新型城市集中冷热联供空调装置用途

目前的城市集中冷热联供装置主要包括蒸汽锅炉、管道系统、放热器或溴化锂吸收制冷装置，必须大量消耗化石能源、产生温室气体二氧化碳、不能利用自然环境中夏季的热能和冬季的冷量、不能利用夏天多余的太阳能热水器的热量。

一种新型城市冷热联供空调装置包含地下水库、管道系统和终端装置。该新型城市冷热联供空调装置蓄水、发电、供冷、供热一举多得。与目前的蒸汽锅炉式城市集中冷热联供装置比较，该新型城市冷热联供空调装置不仅不消耗化石能源、不产生温室气体二氧化碳，还能蓄水供水，能充分利用自然环境中夏季的热能和冬季的冷量来为城市供热、供冷、发电。

该新型城市冷热联供空调装置主要包括地下水库、动态天然蓄冰装置、管道系统和终端装置。

地下水库建造在地下，是封闭式的，它利用城市近郊水利条件、气候条件和地质条件都合适的沟壑、凹地等经过建筑施工，在地下水库的四周和底面顶部都做防渗隔热处理，地下水库中可以有分隔墙和支撑柱，在地下水库的顶部覆土还能建造优质耕地。

动态天然蓄冰装置包括换热装置和刮冰装置，动态天然蓄冰装置和地下水库通过管道相连，还可以有泵及管道附件，动态天然蓄冰装置一方面与管道系统内的循环工质换热，动态天然蓄冰装置另一方面还可以与环境直接换热，地下水库冬天蓄冰夏天蓄热水，丰水期蓄水，枯水期供水。换热装置的换热面和刮冰装置的刮刀间隙小而且有相对运动，控制换热面上冰的形成速率，让换热面上所形成的冰层能够按需要厚度被刮刀刮下形成碎冰，碎冰由于密度比水小，在地下水库中会自然浮在水体的上层，地下水库不要完全结冰。地下水库的蓄冰和取冷共用同一套换热www.gesep.com节能装置，蓄热和取热也共用这套换热装置，并且冬季蓄冰取热可以同时进行，夏季取冷蓄热也可以同时进行，这样换热器的利用效率很高，能节省大量投资。该动态天然蓄冰装置地下水库中无需分布大量盘管或热管，水库中冰是动态形成的，冰的动态形成过程换热效率高，动态蓄冰装置没有被冻结在冰中也便于运行和检修，动态蓄冰装置结构简单，运行效率高、成本低投资小，尤其是能实现超大规模低成本蓄冰。由于能实现超大规模低成本蓄冰，地下水库的土建、保温、防渗无需严格要求，因而地下水库的单位蓄冰体积的建造成本会大幅度下降，所以新型动态天然蓄冰装置的单位蓄冰体积的成本能大幅度下降。

地下水库的动态天然蓄冰装置与城市终端装置之间有管道系统，管道系统包括蒸汽管道、冷凝液管道、冷凝液增压泵、附件及检测和控制装置，蒸汽管道、冷凝液管道埋入地下经过隔热处理，管道系统内有低沸点循环工质如二氧化碳或氨等，蒸汽和冷凝液体流向相反。

城市终端装置主要有换热器、膨胀发电机以及制冷机、制热机等，终端装置可以统筹运行，根据具体情况高效率方便化地直接使用循环工质作热源或/和冷源，减少中间环节温差损失。与空气直接换热，终端装置换热器夏天能提供低于10°C的冷空气，换热器冬天能提供最高25°C的暖空气；对于冷库等需要更低温度的冷量时用相对小功率的www.gesep.com节能环保终端装置制冷机可以消耗相对少量电能通过对循环冷凝液直接减压蒸发再压缩来制取低于冷凝液温度的所需冷量；如果需要热水时用相对小功率的终端装置制热机可以消耗相对少量电能通过直接对循环蒸汽加压放热再节流来制取高于蒸汽温度的热水；而对于夏天许多太阳能热水器有多余热水或有其它余热废热可以利用时则可以让终端装置膨胀发电机直接用增压泵增压循环冷凝液先吸取环境空气的热量再吸取热水或其它余热废热的热量来高温差高热量利用率膨胀做功发电；而不管是冬天还是夏天，当热量或冷量有富余时，都可以用终端装置膨胀发电机利用环境与地下水库的温差来发电。如果采用一个地下水库蓄冰，另一个地下水库蓄热水，或和太阳能热水器相结合，一年四季都可以利用温差发电。特别地，在炎热的夏天，采用终端系统跨临界膨胀发电机，使高压工质的吸热曲线与空气的放热冷却曲线相匹配时，此时终端系统跨临界膨胀发电机所产生的制冷量与直接采用终端系统换热器的制冷量相当，同时还能额外发电。

该新型城市冷热联供空调装置适合冬冷夏热、四季分明的地方，如我国东北、华北、西北的广大地区。因为采用新型动态天然蓄冰装置配套实现超大规模低成本蓄冰蓄热，新型城市冷热联供空调装置具有非常大的成本竞争力与非常好的应用前景，综合投资回收期约3年。将对中国北方夏季供冷冬季供暖及中央空调行业产生深远影响，特别值得大力研究、发展、推广。希望能与有远见的研究机构、公司携手共进。