CN104295450A - 一种地塔炉式再生能源供热供冷发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地塔炉式再生能源供热供冷发电装置，它包括设置在建筑物中的引风塔（3），引风塔下端与地层中的冷气室（14）相连通，冷气室与蜂窝蓄冷管（8）相通，冷气室内设置有雾化器（15），引风塔上设置有直流风力发电机（1），引风塔塔内设置有恒频交流风力发电机（2）和直流风力发电机，引风塔一侧建筑物顶上设置有太阳能热水器、淋浴器、散热器和蓄热炉（16），引风塔另一侧设置有与居室分别相通的送风管（7），引风塔内下部分别设置有热水盘（11）和散热管盘（30），本发明通过把太阳能光能、风能、地热（冷），水冷和大气压差综合利用，依托陶瓷蓄热器进行能量蓄存和冷热切换，从而获得最低成本的无石化燃料消耗发电，可供室内空调、烹饪、热水等。

Description

一种地塔炉式再生能源供热供冷发电装置

技术领域

本发明涉及发电装置，尤其是涉及地塔炉式再生能源供热供冷发电装置。

背景技术

我国的经济发展令举世瞩目，如果要继续快速发展进入到发达国家水准，就必须突破人均资源相对匮乏这个“瓶颈”。目前家用电器越来越多，特别在寒冬炎夏季节，室内空调用电量大多占用了地区用电量的一半。为了保障人民生活幸福，目前往往采用压工业用电，保居民用电。这对地区的经济发展造成了影响。不使用空调，也能使人们生活在冬暖夏凉的室内，就会既节省了电，节省了化石资源，又减少了大气污染。

    目前，我国在快步迈入城镇化，大小城镇高楼林立。这同时也伴随着“城市高楼综合症”和“空调病”的多发，使人们易产生干咳，头痛、皮肤干燥发痒、头晕、注意力难以集中，特别是老人和小孩易被空调忽冷忽热引发感冒、甚至造成重病，室内空气质量差，灰尘多、通风量不足给霉菌、团球菌大量繁殖提供了温床。正如环保部副部长张力军所说：目前我国城市大气环境质量较差，与世界卫生组织环境空气质量指导值有一定差距，现行空气质量评价因子偏少城市空气质量达标仍处在低水平。室外空气尚且不佳，要使室内空气质量好，有益人民健康长寿，消除“城市高楼综合症”和“空调病”，创新和实施一种低成本的有效的新装置是刻不容缓的大事。

    我国的青藏高原，严寒缺氧，人居生存环境恶劣易造成“肺水肿”、“脑水肿”“高山病”、“心脏畸变”等一些地方病。还有新疆、内蒙和南海的孤岛，这些地方都被严寒酷暑、无电源、缺氧这些恶劣条件困扰和限制而造成无法大力开发和驻军防守。如果有了冬暖夏凉而且增氧并且发电供电的居室，这些困窘将迎刃而解。

    风（坑）道式发电，是业内科学家们研究多年的项目，却一直没有突破。如果利用绿色能源在风道式发电中崭露头角，那么这条长河将会汹涌澎湃。

    目前的风能、太阳能发电，已被科技界高度关注。由于这些资源受地域的限制，受时有时无时大时小的限制，受设备庞杂昂贵的限制，受不能大量并网等限制。所以，风能、太阳能发电还不能普遍大规模实施。如果破除了以上诸多限制，那么人类在获取能源方面将迎来一种新格局。

发明内容：

针对上述现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种为建筑物提供一种具有多种功能的装置，能同时使建筑物内冬暖夏凉、增氧增风，无燃料烹饪、供热水，并提高室内空气质量并且持续发电的地塔炉式再生能源供热供冷发电装置。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：地塔炉式再生能源供热供冷发电装置热力—坑道式发电，它包括设置在建筑物中的引风塔，所述引风塔下端与地层中的冷气室相连通，所述冷气室与预埋在地层中或水底的蜂窝蓄冷管一端相通，蜂窝蓄冷管另一端伸出至地层外采集空气，所述冷气室内设置有雾化器，引风塔上端外壁上设置有直流风力发电机，引风塔塔内从上至下依次设置有恒频交流风力发电机和直流风力发电机，所述引风塔一侧建筑物顶上设置有太阳能发电装置和太阳能热水器、居室内设有淋浴器、散热器和蓄热炉，引风塔另一侧设置有与居室分别相通的送风管，引风塔内下部分别设置有热水盘和散热管盘，所述蓄热炉包括热水箱和设置在热水箱内的蜂窝陶瓷蓄热体与设置在蜂窝陶瓷蓄热体下部和中间内部的电加热器。

