广义的热泵应用

本文提出的所谓广义的热泵应用,是指将上述的热泵技术实现时间、空间上的开放式应用。有点像古时候的冬天冰块蓄冷、夏天吸热降温;现有的错峰用电蓄冷、蓄热;天然气液化运输后的液态天热气所含“冷量”再利用等等。把热泵技术的热媒、冷媒传输不要在局限于小系统,实现大系统、跨场景、跨地区、跨时段应用。

比如,我们常用的空调,是冷媒在压缩机的抽吸作用下,在蒸发器里降压、吸热蒸发;携带汽化热的物质,被压缩机增压,温度随压力增加自然升高,并随着管路移动到另一个位置进入冷凝器后,遇到相对较低的温度条件,就会冷凝、放热,释放大量热量。

如果基于这个道理,我们利用热泵技术制作一种新的锅炉,它能把环境空气的热高效率搬运到水里,实现输出热水、蒸汽。这种新的“锅炉”根据逆卡诺循环理论,其效率在100%以上,远远大于现有的电加热锅炉。那些失去热量的环境空气温度降低。如果能实现部分空气的热量进一步被“搬走”,温度大幅度降低,空气就会变成液体,它的凝结热也将一并被搬运到水中,都随着热水、蒸汽输出使用;而某种意义上就可以得到“免费”的液态空气这个“副产品”。进一步,将这种约-200℃的含有“冷量”的物质,通过车辆、管路运输到需要动力的场合,让它通过热交换器、气化器吸收免费的、环境空气热或其他废热,实现沸腾、汽化、气化膨胀成为高压气体,该气体可以推动发动机、气缸活塞运动,实现将低温的、免费的环境热量转化为人们需要的动力,满足新的需求。能量在甲地从空气中进入水里、变成蒸汽进入生产生活环节,最后散发到环境中;失去热量的液态空气经空间移动到达乙地,在乙地由于它自身极低的温度,则又可以吸收、撬动当地已有的“低温”热量转化为高压空气的势能,通过热机部分转化为输出动力,泄压后的空气排放回环境。最后在大环境下、大气层内实现热平衡。上述过程中一次电力能源消耗,实现、启动了空气所含的热量流动,进而分别满足了甲地蒸汽、乙地动力的两个需求,用能量流动的方式,替代了原来需要在甲乙两地分别消耗能源物质的能耗模式。

英国高瞻公司利用“垃圾电”制作“液态空气”,实现储热、储冷,利用时间、空间差,再次实现储能发电、高压空气动力输出等系统应用。

狭义的热泵应用是通过实现小范围的、实时的能量流动满足不同环节的热能、动力需求;广义的热泵应用是通过实现大范围的、异步的能量载体的搬移、流动,分别满足不同场合、不同时间的热能、动力需求。类似的应用早有先例,只是没有系统的、全面的得到推广应用,发挥出更大的社会效益和经济效益。

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