本發(fā)明涉及水力發(fā)電，具體地講，涉及一種靜態(tài)水域離水發(fā)電聯(lián)產(chǎn)涼風(fēng)的耦合體裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著“雙碳”政策的實(shí)施，世界各國都在大力發(fā)展風(fēng)光水電等多種清潔能源。

2、水力發(fā)電技術(shù)有多種多樣的方式，但基本上都是利用合適的地形、地勢或建筑攔河壩，利用流動(dòng)的動(dòng)態(tài)水形成的動(dòng)能或勢能進(jìn)行水力發(fā)電，但是，像大海、湖泊、水庫等靜態(tài)狀的水，稱為靜態(tài)水域，讓其利用水的動(dòng)能或勢能離開原水域進(jìn)行發(fā)電，就有些困難了。

3、近年來，由于碳排放總量在不斷的增加，地球表面不斷的在變暖。每到夏天，人們就需要大量的自然涼風(fēng)、冷風(fēng)進(jìn)行消暑避夏，很多人對人工制冷(制涼)無法適應(yīng)，犯有空調(diào)病等現(xiàn)象，同時(shí)，還存在室內(nèi)空氣不環(huán)保、不衛(wèi)生等實(shí)際問題，造成夏季生活的困苦。隨著人們對健康和生活水平的提高，人們渴望天然的制冷和人造天然冷源；發(fā)展深井水或天然冰冷卻的純天然制冷(制涼)方式，又存在環(huán)境、條件、物資、成本等因素和條件的影響和制約，很難獲得大量、低廉純天然的冷風(fēng)或涼風(fēng)，進(jìn)行消暑避夏，但因其環(huán)境和條件限制，大都只能采用空調(diào)機(jī)進(jìn)行乘涼和降溫。

4、目前，國內(nèi)外制冷(制涼)有兩種方式：

5、天然制冷(制涼)：深井水或天然冰冷卻物體，一般能獲得8℃～27℃的溫度。

6、人造冷源：有液體汽化法、氣體膨脹法、熱電法、固體絕熱去磁法等，不同制冷(制涼)方法適用于獲取不同的溫度。

7、人工制冷方式的種類繁多，形式各異。制冷所用的能源也各有不同，有以電能為能源制冷的，如用氨、氟及其他工質(zhì)實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)的壓縮式制冷機(jī)；有以蒸氣為能源制冷的，如蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)等；還有以其他熱能為能源制冷的，如熱水型溴化鋰制冷機(jī)、直接燃燒油或天然氣的溴化鋰制冷機(jī)以及太陽能吸收式制冷機(jī)等。就是消耗一定的能量來換取將低溫物體的熱量向高溫物體傳遞，從而獲得低溫。液體汽化吸熱制冷是國內(nèi)外普遍采用的制冷方式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種靜態(tài)水域離水發(fā)電聯(lián)產(chǎn)涼風(fēng)的耦合體裝置，一種將大海、湖泊、水庫、池塘等不流動(dòng)，處于相對靜態(tài)具有一定深度的水域，在其水面上建造一個(gè)半潛狀船體結(jié)構(gòu)，或在水域旁邊認(rèn)為挖掘一個(gè)適當(dāng)規(guī)模的沉入水體下的深水倉總成，在水下將人為設(shè)置的虹吸管形成10m以上的水流勢能，作為水輪泵的動(dòng)力水源和作為高壓水泵抽水的水源，再將深水揚(yáng)到水面上方10～50m的高度進(jìn)行余壓水動(dòng)力發(fā)電后，其尾水再流入高位蓄水池，并且，再將高位蓄水池放出等量的水，利用其距離甲板或地面高度形成的落差勢能，進(jìn)行二次發(fā)電，并將深水倉水的余水，采用氣提射流器將其提升到高位水箱并分離出天然的涼風(fēng)，水再匯聚到蓄水池或采用其它形式進(jìn)行排水，如此循環(huán)往復(fù)，使靜態(tài)水域進(jìn)行離水發(fā)電聯(lián)產(chǎn)涼風(fēng)的耦合體裝置。夏季涼風(fēng)溫度一般在8℃～27℃，可直接用于替代空調(diào)風(fēng)，對室內(nèi)進(jìn)行降溫；冬季風(fēng)溫應(yīng)該得到12～23℃的溫?zé)犸L(fēng)。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的：

