[發明專利]壓縮空氣、真空儲能系統和在建筑節能節材中的應用

在審

• 申請號: 201510620486.3
• 申請日: 2015-09-26
• 公開（公告）號: CN107420281A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 徐林波
• 申請（專利權）人: 徐林波
• 主分類號: F04B35/04
• 分類號: F04B35/04;F04B41/02;F04B37/12;F04B37/14;E04H15/20;A47H23/04;B66F11/00
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技術領域

建筑節能節材。

背景技術

眾所周知，儲能是電網節能的重要手段。目前最成熟的大規模儲能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下游兩個水庫。在負荷低谷時段抽水蓄能設備處于電動機工作狀態，將下游水庫的水抽到上游水庫保存，在負荷高峰時設備處于發電機工作狀態，利用儲存在上游水庫中的水發電。其能量轉換效率在70%到75%左右。但由于受建站選址要求高、建設周期長和動態調節響應速度慢等因素的影響，抽水儲能技術的大規模推廣應用受到一定程度的限制。目前全球抽水儲能電站總裝機容量9000萬千瓦，約占全球發電裝機容量的3%。

壓縮空氣儲能是另一種能實現大規模工業應用的儲能方式。利用這種儲能方式，在電網負荷低谷期將富余電能用于驅動空氣壓縮機，將空氣高壓密封在山洞、報廢礦井、沉降的海底儲氣罐和過期油氣井中；在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動燃汽輪機發電。由于具有效率高、壽命長、響應速度快等特點，且能源轉化效率較高（約為75%左右），因而壓縮空氣儲能是具有發展潛力的儲能技術之一。

問題之一：由于壓縮空氣在人們的日常生活和辦公場合應用不多，所以壓縮空氣儲能是經過電-氣-電的兩次轉換再被利用，造成了工藝設備和能源的浪費。

問題之二：由于真空技術在人們的日常生活和辦公中也應用不多，所以真空儲能技術在人們的生活中很少涉及。

問題之三：無處不在的空氣即是制造各種充氣家具和形體的最廉價、最輕質的成形材料，又是最廉價、最輕質和優異的保溫材料。但由于在日常使用時存在壓力不足、充氣制品剛性和硬度不理想、充放氣麻煩和氣壓難以維持等問題，長期以來，在人們的日常生活和辦公場合難以普及使用。

問題之四：目前，建筑中的各種家具、器具和建筑墻體等，大都采用各種實體材料制作，不僅材料成本、制造成本、運輸成本、安裝成本、更換成本較高，社會資源和能源消耗巨大，而且及大地增加了建筑承重和建筑的建造成本。

問題之五：建筑中以固定形體存在的各種家具、器具和建筑墻體等，不僅永久占用建筑面積，及大地妨礙了建筑面積的高效利用和建筑內房間布局的更新變化，而且由于其較大的熱容量，會造成加熱或制冷能源的很大浪費。

問題之六：目前，建筑墻體的保溫是建筑節能的重大課題，各種建筑保溫材料也層出不窮，但擺脫磚、板、棉、灰的窠臼。不僅材料成本、制造成本、運輸成本、施工成本、維修成本較高，社會資源和能源消耗巨大，而且保溫效果差且更新困難。

問題之七：建筑門窗是建筑保溫和隔音的薄弱部位，建筑能耗的三分之一是通過門窗消耗掉的，室內外噪音的絕大部分是通過門窗傳遞的。但目前建筑門窗的保溫隔音方法和效果不盡人意，或者成本高昂、或者效率很低。

發明內容

為統籌解決上述問題，本發明提供了一種壓縮空氣、真空儲能系統和在建筑節能節材中的應用，其特征是：所述壓縮空氣、真空儲能系統包括產能裝置（空氣壓縮機、真空泵）、儲能裝置（儲氣罐、真空罐）、輸能裝置（輸氣管路、計量表、閥門）和使用裝置（充氣制品、氣動元器件）；以壓縮空氣和/或真空儲能裝置為能源，像布置供電線路系統那樣，將壓縮空氣、真空儲能系統中的輸能裝置布置到住宅建筑、商務建筑、公共建筑以及各種非生產建筑中有可能使用它們的各個位置上，以隨時隨地快速完成對各種充氣制品的成形、收藏或保壓，以及驅動各種氣動元器件和氣動工具工作。

上述壓縮空氣、真空儲能系統的系統單位，可以是一戶、一個住宅單元、一幢建筑、一個小區或一片城區等。

上述壓縮空氣、真空儲能系統的產能裝置主要在電網的負荷低谷工作，以達到儲能、節能的目的。

上述壓縮空氣、真空儲能系統的儲能裝置，可分多級布置在各戶、各單元、各建筑、各小區和各城區，以增加儲能容量和系統運行的穩定性和可靠性。

由于通過人體各種動作，達到人工壓縮空氣和抽真空儲能的目的十分簡單可行。可在各戶、社區和各個娛樂健身的公共場所中，設置各種可為上述壓縮空氣、真空儲能系統增能的娛樂健身器械和裝置，并設法獎勵使用（例如：運動一定次數，便會跳出一個硬幣等），以達到全民節能和娛樂健身的目的。

上述壓縮空氣、真空儲能系統也可用于日常生活和辦公中各種食物、衣物、材料、物品的真空保鮮、防霉、防潮、防銹、防氧化、衣物或物品的真空干燥、房間灰塵的清除等。

可用透光或遮光柔性材料設計制造一種具有所需剛性、硬度和強度的充氣墻體，將這種墻體的周邊，通過拉、壓、夾等緊固件與其周邊建筑的梁、柱、墻、屋頂、地板等活動固定在一起。

也可根據需要，在上述充氣墻體上開設門窗。