式冰柜(91)构成二次直用热交换体(38)，在二次直用换热体系内设置安装ZY2循环泵(70)，以通过循环泵的运行实现可闭合循环二次直用换热体系的运行，为二次直用设备换热器直接提供热能或冷源；在二次换热器⑵的JG出水口(55)、JG回水口(6)外对应设置二次输出B阀门(12)、二次输入B阀门(13)，阀门外端，通过二次管网(26)与热交换器(27)B流程(28)相连，让二次换热器(7)和热交换器(27)的B流程形成闭合可循环运行的二次热交换体系(18)，其内设置安装二次循环泵(16)，通过循环泵的运转，令二次换热器(7)和热交换器的B流程之间形成闭合的热交换循环；在热交换器(27)A流程(31)上的三次输出口(44)输入口(45)外连接三次管网(29)，在管网上设置三次输出阀门(35)、三次输入阀门(36)，在阀门外与相应调温设备换热器(30)的TW输入口(46)、TW输出口(47)分别相连，以使热交换器A流程(31)与空调换热器(30)之间可形成一个闭合可循环运行的三次热交换体系(23)，在三次热交换体系内设置安装三次循环泵(32)，用循环泵的运转令三次换热体系内的液态媒进行换热循环，通过换热循环实现AB流程的热交换，完成空气热能的应用释放。
3.按照权利要求2所述的空气热能开发应用换热式设备，其特征是，所述容器式热交换器，包括容器本体(20)、换热槽箱(33)、二次换热器等(7)、保温层，换热槽箱(33)是密闭的容器，其内设有二次换热器(7)和存放二次液态媒供热交换使用；所述换热式空调器(22)即空调室内机，其主要由KT换热器(59)和KT风机(48)构成；所述换热式空调器(22)即空调室内机，其主要由KT换热器(59)、KT风机(48)和ΚΤ循环泵(60)构成；所述储冰式冰柜(105)包括冰柜保温箱体 (87)、换热储能槽箱(82)、柜换热器(40)、兼做换热的冰柜内壁(106)、冰柜储物箱体(86)，换热储能槽箱82内装满水并安装冰柜换热器(40)，通过BG进水口(65)BG回水口(66)与一次换热器(1)相连，用内壁106为其内则为提供冷源；所述直冷式冰柜(109)包括冰柜保温箱体(137)、换热器管束(107)、换热内壁(108)、冰柜储物箱体(110);直冷式冰柜(109)的换热器管束(107)与换热内壁(108)紧密相连，通过BG进水口(141)BG回水口(142)与一次换热器1相连，用换热内壁(108)为冰柜储物箱体(110)提供冷源；所述设备可由金属、塑料、玻璃钢、混凝土等材料单独或组合制造，建造；所述一次、二次换热器，降温设备换热器和空调换热器，是汽车水箱散热器、空调冷凝器、盘管散热器、风机盘管等类的换热装置，或以其技术予以实现。
4.按照权利要求1、2、3所述的空气热能开发应用方法，其特征是，用一次换热器(1)管束(134)内的防冻液，通过翅片(135)与低温气热能(143)进行循环往复不断的热交换，使低温气热能(143)变成液态低温热能，用循环泵(15)送入二次换热器(7)管束(94)中，借助换热槽箱(33)内的盐水与容器本(20)体内存储的水进行循环往复不断的热交换，使水冻结转换为冰态热能并储存在容器本体(20)中；在制冷时，通过二次管网(26)内循环泵(16)的工作，让防冻液在二次换热器(7)管束(94)内与热交换器的B流程之间形成的闭合的二次热交换体系内进行往复的热交换循环进行如上的热交换，使储存的冰态热还原为二次液态低温热能持续的提供给B流程(28);同时，通过三次管网(29)和循环泵(32)，使水在热交换器(27)的A流程(31)与空调换热器(59)之间构成的闭合的三次热交换体系(23)内进行往复的热交换循环，通过热交换器内的A流程(31)与B流程(28)的热交换，三次热交换体系(23)内的水变转换为冷水后，被送到空调换热器(59)中，成为降温设备的冷源，在空调风扇(48)作用下，冷水在换热器翅片(85)间与其外面的空气进行热交换，使空调换热器(59)中的冷水在释放出低温热能降低环境温度，并如此循环，实现用冷空气制冰储能用冰降温的方法。