本发明通过把太阳能光能、风能、地热（冷），水冷和大气压差综合利用，依托陶瓷蓄热（冷）器进行能量蓄存和转换，从而获得最低成本的无有机化石燃料消耗的发电，室内空调增氧、烹饪、热水等。使生活居住高能耗处，成为能源产出处。

本发明的技术效果：

1、    节省大量化石资源，使千家万户产生出电力，增加了人民的经济收入，又

支持了国家经济高速发展，造就低碳高增长，减少能源进口，

2、    本发明既是建筑物，又是一个小型发电厂，形成了名副其实的安居乐业，

可激发投资热潮，加速我国城镇化建设，推进第三产业蓬勃发展，

3、    本发明中所新创造的廉价易行的室内增氧和调温方法，以及高温稀氧燃烧

技术，有望克服千百年来青藏高原区域人类生存和繁衍发展的诸多难题，

4、    本发明具有发电、供热、供冷、空气净化等多用功能，使建造者节省大量

的家电购置和维修更新费用，

5、    本发明构造成功的省除了目前风力发电和太阳能发电设施中的许多贵重

设备，如变速箱、蓄电池、逆变器等。大大降低了再生能源发电的成本，有利于人类扩大利用再生能源，

6、    由于本发明装置具有将电力转化为热能加以蓄存，需要时又将热能发电传

输出去的功能，因此本装置还可为电网调峰。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图，

图2是图1的A-A剖视结构示意图，

图3是本发明所述蓄热炉的剖视结构放大示意图。

在图中，1、直流风力发电机  2、恒频交流风力发电机  3、引风塔  4、排气孔  5、送风口  6、居室  7、送风管  8、蜂窝蓄冷管  9、地层  10、冷风口 11、热水盘  12、热水管 13、热汽管Ⅰ  14、冷气室  15、雾化器   16、蓄热炉  17、散热器   18、热汽管Ⅱ 19、淋浴器 20、太阳能热水器   21、外环管  22、内环管  23、热流管  24、热水箱   25、煤气燃烧器  26、保温盖 27、蜂窝陶瓷蓄热体  28、电加热器  29、高温区 30、散热管盘  31、太阳能发电装置。

具体实施方式

在图1、图2和图3中，所述地塔炉式再生能源供热供冷发电装置热力—坑道式发电，它包括设置在建筑体中的引风塔3，引风塔为筒体，所述引风塔下端与地层9中的冷气室14相连通，所述冷气室与预埋在地层中或水底的蜂窝蓄冷管8一端相通，蜂窝蓄冷管另一端伸出至地层外采集空气，所述蓄冷管为多组对称设置，每组由3-6根管子形成（按所需冷空气量而定），所述冷气室内设置有雾化器15，雾化器由冷水管和间隔设置的喷嘴组成，引风塔上端外壁上间隔设置有直流风力发电机1，引风塔塔内从上至下依次设置有恒频交流风力发电机2和直流风力发电机，所述引风塔一侧建筑物顶上设置有太阳能发电装置31和太阳能热水器20、室内设置有淋浴器19、散热器17和蓄热炉16，居室6可以是两层或多层，淋浴器、散热器和蓄热炉分别设置在居室内，太阳能热水器、淋浴器和散热器的热源通过热水管12、热汽管Ⅰ13和热汽管Ⅱ18通过闸门与蓄热炉相通或断开，引风塔另一侧设置有与居室分别相通的送风管7，送风管下端通过冷气口10与冷气室相通，送风管上分别设置有可将冷气输入居室内的送风口5，引风塔上设置有与居室相通的排气孔4，引风塔内下部分别设置有与蓄热炉相连的热水盘11和散热管盘30，所述热水盘11由外环管21和内环管22组成并依次与热流管23相连，热流管与热水管12和大阳能热水器20相连。所述蓄热炉包括设置在热水箱24内的蜂窝陶瓷蓄热体27与设置在蜂窝陶瓷蓄热体下部和中间内部的电加热器28，所述蓄热炉16上设置有保温盖26和煤气燃烧器25，在蜂窝陶瓷蓄热体中形成的高温区29。所述引风塔由热水盘和散热管盘引发来自冷气室的冷气流膨胀而产生强风，强风推动引风塔内的恒频交流风力发电机运转，从而形成热力式样—坑道式发电。所述蜂窝蓄冷管通过冷气室和雾化器可为独立的无耗能采冷（热）蓄冷（热）装置。所述蓄热炉以自然风电能和太阳能利用能量转换器实行无化石燃料烹饪供热，可独立作为节能蓄热炉。