3、一種靜態(tài)水域離水發(fā)電聯(lián)產(chǎn)涼風(fēng)的耦合體裝置，其特征在于，包括：船體結(jié)構(gòu)，以其甲板下的水面為基準(zhǔn)，分為水上和水下兩大部分及甲板部分，合計(jì)為三部分；所述甲板的10～50m以上安裝有高位平臺，所述高位平臺上安裝有蓄水池支架，所述蓄水池支架上安裝有高位蓄水池、微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)及光伏發(fā)電板，所述高位蓄水池的上方還設(shè)有高位水罐、高位水槽及高位發(fā)電機(jī)組；所述甲板面上安裝有甲板發(fā)電機(jī)組；所述甲板與深水倉總成緊密連接，穿透所述船體結(jié)構(gòu)的底部所述深水倉總成內(nèi)固定連接深水倉平臺，所述深水倉總成被所述深水倉平臺分隔開分為上下二層，其下層為深水倉水體，所述深水倉平臺上側(cè)安裝深水倉水輪泵及高壓水泵，所述深水倉總成連接u形水下虹吸給水管，所述水下虹吸給水管設(shè)置有給水管進(jìn)水口，所述水下虹吸給水管固定連通所述深水倉水輪泵，所述高壓水泵固定連通高壓水泵進(jìn)水管，所述高壓水泵固定連通高壓水泵揚(yáng)水管。

4、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述深水倉總成內(nèi)安裝有文丘里氣提射流器，所述文丘里氣提射流器包括高壓風(fēng)室及文丘里氣提射流器進(jìn)水口，所述高壓風(fēng)室固定連通文丘里氣提射流器進(jìn)水口，所述高壓風(fēng)室固定連通壓縮空氣給風(fēng)管，所述高壓風(fēng)室設(shè)置有一組上斜型風(fēng)嘴及一組上彎型風(fēng)嘴，高壓風(fēng)室固定連通文丘里氣提射流器喉口，所述文丘里氣提射流器喉口固定連通鋼管管路，所述鋼管管路固定連接所述高位水罐，所述鋼管管路設(shè)置有文丘里氣提射流器出口，所述甲板面上安裝有空壓機(jī)及空氣壓力罐，所述空壓機(jī)及所述空氣壓力罐通過管道連通，所述壓縮空氣給風(fēng)管固定連通所述空氣壓力罐。

5、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述深水倉總成上部內(nèi)壁安裝有鋼結(jié)構(gòu)支架，所述鋼結(jié)構(gòu)支架內(nèi)設(shè)置有深水倉內(nèi)掛水箱，所述深水倉總成對應(yīng)所述深水倉水體至少安裝一套大流量潛水泵，所述大流量潛水泵固定連通潛水泵供水管，所述潛水泵供水管固定連接所述深水倉總成，所述潛水泵供水管的潛水泵出水口正對所述深水倉內(nèi)掛水箱。

6、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述深水倉平臺上側(cè)安裝深水倉水輪泵二及高壓水泵二，所述深水倉水輪泵二固定連通內(nèi)掛水箱落水管，所述內(nèi)掛水箱落水管固定連通所述深水倉內(nèi)掛水箱，所述高壓水泵二固定連通高壓水泵二揚(yáng)水管，所述高壓水泵二揚(yáng)水管固定連接所述高位平臺，所述高壓水泵二揚(yáng)水管的高壓水泵二揚(yáng)水管出水口正對所述高位發(fā)電機(jī)組。

7、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述高位水罐設(shè)置有涼風(fēng)出口。

8、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述高位蓄水池固定連通蓄水池落水管，所述蓄水池落水管固定連通所述甲板發(fā)電機(jī)組。

9、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述甲板通過一組鋼索連接錨鉤，掛牢在水底床上。

10、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述深水倉總成及所述船體結(jié)構(gòu)的最底層分別填充一定量的配重塊。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

