冷熱電三聯產能量供應系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冷熱電三聯產能量供應系統，能夠同時向建筑物供電、供熱和供冷。
【背景技術】
[0002]通常，冷熱電三聯產能量供應系統是指同時為建筑物供電、供熱和供冷的系統。在傳統的冷熱電三聯產能量供應系統中，除了熱電聯產系統以外，還使用吸收式制冷機、吸附式制冷機、渦輪式制冷機、除濕式制冷機，等等。使用熱電聯產系統同時進行發電和供熱，并通過用熱電聯產過程所生成的廢熱和剩余電力啟動吸收式制冷機、吸附式制冷機、渦輪式制冷機、或除濕式制冷機來進行制冷。尤其，由于在夏季時供熱需求通常會減小且供冷需求顯著增大，因而從能源生產設施的利用效率層面來講，在熱電聯產過程中利用廢熱的效率有多高是很重要的。
[0003]韓國專利公開號10-2013-0034909(2013年4月8日)公開一種由進行發電和供熱的熱電聯產系統與利用熱電聯產過程中產生的廢熱進行制冷的吸附式制冷系統組合而成的結構。上述的傳統技術的問題在于:與渦輪式制冷系統相比，吸附式(或吸收式)制冷系統的性能系數(COP)較低。渦輪式制冷系統的COP為3.5至4.5，而利用廢熱的吸附式制冷系統的COP僅為1.0至1.5。相應地，由于通常僅使用吸附式(或吸收式)制冷機難以應付整個建筑物的制冷負荷，因而吸附式(或吸收式)制冷機可以與渦輪式制冷機相結合使用。
[0004]同時，在化石能源耗盡和溫室氣體減排等方面，新能源和可再生能源(例如太陽光、風力等)的高效利用越來越受重視。不過，太陽光或風力發電方式的發電量并不穩定，根據天氣、季節條件等而可變。由于太陽光和風力發電方式具有間歇性發電的缺點，導致利用新能源和可再生能源的能源(電力、熱量等)生產時間點與用戶的能源需求時間點不一致，因而這種新能源和可再生能源的利用率在系統的運營和經濟性方面顯著降低。相應地，需要一種用于合理利用間歇性生產的新能源和可再生能源的分布式電源的方案。尤其是，考慮到夏季的能源產能較高的太陽能的利用率，則需要提出有效利用太陽能進行制冷的方案。
【發明內容】
[0005]技術問題:
[0006]本發明要解決的技術問題在于提供一種高效的冷熱電三聯產能量供應系統，其提供采用新方式的制冷系統并與現有熱電聯產系統相結合，其中，該新方式利用高層建筑物結構的勢能和水的性質，以代替現有的具有較低制冷性能的吸收式(或者吸附式)制冷方式。尤其是，旨在提供一種能夠有效儲存和利用生產的新能源和可再生能源以解決間歇性產生的新能源和可再生能源的根本缺陷的冷熱電三聯產能量供應系統。
[0007]技術方案:
[0008]根據本發明的一實施例，可提供一種冷熱電三聯產能量供應系統，包括:
[0009]真空栗；
[0010]真空室，通過所述真空栗在所述真空室中形成真空；
[0011]冷凝水槽，其位于所述真空室的上方，并用于儲存冷凝水，其中，流入所述真空室中的水蒸發所形成的蒸汽由所述真空栗輸送到所述冷凝水槽的內部而形成所述冷凝水；
[0012]制冷管，其被配置成穿過隨著水的蒸發而被冷卻的所述真空室的內部，并用于將通過熱交換產生的冷能輸送到制冷負荷;和
[0013]小型水力發電系統，其通過使儲存在所述冷凝水槽中的冷凝水至少從所述冷凝水槽的高度降落而生成電力。
[0014]所述小型水力發電系統可以包括:位于建筑物的頂層的小型水力發電水槽，所述小型水力發電水槽中可儲存所述冷凝水。
[0015]所述冷熱電三聯產能量供應系統可進一步包括:熱電聯產系統，其中，被供應到所述真空室的水可以是在所述熱電聯產系統的熱電聯產過程中生成的熱水。
[0016]所述冷熱電三聯產能量供應系統可進一步包括:新能源和可再生能源發電系統，其使用太陽光和風力中的一種生成電力，其中，所述真空栗可利用由所述新能源和可再生能源發電系統生成的電力來驅動。
[0017]在所述制冷管中流動的制冷劑可以是水、空氣、制冷用制冷劑中的一種。
[0018]所述冷熱電三聯產能量供應系統可以進一步包括:制冷劑存儲槽，其儲存流過所述制冷管時被冷卻的制冷劑。
