如,可存在中介部件。相反地,當一個部件被提到“直接連接到”另一部件時,應被理解為不存在中介部件。
[0046]應理解,當一個部件、例如層、膜、區域、板、或部分被提到“形成在”另一部件上時,它可以直接或間接地形成在另一部件上。也就是說,例如,可存在中介部件。相反地,當一個部件被提到“直接形成在”另一部件上時,應被理解為不存在中介部件。
[0047]各用語在本文中僅用于描述示例性實施例,而不是用于限制本發明。單數的表述包括多數的表述,除非在上下文中另有限定。在本專利文件中,用詞“包括”或“具有”等用于指定本專利文件中公開的特征、數字、步驟、操作、元件、部件、或它們的組合的存在,但并不排除存在或者添加一個或多個其它特征、數字、步驟、操作、元件、部件、或它們的組合的可能性。
[0048]除非另有限定,否則包括技術或科學用詞在內的所有用詞具有本領域普通技術人員通常理解的相同含義。應理解,在通常使用字典中限定的用詞被解釋為包括與相關技術的上下文含義相同的含義(除非在本申請文件中另有明確限定),而不是被解釋為理想的或極端形式的含義。
[0049]在下文中,將參照附圖描述本發明的實施例。在本專利文件的全文中,相同/相似的附圖標記標示相同/相似的元件,并將省略對其的重復性描述。
[0050]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。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。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。
[0051 ]參見圖1,根據本發明一個實施例的能量供應系統包括:制冷系統10、發電系統20、和新能源和可再生能源發電系統30。
[0052]參見圖2和3,制冷系統10是利用來自熱電聯產過程的廢熱和用新能源和可再生能源生成的電力而生成冷能的系統,并包括:真空室11、真空栗12、冷凝水槽、蒸發管14、制冷管15、制冷劑存儲槽16、和蓄熱槽17。為便于說明,在圖2中,所述實施例付諸應用的建筑物的層數是四層,但并不限于此。
[0053]真空室11是在其中發生水蒸發的部件。水的蒸發在較低壓力和較高溫度下進行得更好。
[0054]圖4為例示出發生水蒸發的壓力與溫度之間的相關關系的圖表。圖5為例示出水的壓力與蒸發潛熱之間的關系的圖表。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。
[0055]參見圖4可知,在相同溫度下,壓力越低,則蒸發得越好,且在相同壓力下,溫度越高,則蒸發得越好。
[0056]真空室11可通過栗而在特定或更小壓力下保持高真空狀態,所述栗通過接收利用新能源和可再生能源生成的電力或者來自熱電聯產單元的剩余電力而被驅動。當實現充分的真空狀態且需要制冷負荷時,蒸發管14開放,以允許通過夏季熱電聯產產生的在蓄熱槽17中的熱水、或者在冷凝水槽13中的冷凝水流入到真空室11中,通過流入的熱水的蒸發而冷卻在制冷管15中流動的制冷劑,由此生成冷能以滿足制冷負荷18的需要。
[0057]在實驗科學中,由于低于大氣壓力的條件稱為真空,因此用語“真空”將在下文中用于表示:低于大氣壓力的壓力條件,而不是什么都沒有的狀態。如前所述,當使用通過熱電聯產產生的在蓄熱槽中的熱水時,被噴灑的熱水的溫度高且其壓力變低,因而形成易于在真空室11中發生水蒸發的條件。也就是說,即使真空室11中的真空狀態不是高真空狀態,被噴灑的水的溫度也較高而且飽和蒸氣壓變高(參見圖4),由此易于發生蒸發。或者,即使當水的蒸發速度過大因而使真空室11中的壓力略微增大時,由于對應溫度的高飽和蒸氣壓較高,因此,在滿足飽和蒸氣壓內的條件的范圍內,被噴灑的熱水的溫度仍滿足可蒸發條件,因而可持續產生冷能。
[0058]隨著水蒸發,由于消耗相當于蒸發潛熱的熱量,因而真空室的內部被冷卻。由于在此過程中使用作為夏季熱電聯產過程的副產品的熱水,因而即使在相對較低的真空條件中熱水蒸發也會發生。相應地,由于獲得或保持高真空條件所需的電力(新能源和可再生能源發電電力或剩余發電電力)可以減少且水蒸發高效進行,因而用于產生冷能的能量消耗相應地減少。此外,當新能源和可再生能源(例如太陽光、風力等)用作真空栗12的動力源時,可以更多地減少用于產生冷能的化石能源消耗。
