[发明专利]使用大气蒸发驱动系统生成电力、冷量和蒸馏水的方法

说明书

使用大气蒸发驱动系统生成电力的方法包括使大气气流通过管道的干燥通道，其中通过接触表面干燥侧来预冷该气流并且蒸发液体使管道的湿润通道润湿。气流被重新引导以从干燥通道到湿润通道通过涡轮来生成电力，并作为工作空气与蒸发液体直接接触。工作空气被来自蒸发液体的水分润湿。间接热交换增加了湿润通道中从低海拔到高海拔的前进上升流动中工作空气的温度和含湿量。随后，加热和潮湿的工作空气排放到大气中。工作空气和/或蒸发液体在进入管道的湿润通道之前或通过管道的湿润通道期间，通过太阳辐射加热。

技术领域

本发明总体上涉及大气和太阳能热能(风能)转换，并且特别涉及使用大气蒸发驱动系统生成电力、冷量和蒸馏水的方法，以在干燥通道中生成下降气流，并在湿润通道中生成上升气流。涡轮位于干燥通道和涡轮发电机内的低海拔处，以将流动空气的能量转换成有用类型的电力、冷量和蒸馏水。另外，使用太阳辐射和/或排气烟道气的热量以及其他形式的热量，可以提高这些系统的效率。

背景技术

大气由空气组成，而空气又由如氮、氢和氧等不同气体的微小颗粒组成。阳光一直照在我们的大气层上。但是，它不均匀地加热地球表面，因此在某些地方大气是温暖的，而在其他地方大气是冷的。随着空气变暖，它的颗粒散开。这使得空气更轻或更不致密，因此它会上升。随着空气冷却，它变得更重，或更致密，并且下沉。当暖空气上升时，来自较冷区域的空气流入以取代加热的空气。这个过程称为对流并导致空气流动。地球表面的不同加热和由此生成的对流是造成这个星球上的风的原因，它对于确定陆地上的生命环境和对人类而言清洁、廉价的能源来说至关重要。风能是一种清洁和可再生的电力来源，也是世界上增长最快的能源。风是由太阳对地球表面的不同加热引起的。风是间接形式的太阳能，因此是“可再生的”，即太阳总是在补充它。但风能有严重的缺点。任何地区的风速都是可变的，因此风是间歇性的电力来源。在静风时期，风力涡轮不能生成任何电力。电力需求随着一天中的时间和一周中的天而变化，因此每个电网都会生成过剩产能。当风吹来时，来自风力涡轮的电力可用于取代火力发电厂，但是当没有风时，其他电力来源必须弥补差额。因此，风力发电机不能一年365天，一天24小时运转。在典型的风电场中，风力涡轮在65-80％的时间内运行，但通常低于满负荷运行，因为风速不是最佳水平。因此，其容量系数为30-35％。经济性在风力发电机的容量方面也起着很大的作用。可以建造具有更高容量系数的风力机器，但这样做是不经济的。一些研究人员提出使用大气蒸发驱动系统来创造没有上述缺点的“人造风”能量系统。众所周知，当通过喷水冷却时，干热空气将以增强的速度下降。这种现象偶尔会在自然界中发生，并且已经被获悉和记录了很长时间。许多发明者试图使用自然力的直接应用来利用大气中的可再生能源，因为水的蒸发通过垂直管道生成强风，并且可以用于驱动涡轮以产生电力，并且在需要电力和淡水的区域中产生淡水。

所有现有专利和技术都在垂直管道内使用，采用传统的绝热蒸发冷却工艺，其实现生成凉爽和潮湿的空气，温度可以冷却(在理想情况下)到湿球温度。当然，这种凉爽潮湿的空气比外部温暖和干燥的空气具有更大的密度，因此倾向于落向地面。但是这种密度差别太小并且涡轮上的压降(涡轮的入口和出口之间的压差)也很小。

由大气蒸发驱动系统生成的电力的主要驱动力是空气的额外压力，与从涡轮的出口出来的较少量的外部空气压力相比，空气的额外压力被引导到涡轮。

本发明可以通过Mai sotsenko循环与露点蒸发冷却器的装置结合实现。这些用于露点蒸发冷却器的装置由Coolerado Inc.(丹佛市)生产，它们可以在商标“Coolerado AirConditioner”下商购获得。本发明提供一种经济且环境安全的方法，用于通过Maisotsenko循环与塔(“塔(Exergy Tower)”)协同生成电力、冷量和蒸馏水。