本发明的工作原理是：

（1）本发明可应用于无化石燃料的烹饪和供热，直流风力发电机1产生的电直接输送到电加热器28中，蜂窝陶瓷蓄热体27持续地吸收和蓄存电加热器产生的热能，并且将高温区29增温至高温状态，打开保温盖26即可烹饪，热水箱24内的热水（或蒸汽）通过散热器17为室内供暖，也供沐浴器19沐浴用。在没有自然风的条件下，蓄热炉内无法获得来自直流风力发电机1的电能。这时，太阳能、光能的太阳能发电装置和太阳能热水器20将热水盘11加热，来自冷气室14的冷空气会遇到热水盘而产生膨胀。在引风塔3内形成强气流推动塔内的风力发电机发电。把这些电力输送给电加热器28。这样就实现了在无风时仍能实现无燃料燃烧烹饪、供暖。在特殊情况下煤气燃烧器25可暂时启用，这时，由于底部的蜂窝蓄热器预热了空气和煤气，产生高温稀氧燃烧效果，所消耗的煤气也会较目前传统方式减少30%以上。

（2）进行室内空调和净化室内空气；天冷时开启散热器17即可保持室内温暖。天热时，埋设在地下或者水下的蜂窝蓄冷管8会使地面上空气流穿越时冷却至5～10℃的范围。冷空气被雾化器15除尘和增加负氧离子后，在冷风口10得到进一步除尘和干、湿处理后通过送风管7经送风口5送入室内。排气孔4不断把室内废气排进引风塔内.既保持室内空气清新又有利引风塔内发电。地下采系统的设立既做到了无空调机，无增氧净化机的室内降温增氧，同时也是引风塔内发电的必不可少。

（3）进行恒速恒频发电和供电；冷气室内的冷气流与热水盘11和散热管盘30散发的热能汇合，会在引风塔内产生膨胀气流（强风），通过自动控制热水盘和散热管盘的散热量，使恒频交流风力发电机2施行恒速恒频发电。这样就开拓了一种新型热力式一坑道式发电。产生的电力可自用或输入电网。

本发明包括三大系统：

1、系统A是引风塔热力和地坑式发电，在于运用高塔产生较大吸引风力（利用大气压差），使引风塔内内置风力发电机发电，系统A包括直流风力发电机1、恒频交流风力发电机2、引风塔3、热水盘11和散热管盘30。

2、系统B是烹饪、供热系统，在于不使用化石燃料进行烹饪、供热和发电。系统B包括蓄热炉16、热水箱24、煤气燃烧器25、保温盖26、蜂窝陶瓷蓄热体27和电加热器28。

3、系统C是蓄冷，在于采用无耗能采冷（暖）供冷（暖）和发电，系统C包括蜂窝蓄冷器8、地层9或水底、冷风口10、冷气室14和雾化器15。

Claims (3)

1. 一种地塔炉式再生能源供热供冷发电装置，其特征是：它包括设置在建筑物中的引风塔（3），所述引风塔下端与地层中的冷气室（14）相连通，所述冷气室与预埋在地层中或水底的蜂窝蓄冷管（8）一端相通，蜂窝蓄冷管另一端伸出至地层（9）外采集空气，所述冷气室内设置有雾化器（15），引风塔上端外壁上设置有直流风力发电机（1），引风塔内从上至下依次设置有恒频交流风力发电机（2）和直流风力发电机，所述引风塔一侧建筑物顶上设置有太阳能发电装置（31）和太阳能热水器（20）、居室（6）内设置有淋浴器（19）、散热器（17）和蓄热炉（16），引风塔另一侧设置有与居室分别相通的送风管（7），引风塔内下部分别设置有热水盘（11）和散热管盘（30）。

2.   根据权利要求1所述的一种地塔炉式再生能源供热供冷发电装置，其特征是：所述热水盘（11）由外环管（21）和内环管（22）组成并依次与热流管（23）相连，热流管与热水管（12）和大阳能热水器（20）相连。

3.根据权利要求1所述的一种地塔炉式再生能源供热供冷发电装置，其特征是：所述蓄热炉（16）包括热水箱（24）和设置在热水箱内的蜂窝陶瓷蓄热体（27）及设置在蜂窝陶瓷蓄热体下部和中间内部的电加热器（28），所述蓄热炉（16）上设置有保温盖（26）和煤气燃烧器（25）。