[0059]真空室11可在建筑物的每層安裝,或者可每幾層安裝。
[0060]真空栗12在真空室11中形成真空,并使蒸汽或冷凝水輸送到冷凝水槽13。真空栗12的一側連接到真空室11,且其另一側連接到在其上方的冷凝水槽13。隨著真空栗12排放真空室11中的空氣和蒸汽,真空室11中形成真空,在水蒸發時生成的蒸汽隨空氣一起被排放并輸送到冷凝水槽13。建筑物的一般商用電源(電網電源)、或者由小型水力發電系統21、熱電聯產系統22、或新能源和可再生能源發電系統30生成的電力可以用作真空栗12的動力源。作為示例,當電力由太陽光或風力發電系統生成時,可控制將由新能源和可再生能源發電系統30生成的電力優選地用作真空栗12的動力源。
[0061]冷凝水槽13是供蒸汽或冷凝水從真空室11輸入其中的部件。由真空栗12從真空室11抽取的蒸汽被注入冷凝水槽13中。
[0062]同時,在如前所述輸送到冷凝水槽13的過程中,一些蒸汽可能冷凝并以冷凝水形式輸送。
[0063]由于冷凝水槽13利用真空栗12達到高壓力,因而提供易于將蒸汽冷凝為水的條件。也就是說,為了進行冷凝,由于需要使壓力變高或使溫度變低以滿足飽和蒸氣壓(露點)的條件,因而冷凝水槽13內部利用真空栗12保持高壓力條件。此外,當冷凝水槽13的結構或位置有利于冷卻時,可更好地進行冷凝。
[0064]蒸發管14是將位于下方的冷凝水槽13與位于上方的真空室11連接或者將位于下方的蓄熱槽17與位于上方的真空室11連接的管。蒸發管14的一側位于冷凝水槽13或蓄熱槽17中,其另一側連接到位于上方的真空室11。閥14a可安裝在蒸發管14與位于上方的真空室11之間。當閥14a由控制單元(未示出)開啟時,冷凝水槽13中的冷凝水由于壓力差而經由蒸發管14流動到位于上方的真空室11中,并在被吸入真空室11中時蒸發。也就是說,由于上方的真空室11的內部由位于上方的真空栗12變為真空,因而使得冷凝水槽13中的冷凝水被吸入真空室11中。控制單元在需要制冷的時間點將閥14a開啟以進行蒸發冷卻。相應地,在不使用額外栗的情況下,可利用壓力差向上輸送冷凝水。
[0065]制冷管15是通過熱交換提取真空室11中的冷能并將冷卻后的制冷劑輸送到制冷負荷18的部件。制冷劑在制冷管15中流動。水、空氣或通用制冷機中常用的各種制冷劑可用作所述制冷劑。由于通過蒸發冷卻使真空室11內的溫度降低,因而制冷管15中的制冷劑被冷卻并向外排放。
[0066]制冷劑存儲槽16是儲存被冷卻后從真空室11排放的制冷劑的部件。制冷劑存儲槽16的一側可連接到真空室11,其另一側可連接到制冷負荷18。制冷劑通過栗進行循環,并依次經過真空室11、制冷劑存儲槽16、和制冷負荷18。在此,雖然制冷負荷18在圖中顯示為一個部件,不過這僅為從制冷劑存儲槽16排放的制冷負荷的示意性例示。制冷負荷18可以是制冷負荷的物理儲存空間,或者可以是從制冷劑存儲槽16輸送到真空室11的制冷負荷自身。
[0067]當水用作制冷劑時,制冷劑存儲槽16用作儲存穿過真空室11時所形成的冷水的箱。制冷劑存儲槽16用作緩存裝置以儲存制冷劑并在需要時進行制冷。也就是說,制冷劑存儲槽16可以是一種類型的冷能儲存裝置。
[0068]同時,制冷劑存儲槽16可安裝在建筑物的每層上,或者安裝在建筑物的特定層上。
[0069]蓄熱槽17是儲存熱電聯產過程中所產生熱水的部件。蓄熱槽17—側可連接到熱電聯產系統22,其另一側可連接到真空室U。通過熱電聯產系統22產生的熱水儲存在蓄熱槽17中。當需要制冷時,蒸發管14的閥14a開啟,然后熱水由于壓力差而輸送到真空室11中。如前所述,由于使用作為夏季熱電聯產過程副產品的熱水而高效進行水蒸發,因而用于產生冷能的能量消耗得以減少。
[0070]發電系統20是生成電力的部件,并包括:小型水力發電系統21和熱電聯產系統22。作為示例,發電系統20可位于建筑物基底/地下室(basement)中、或者位于建筑物較低層附近。
[0071]小型水力發電系統21是使用水的勢能驅動渦輪以生成電力的部件,并包括:小型水力發電水槽21a、循環栗21b、小型水力管21c、和