[发明专利]压缩空气、真空储能系统和在建筑节能节材中的应用

说明书

技术领域

建筑节能节材。

背景技术

众所周知，储能是电网节能的重要手段。目前最成熟的大规模储能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下游两个水库。在负荷低谷时段抽水蓄能设备处于电动机工作状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，在负荷高峰时设备处于发电机工作状态，利用储存在上游水库中的水发电。其能量转换效率在70%到75%左右。但由于受建站选址要求高、建设周期长和动态调节响应速度慢等因素的影响，抽水储能技术的大规模推广应用受到一定程度的限制。目前全球抽水储能电站总装机容量9000万千瓦，约占全球发电装机容量的3%。

压缩空气储能是另一种能实现大规模工业应用的储能方式。利用这种储能方式，在电网负荷低谷期将富余电能用于驱动空气压缩机，将空气高压密封在山洞、报废矿井、沉降的海底储气罐和过期油气井中；在电网负荷高峰期释放压缩空气推动燃汽轮机发电。由于具有效率高、寿命长、响应速度快等特点，且能源转化效率较高（约为75%左右），因而压缩空气储能是具有发展潜力的储能技术之一。

问题之一：由于压缩空气在人们的日常生活和办公场合应用不多，所以压缩空气储能是经过电-气-电的两次转换再被利用，造成了工艺设备和能源的浪费。

问题之二：由于真空技术在人们的日常生活和办公中也应用不多，所以真空储能技术在人们的生活中很少涉及。

问题之三：无处不在的空气即是制造各种充气家具和形体的最廉价、最轻质的成形材料，又是最廉价、最轻质和优异的保温材料。但由于在日常使用时存在压力不足、充气制品刚性和硬度不理想、充放气麻烦和气压难以维持等问题，长期以来，在人们的日常生活和办公场合难以普及使用。

问题之四：目前，建筑中的各种家具、器具和建筑墙体等，大都采用各种实体材料制作，不仅材料成本、制造成本、运输成本、安装成本、更换成本较高，社会资源和能源消耗巨大，而且及大地增加了建筑承重和建筑的建造成本。

问题之五：建筑中以固定形体存在的各种家具、器具和建筑墙体等，不仅永久占用建筑面积，及大地妨碍了建筑面积的高效利用和建筑内房间布局的更新变化，而且由于其较大的热容量，会造成加热或制冷能源的很大浪费。

问题之六：目前，建筑墙体的保温是建筑节能的重大课题，各种建筑保温材料也层出不穷，但摆脱砖、板、棉、灰的窠臼。不仅材料成本、制造成本、运输成本、施工成本、维修成本较高，社会资源和能源消耗巨大，而且保温效果差且更新困难。

问题之七：建筑门窗是建筑保温和隔音的薄弱部位，建筑能耗的三分之一是通过门窗消耗掉的，室内外噪音的绝大部分是通过门窗传递的。但目前建筑门窗的保温隔音方法和效果不尽人意，或者成本高昂、或者效率很低。

发明内容

为统筹解决上述问题，本发明提供了一种压缩空气、真空储能系统和在建筑节能节材中的应用，其特征是：所述压缩空气、真空储能系统包括产能装置（空气压缩机、真空泵）、储能装置（储气罐、真空罐）、输能装置（输气管路、计量表、阀门）和使用装置（充气制品、气动元器件）；以压缩空气和/或真空储能装置为能源，像布置供电线路系统那样，将压缩空气、真空储能系统中的输能装置布置到住宅建筑、商务建筑、公共建筑以及各种非生产建筑中有可能使用它们的各个位置上，以随时随地快速完成对各种充气制品的成形、收藏或保压，以及驱动各种气动元器件和气动工具工作。

上述压缩空气、真空储能系统的系统单位，可以是一户、一个住宅单元、一幢建筑、一个小区或一片城区等。

上述压缩空气、真空储能系统的产能装置主要在电网的负荷低谷工作，以达到储能、节能的目的。

上述压缩空气、真空储能系统的储能装置，可分多级布置在各户、各单元、各建筑、各小区和各城区，以增加储能容量和系统运行的稳定性和可靠性。

由于通过人体各种动作，达到人工压缩空气和抽真空储能的目的十分简单可行。可在各户、社区和各个娱乐健身的公共场所中，设置各种可为上述压缩空气、真空储能系统增能的娱乐健身器械和装置，并设法奖励使用（例如：运动一定次数，便会跳出一个硬币等），以达到全民节能和娱乐健身的目的。

上述压缩空气、真空储能系统也可用于日常生活和办公中各种食物、衣物、材料、物品的真空保鲜、防霉、防潮、防锈、防氧化、衣物或物品的真空干燥、房间灰尘的清除等。

可用透光或遮光柔性材料设计制造一种具有所需刚性、硬度和强度的充气墙体，将这种墙体的周边，通过拉、压、夹等紧固件与其周边建筑的梁、柱、墙、屋顶、地板等活动固定在一起。

也可根据需要，在上述充气墙体上开设门窗。