12、本發(fā)明的深水倉在水面下10～50m，人為制造虹吸法落差，為水輪泵提供勢能。大海、湖泊、水庫、池塘等靜態(tài)水域很難像河流一樣，形成瀑布、大落差的水力勢能進(jìn)行水力發(fā)電，為此，本發(fā)明將平靜的水面，人為的形成一個(gè)較大的落差，以滿足深水倉總成內(nèi)的深水倉水輪泵形成足夠的勢能動(dòng)力。船體結(jié)構(gòu)的甲板下面與深水倉總成緊密連接。深水倉平臺的標(biāo)高低于水面大約10～50m，最小的落差也要在7～8m。如果要保證深水倉液面永遠(yuǎn)不超過深水倉平臺的標(biāo)高，那么，深水倉平臺與水面之間就永遠(yuǎn)會形成了一個(gè)7～20m的落差，水體就會通過給水管進(jìn)水口和水下虹吸給水管與深水倉水輪泵進(jìn)口之間形成虹吸現(xiàn)象，而且做到循環(huán)往復(fù)，并為深水倉水輪泵提供了0.07～0.2mpa壓力的水流，深水倉水輪泵形成的深水倉水輪泵尾水，自動(dòng)排出并流入深水倉總成的底部，成為深水倉水體。深水倉水輪泵利用其勢能，轉(zhuǎn)化出強(qiáng)大的機(jī)械動(dòng)力，而不是采用電能為高壓水泵提供了抽水的動(dòng)能，從而，抽出深水倉水體里的水。但是，高壓水泵只能抽取深水倉水體中50～60％的水量，尚殘留40～50％的余水，存留在深水倉總成的底部，形成深水倉水體余水需要及時(shí)排出。

13、本發(fā)明的深水倉采用高壓水泵抽出大部分的水，余水再采用文丘里射流器將其抽出。水體通過給水管進(jìn)水口和水下虹吸給水管與深水倉水輪泵進(jìn)口之間形成虹吸現(xiàn)象，深水倉水輪泵轉(zhuǎn)化出強(qiáng)大的機(jī)械動(dòng)能后，深水倉水輪泵尾水全部進(jìn)入深水倉總成的深水倉水體里，其水量有50～60％被深水倉水輪泵驅(qū)動(dòng)的高壓水泵抽取，還剩余40～50％的余水，還存留在深水倉總成的底部，就是深水倉水體，需要及時(shí)排出，否則，短時(shí)間內(nèi)深水倉總成就會灌滿，深水倉液面就會與水面持平，本發(fā)明就沒有任何創(chuàng)新了。因此，本發(fā)明在深水倉總成的底部還設(shè)有一套文丘里氣提射流器裝置，會靠自動(dòng)控制設(shè)備，將深水倉總成的底部的剩余的深水倉水體，通過文丘里氣提射流器出口提升到高位水罐內(nèi)，并在高位水罐液面上方噴射出水，高位水罐內(nèi)可同時(shí)分離出天然的涼風(fēng)，水再經(jīng)過高位水罐出水口，為高位水槽內(nèi)的高位發(fā)電機(jī)組提供發(fā)電的水力動(dòng)能，進(jìn)行了一次余壓發(fā)電。文丘里氣提射流器是靠高位水罐液面液位計(jì)信號進(jìn)行自動(dòng)控制設(shè)備開啟或關(guān)停，進(jìn)行間隙性工作，保證深水倉液面永遠(yuǎn)在深水倉平臺以下1～2m以下。

14、本發(fā)明的空氣壓縮機(jī)的電力來源于風(fēng)光電及儲電等外接電能。文丘里氣提射流器的動(dòng)力源是壓縮空氣，是空壓機(jī)為空氣壓力罐提供壓縮空氣，空氣壓力罐釋放的壓縮空氣的壓力是根據(jù)高位水罐的高度而定，一般為0.3～0.8mpa，特殊情況其壓力可以再高一些?？諌簷C(jī)的工作是間隙性的，其電能來源于其它的微風(fēng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏發(fā)電板及儲能等外接電能。

15、本發(fā)明深水倉水體余水可多種形式排出。深水倉總成內(nèi)的深水倉水體排水方式，是本發(fā)明關(guān)鍵的核心技術(shù)，而其排水的方式有幾種，本發(fā)明創(chuàng)新的提供了2種方式：1電能動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的空壓機(jī)+文丘里氣提射流器系統(tǒng)，提供的壓縮空氣的氣液能排水方式詳見圖一～圖五；2電能動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的大流量潛水泵直接抽水排水方式詳見圖六～圖八。

