储电式自然能空调--供讨论

储电式自然能空调技术是关键节能减排技术，可以取得四项国际领先水平原创样机：1开式热泵样机；2相变动态制冰样机；3直接传热式海水温差发电装置样机；4新型节能型冰蓄冷空调样机。

储电式自然能空调具有以下特点：

1. 夏季冷气不耗电------直接用冬天的蓄冰供冷。

2. 冬季暖气不耗煤------用夏天的热水和风/光发电经热泵储热供热。

3. 温差发电不耗能------用夏天的热水冬天的蓄冰温差发电。

储电式自然能空调主要包含囊式蓄冰装置、接触式载冷剂相变动态蓄冰装置、开式热泵装置、空调终端装置。

储电式自然能空调采用接触式载冷剂相变动态蓄冰装置和囊式蓄冰装置突破大规模低成本天然蓄冰技术瓶颈。接触式载冷剂相变动态制冰装置蒸发冷凝器上有进水管和出冰管；冷源换热元件直接置于蒸发冷凝器中，冷源换热元件可以是天然冷源的换热器，也可以是制冷机的蒸发器；蒸发冷凝器中的气态载冷剂通过冷凝为液态直接放热给冷源换热元件，液态载冷剂流入水中蒸发为气态与水直接热交换，生成冰激凌式冰。载冷剂采用难溶于水的低沸点物质如丙烷等。该接触式载冷剂相变动态制冰装置换热面积不到过冷水动态制冰的1/10，而制冰能力是过冷水动态制冰的20倍以上，换热效率很高，产冰能力很大，生成冰激凌式冰，融冰过程负荷跟随性好，结构简单，成本低投资小，稳定性好，运行可靠，尤其是能实现超大规模低成本制冰。而囊式蓄冰装置几乎不需建筑施工，柔性容器外壁采用塑胶类的柔性密闭隔热材料形成密闭隔热囊式结构，能在海洋或库区使用，也能方便地用在滩头、沙漠、湿地、地下室、防空设施内、废弃建筑物内，它结构简单、成本低、安装方便、使用灵活。

储电式自然能空调采用开式热泵装置突破低成本大容量储电储热水技术瓶颈。开式热泵装置主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀，开式热泵装置的蒸发器和冷凝器的冷媒进出口是敞开式的，蒸发器中的低压气态冷媒通过压缩机加压后进入冷凝器，高压气态冷媒在冷凝器中直接接触热水通过冷凝为液态放热，液态冷媒通过节流阀减压进入蒸发器直接接触冷水通过蒸发吸热，完成循环，这样使冷水的热量高效高速流向热水。冷媒采用难溶于水的丙烷等。

空调终端换热器采用直接接触换热器，冰水/热水直接与空气接触，传热效率高，没有换热温差损失。夏天采用囊式蓄冰装置中的冰水，在空调终端直接换热器中与空气直接接触换热，储电式自然能空调能直接提供接近于0°C的冷空气；冬天采用囊式装置中夏天的热水和风/光发电经开式热泵装置储电制热的热水，在空调终端直接换热器中与空气直接换热，储电式自然能空调能直接提供高于55°C的暖气，都只需少量运行费用。

另外，和太阳能热水器相结合，或利用富余风电采用开式热泵蓄热，如果采用一个囊式蓄冰装置蓄冰，另一个囊式装置蓄热水，一年四季都可以利用温差(达50-80°C)发电。另外，在炎热的夏天，如采用终端系统如CO2跨临界膨胀发电装置，使高压工质的吸热曲线与空气的放热冷却曲线相匹配时，此时空调终端装置跨临界膨胀发电装置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。

储电式自然能空调与目前广泛应用的城市集中冷热联供装置+传统中央空调系统比较，在中国北方，以住宅为例，一个空调/供冷供暖年度，节省运行费用约21.6元/年·平米，节省标准煤约22.2kg /年·平米，减少CO2排放约59.9kg /年·平米；储电式自然能空调单位投资约120元/平米住宅，一次投入长期受益。储电式自然能空调每投资1元，可节省发电、输配电、储电设施、空调机、热泵机组、集中供暖气装置等投资大于2元，节省运行费用约0.18元/年，节省标准煤约0.18kg /年，减少CO2排放约0.5kg /年。如果以投资2000亿近似于一个三峡水库计算，则可以节省发电、输配电、储电设施、空调机、热泵机组、、集中供暖气装置等投资大于4000亿元，节省运行费用约360亿元/年，节省标准煤约0.37亿吨 /年，减少CO2排放约1.0亿吨/年。该项目的广泛实施将能为中国节省标准煤约5亿吨/年，减少CO2排放约13.4亿吨/年，相当于再建设20个三峡工程，还可以节省投资，而且不占用耕地也没有环境问题。与三峡工程相比，储电式自然能空调简单易行，然而节能减排效果、投资效果、社会效益都大大超过三峡工程。

与目前的蒸汽锅炉式城市集中冷热联供装置比较，该储电式自然能空调不仅不消耗化石能源、不产生温室气体二氧化碳，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暖、供冷、供热水、蓄能。与目前的高效节能示范技术地源热泵中央空调装置比较，该储电式自然能空调为环境友好型绿色技术，不占用资源，夏季供冷直接用冰，冬季同样运行稳定不受当时气温限制，也不受地下水资源短缺/地热资源条件限制，还能储电。储电式自然能空调冷季利用夏天的热水/通过开式热泵蓄热直接为城市供暖是最高效的储电用电/城市供暖方式，蓄电为热效率大于400%；由于能蓄积天然冷/热能加以利用，储电式自然能空调储电为热再发电效率可以大于100%，大幅提高风电、太阳能光发电等随机性新能源发电利用效率，大幅拓展风电、太阳能光发电等随机性新能源发电的发展空间。因为高效率共用囊式蓄冰装置和蓄热换热设备，而且水的热能比势能能量密度更高，每千瓦储电投入不到抽水蓄能电站投资的二分之一，而且没有环境问题；一个百万千瓦抽水储能电站40亿投资所对应的储电式自然能空调蓄电能力可以到达130万千瓦同时能供应约130万人口的供暖供冷。

储电式自然能空调夏季电网削峰效果也非常显著，显著提高电网运行效率，优化电网结构，可大幅节省为应对城市尖峰负荷---主要是制冷机负荷----而用于发电、输配电和电源后备容量建设的大量低效率投资。

储电式自然能空调所应用的都是成熟的通用技术、通用设备、通用材料，按照目前中国的技术水平及制造业现状，实施没有困难，而且空调终端装置可以根据实际需要进行分解、任意组合，可小可大、可简单化也可多功能组合。

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