5.按照权利要求2、3、4所述的空气热能开发应用方法，其特征是容器式热交换器2埋在地下或山体中，或作相应的保温处理；所述液态媒包括水、盐水和防冻液。
6.按照权利要求1、2、3、4所述的空气热能开发应用方法，其特征是，直接把一次换热器(I)冰柜换热器(40)用管网(64)相连组成换热式直用冰柜，设备中安置循环泵(37)，形成一次直用换热体(39)，通过循环泵(37)的运转，一次换热器(I)所采集到的液态低温热能被直接送到储能冰式冰柜(105)换热器(40)内，与冰柜储能槽箱(82)中的水进行热交换，使冰柜储能槽箱(82)中水被冻结为冰，以冰作为储能冰式冰柜(105)的冷源，或将一次换热器(I)所采集到的液态低温热能被直接送直冷式冰柜(109)换热器管束(107)内，将换热器管束(107)内的液态低温热能传导给换热内壁(108)，用换热内壁(108)为直用冰柜内体(110)提供冷源，创造一个低温封闭的冰柜内体(86)，以低温气热能换热的直接应用，实现冰柜低温冷藏的功能。
7.按照权利要求1、2、3、4所述的空气热能开发应用方法，其特征是，保留除一次换热器(I)以及一次应用换热体(39)以外的，换热式空气热能开发应用设备中容器式热交换器(2)、二次直用空调(90)、二次直用冰柜(91)、换热式空调(22)以及相应二次热交换体系(18)二次直用换热体系(38)三次热交换体系(23)、以及热交换器(27)等所余设备和热交换体系，使换热式空气热能开发应用设备简化为用冰做冷源的应用设备，用该设备按权利要求3所述方法，用冰作为冷源存入容器式热交换器(2)容器本体(20)内，实施制冷。
8.按照权利要求1、2所述的空气热能开发应用方法及设备，其特征是，通过换热式空气热能热水器(112)的一次换热器(111)用水与高温气热能进行热交换，通过热交换采集高温气热能，使热空气变成热水为人们提供供热服务；换热式空气热能热水器由一次换热器(111)、循环泵(113)、注水口(114)、混水开关(115)、保温体(120)构等成。
9.一种制冷(热)设备废热利用方法及设备，用容器式热交换器(2)与原制冷(热)设备(123)的冷凝器(99)或蒸发器(96)进行有效结合的方法，对现有制冷(热)设备0和技术加以改进，通过热交换器与蒸发器(96)或冷凝器进行的热交换，用液态媒对制冷(热)设备的废热进行回收和利用:当设备制冷时，用水等液态媒作为热能的载体，通过热交换器以换热的方式收 集设备冷凝器(99) 一端产生的高温热能，以此获得热水，然后用循环泵(132)将热水送至供热系统(98)为人们进行供热服务；在设备制热时，用防冻液作为低温热能的载体，通过容器式热交换器(2)以换热的方式收集设备蒸发器一端产生的低温热能，用冰态热能为人们提供制冷服务，其特征是，低温热能的利用方法是将原设备蒸发系统(123)与二次换热器(7)共同安置在换热槽箱(33)中，令蒸发器(96)成为内置换热器，以便设备制热时将蒸发系统(123)的低温热能交换传导给换热槽箱(33)中的盐水，再通过内壁(102)与容器本体(20)内的的水进行热交换，使水冻结为冰，并权利要求4、5、6、7实施应用；冷凝器系统(128)作为加热管束(99)安置在有保温层(95)的加热罐(129)中，在设备制冷时，用冷凝器系统(128)排放的高温废热，把水体(133)加热，热水在循环泵(132)的作用下通过供热管网(130)被送到用热设备(98)中；或热水先被循环泵(144)送到二次加热设备中(97)加热后再送到用热设备(98)为人们进行供热。
10.按照权利要求1、2、3、4所述的空气热能开发应用方法和权利要求(9)所述制冷(热)设备废热利用方法所述，用改进后的废冷利用设备系统(145)，在冬季供暖时储冰蓄能，到夏季用储存的冰进行制冷，或用废热利用设备系统(146)在夏季制冷时用冷凝器的废热生产热水。`
【文档编号】F25B41/00GK103673392SQ201210337401
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月13日 优先权日:2012年9月13日
【发明者】李善崇, 李 赫 申请人:李善崇