16、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)三次水力發(fā)電。第一次水力動(dòng)能發(fā)電：深水倉水輪泵利用其虹吸管形成的勢能，轉(zhuǎn)化出的強(qiáng)大的機(jī)械動(dòng)力，為高壓水泵提供了抽水的動(dòng)力，高壓水泵的揚(yáng)程可達(dá)30～300m，可根據(jù)揚(yáng)程高度，高壓水泵可抽取水下給水管水量的50～60％，通過高壓水泵揚(yáng)水管和高壓水泵揚(yáng)水管出水口噴出，其水頭壓力一般在0.3～3.0mpa，為高位水槽內(nèi)的高位發(fā)電機(jī)組進(jìn)行余壓第一次發(fā)電；第二次水力勢能發(fā)電：經(jīng)過深水倉水輪泵第一次發(fā)電后，高位水槽的水全部流入高位蓄水池，蓄水池落水管進(jìn)行等量放水，進(jìn)入甲板發(fā)電機(jī)組，二者落差一般在10～50m高，為甲板上的甲板發(fā)電機(jī)組提供水力勢能，進(jìn)行發(fā)電，甲板水輪泵尾水從甲板水輪泵泄水口排出后，回歸水面下的水體，進(jìn)行了第二次水力發(fā)電。第三次水力動(dòng)能發(fā)電：甲板水輪泵尾水從甲板水輪泵泄水口排出后，在回歸水面下的水體前，由于其水量較大，多臺套甲板水輪泵泄水口的流水量在幾萬～上百萬立方米/小時(shí)，可安裝一個(gè)具有坡道的流水槽，將所以的甲板水輪泵尾水收集起來，可根據(jù)溜槽的長度，再裝上一臺套或多臺套水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)，進(jìn)行溜槽水輪機(jī)形式進(jìn)行發(fā)電，最后的尾水再流入水體中。

17、高位蓄水池可大可小，根據(jù)自身要求設(shè)計(jì)和制作。高位蓄水池可以建造在船體結(jié)構(gòu)的上方，也可建設(shè)在陸地的高坡上，或者樓房頂部，大的高位蓄水池也可用于養(yǎng)殖，也可用于為農(nóng)田澆灌等應(yīng)用。

18、本發(fā)明發(fā)電聯(lián)產(chǎn)天然的涼風(fēng)。經(jīng)空氣壓力罐釋放的壓縮空氣，經(jīng)過壓縮空氣給風(fēng)管打入環(huán)形高壓風(fēng)室，經(jīng)多排均勻布置的上斜型風(fēng)嘴和上彎型風(fēng)嘴，噴射到文丘里氣提射流器喉口，帶動(dòng)文丘里氣提射流器進(jìn)水口提升，同時(shí)，壓縮空氣與水進(jìn)行充分的混合和換熱，壓縮空氣的溫度與水溫達(dá)到一致，由于給水管進(jìn)水口在水面下10～50m處，其水溫較低，因此，壓縮空氣和水進(jìn)行徹底的熱交換后的溫度一致，并從文丘里氣提射流器的通過文丘里氣提射流器出口提升到高位水罐內(nèi)的高位水罐液面上方噴出，同時(shí)，在高位水罐內(nèi)，會自動(dòng)分離出天然的涼風(fēng)，涼風(fēng)再經(jīng)涼風(fēng)出口排出，用于替代空調(diào)冷風(fēng)，進(jìn)行室內(nèi)降溫，讓人們享受大自然清爽的涼風(fēng)。需要說明的是：由于水體的溫度，在冬季和夏季，水溫不同，夏季深處水溫一般在8～27℃，冬季深水處的水溫再12～23℃，因此，高位水罐分離出的風(fēng)，在夏季屬于8～27℃的涼風(fēng)；而在冬季應(yīng)該是12～23℃的溫?zé)犸L(fēng)。在高位水罐確定在20～50m時(shí)，文丘里氣提射流器15每提升2～3m3(t)的水，可獲取大約1nm3的涼風(fēng)；換句話來說，1nm3壓縮空氣可提升2～3m3(t)的水。

19、本發(fā)明應(yīng)用廣泛?？蓮V泛應(yīng)用于大海、湖泊、水庫、池塘等靜態(tài)水域進(jìn)行離水水力發(fā)電聯(lián)產(chǎn)天然的涼風(fēng)，也適合河流動(dòng)態(tài)水進(jìn)行水力離水發(fā)電聯(lián)產(chǎn)天然清爽的涼風(fēng)。