[0019]根據本發明的另一實施例，可提供一種冷熱電三聯產能量供應系統，包括:
[0020]真空栗；
[0021]真空室，通過所述真空栗在所述真空室中形成真空；
[0022]冷凝水槽，其位于所述真空室的上方，并用于儲存冷凝水，其中，流入所述真空室中的水蒸發所形成的蒸汽由所述真空栗輸送到所述冷凝水槽的內部而形成所述冷凝水；
[0023]制冷管，其被配置成穿過隨著水的蒸發而被冷卻的所述真空室的內部，并用于將通過熱交換產生的冷能輸送到制冷負荷；
[0024]不同于所述真空栗的第二真空栗；
[0025]第二真空室，其位于所述真空室的上方；
[0026]第二冷凝水槽，其位于所述第二真空室的上方；
[0027]第二制冷管，其被配置成穿過隨著水的蒸發而被冷卻的所述第二真空室的內部，并用于將通過熱交換產生的冷能輸送到所述制冷負荷；
[0028]蒸發管，其將所述冷凝水槽與所述第二真空室連接;和
[0029]小型水力發電系統，其通過使儲存在所述第二冷凝水槽中的冷凝水至少從所述第二冷凝水槽的高度降落而生成電力。
[0030]所述小型水力發電系統可以包括:位于建筑物的頂層的小型水力發電水槽，所述小型水力發電水槽可以儲存所述冷凝水。
[0031]所述小型水力發電系統可進一步包括:循環栗，所述循環栗用于將位于所述小型水力發電水槽下方的所述第二冷凝水槽的冷凝水輸送到所述小型水力發電水槽。
[0032]在所述蒸發管處可以不安裝額外的栗，由于所述冷凝水槽與所述第二真空室之間的壓力差，所述冷凝水可以從所述冷凝水槽被輸送到所述第二真空室。
[0033]所述小型水力發電系統可以包括:循環栗和小型水力發電水槽，其中，儲存在所述第二冷凝水槽中的冷凝水通過所述循環栗被輸送到所述小型水力發電水槽的內部，所述小型水力發電水槽位于所述第二冷凝水槽上方。
[0034]有利效果:
[0035]根據本發明的實施例，通過儲存被冷卻后的制冷劑和被輸送到上層部分的水而實現如下效果:提供制冷及電能儲存功能。由于通過能量儲存功能可取回在能量需求和供應的時間點不一致時儲存的能量以在出現需求的時間點能夠準確地提供制冷，因而能量效率和可操作性得以提高。特別地，不僅提供高效利用夏季時熱電聯產所產生熱水的效果，而且還提供將間歇產生的新能源和可再生能源(例如太陽光、風力等)通過能量儲存功能而應用于冷熱電三聯產能量供應系統進行高效使用的效果，由此進一步提高冷熱電三聯產能量供應系統的能量效率。
[0036]另外，利用通過積累所述制冷過程中生成的水的勢能變化而在最終階段收集的勢能，通過小型水力發電，進一步生產電能，從而提供通過利用由新能源和可再生能源生產并供應的電力能夠同時實現制冷和電能生產的效果。
【附圖說明】
[0037]圖1為示意性例示出根據本發明一個實施例的能量供應系統的整體結構的概念圖。
[0038]圖2為示意性例示出根據本發明一個實施例的能量供應系統付諸應用的建筑物的側視剖面圖。
[0039]圖3為例示出根據本發明一個實施例的真空冷卻過程的視圖。
[0040]圖4為例示出發生水蒸發的大氣壓力與溫度之間的相關關系的圖表。
[0041]圖5為例示出水的壓力與蒸發潛熱之間的關系的圖表。
[0042]圖6為例示出水的絕對壓力、飽和溫度和潛熱之間的關系的圖表。
【具體實施方式】
[0043]由于本發明可具有各種修改方案和多種實施例，因而將參照附圖詳細描述本發明的各示例性實施例。不過，本發明將不限于這些示例性實施例，而是應被理解為包括所有在本發明的精神和技術范圍內包含的修改方案、等同方案和替代方案。
[0044]應理解，雖然用語“第一”、“第二”等在本文中可用于描述各種部件，不過這些部件應不限于這些用語。這些用語僅用于使一個元件區別于另一元件。例如，在不背離本發明的范圍的情況下，第二部件可被命名為第一部件，類似地，第一部件可被命名為第二部件。用詞“和/或”包括多個相關列舉項中的一個或任意及所有組合。
[0045]應理解，當一個部件被提到“連接到”另一部件時，它可直接或間接地連接到另一部件。也就是說，例